Concorde и Ту-144 — гонка за сверхзвуком в гражданской авиации

В начале 1960-х годов сверхзвуковой пассажирский самолёт казался неизбежным следующим шагом. Реактивная авиация за одно десятилетие удвоила скорость перелётов — логично было предположить, что следующее десятилетие удвоит её снова. Три страны одновременно начали разработку сверхзвуковых лайнеров: Великобритания и Франция совместно строили Concorde, СССР — Ту-144, а США проектировали Boeing 2707. Гонка шла не только за скоростью — за престижем и технологическим лидерством в разгар холодной войны.

Из трёх программ до регулярных рейсов дошли только две. Ту-144 полетел первым, но проиграл. Concorde летал 27 лет, но коммерчески не окупился. Американский проект был отменён до постройки прототипа. Сверхзвуковая пассажирская авиация оказалась технически возможной, но экономически несостоятельной.

Concorde: политический проект двух стран

Решение о создании Concorde было не столько инженерным, сколько политическим. В 1962 году Великобритания и Франция подписали межправительственное соглашение о совместной разработке сверхзвукового лайнера. Для Великобритании это была попытка вернуть позиции, потерянные после провала Comet. Для Франции — способ войти в элиту мирового авиастроения. Договор был составлен так, что выход любой из сторон из проекта был практически невозможен без дипломатического скандала.

Разработку вели Aérospatiale (Франция) и British Aircraft Corporation (Великобритания). Двигатели — Rolls-Royce и SNECMA совместно. Проектирование заняло более десяти лет: первый полёт прототипа состоялся 2 марта 1969 года в Тулузе, но сертификация и доводка растянулись до середины 1970-х. Регулярные рейсы начались 21 января 1976 года — одновременно: British Airways полетела из Лондона в Бахрейн, Air France — из Парижа в Рио-де-Жанейро через Дакар.

Конструкция Concorde

Concorde представлял собой узкофюзеляжный лайнер с треугольным крылом типа «оживальная дельта» — сложной формы, оптимизированной для полёта на скоростях более 2 000 км/ч. Четыре турбореактивных двигателя Olympus 593 с форсажными камерами тягой по 169 кН каждый размещались попарно под крылом.

Крейсерская скорость составляла 2 150 км/ч (около 2 Махов) на высоте 15 000–18 000 метров — вдвое выше, чем эшелоны обычных лайнеров. На этих высотах пассажиры могли видеть кривизну Земли. Дальность полёта — около 6 500 км, что было достаточно для трансатлантического маршрута Лондон/Париж — Нью-Йорк, но не более.

Фюзеляж вмещал от 92 до 128 пассажиров в зависимости от конфигурации, с компоновкой четыре кресла в ряд (2+2). Салон был узким — шириной около 2,6 метра — и по комфорту уступал широкофюзеляжным лайнерам. Конструкция из алюминиевых сплавов нагревалась при сверхзвуковом полёте до 120–130°C, что требовало специальных решений по теплоизоляции и материалам.

Характерной деталью был отклоняемый нос: при взлёте и посадке он опускался вниз, обеспечивая пилотам обзор полосы, а в крейсерском полёте поднимался, формируя обтекаемый контур.

Ту-144: первый, но недолгий

Ту-144 поднялся в воздух 31 декабря 1968 года — на два месяца раньше Concorde. СССР выиграл гонку за первый полёт, и советская пропаганда активно использовала этот факт. Однако между первым полётом и регулярной эксплуатацией лежала пропасть.

Самолёт проектировался в ОКБ Туполева. Внешне Ту-144 был похож на Concorde — треугольное крыло, четыре двигателя, отклоняемый нос — что породило устойчивые подозрения в промышленном шпионаже. Насколько эти подозрения были обоснованы, достоверно неизвестно, но конструктивно самолёты различались существенно. Ту-144 имел другую аэродинамическую компоновку крыла, выдвижные передние горизонтальные поверхности (так называемые «усы»), а двигатели НК-144 располагались ближе друг к другу в едином подкрыльевом блоке. Как и Concorde, Ту-144 имел отклоняемый нос, обеспечивавший пилотам обзор полосы при взлёте и посадке.

Крейсерская скорость Ту-144 составляла около 2 200 км/ч (2,05 Маха). Пассажировместимость — до 150 мест. Дальность — около 3 000–3 500 км, что было значительно меньше, чем у Concorde, и делало трансатлантические рейсы без промежуточной посадки невозможными.

3 июня 1973 года серийный Ту-144 разрушился во время демонстрационного полёта на авиасалоне в Ле-Бурже. Катастрофа произошла на глазах у десятков тысяч зрителей. Погибли все шесть членов экипажа и восемь человек на земле. Причины остаются предметом дискуссий: среди версий — резкий манёвр для уклонения от французского истребителя Mirage, выполнявшего несанкционированную фотосъёмку.

Эксплуатация: два разных итога

Ту-144 начал регулярные грузовые рейсы в декабре 1975 года, а пассажирские — 1 ноября 1977 года на маршруте Москва — Алма-Ата. Пассажирская эксплуатация продлилась всего семь месяцев: после очередной катастрофы опытного экземпляра в мае 1978 года все рейсы были прекращены. Всего было выполнено 55 пассажирских рейсов, перевезено около 3 200 пассажиров. Из 16 построенных Ту-144 (включая прототипы) на регулярных линиях работали считанные единицы.

Проблемы Ту-144 были системными: двигатели НК-144 расходовали значительно больше топлива, чем Olympus 593, что ограничивало дальность. Шум в салоне был настолько высоким, что пассажиры с трудом разговаривали друг с другом. Надёжность бортовых систем не соответствовала требованиям регулярной эксплуатации. Модернизированная версия Ту-144Д с более экономичными двигателями РД-36-51А должна была решить часть этих проблем, но программа была свёрнута.

Concorde, напротив, летал 27 лет. British Airways и Air France выполняли регулярные рейсы из Лондона и Парижа в Нью-Йорк, а также чартерные рейсы на Барбадос и другие направления. Перелёт через Атлантику занимал около 3,5 часов — против 7–8 на обычном лайнере. Билет в одну сторону стоил от 5 000 до 10 000 долларов в зависимости от периода, что ограничивало клиентуру бизнесменами, дипломатами и знаменитостями.

Всего было построено 20 экземпляров Concorde (включая прототипы и предсерийные машины). Из них в регулярную эксплуатацию поступили 14 — семь у British Airways и семь у Air France. Других заказчиков не нашлось: авиакомпании по всему миру отменили опционы, когда стала ясна экономика самолёта.

Почему сверхзвук проиграл

Concorde не окупился ни разу за всю историю эксплуатации — если считать затраты на разработку. Программа обошлась британскому и французскому правительствам в сумму, эквивалентную нескольким миллиардам долларов в ценах 2020-х годов. Авиакомпании получили самолёты фактически бесплатно — их выкупили правительства и передали национальным перевозчикам.

Причин экономической несостоятельности было несколько. Расход топлива на пассажира у Concorde был в 3–4 раза выше, чем у Boeing 747 на том же маршруте. Вместимость — 100 пассажиров против 400 у 747-го. Себестоимость кресла оказалась несопоставимой: 747-й перевозил четырёх пассажиров по цене одного на Concorde. Нефтяной кризис 1973 года, резко поднявший цены на керосин, сделал эту разницу ещё более болезненной.

Дополнительным барьером стал звуковой удар — ударная волна, создаваемая самолётом при сверхзвуковом полёте. Из-за неё Concorde не разрешали летать на сверхзвуке над сушей, что ограничивало маршрутную сеть трансокеанскими направлениями. Рынок оказался узким: практически только Лондон/Париж — Нью-Йорк обеспечивал достаточный спрос на дорогие сверхзвуковые билеты.

25 июля 2000 года Concorde рейса Air France 4590 потерпел катастрофу при взлёте из парижского аэропорта Шарль-де-Голль. Самолёт загорелся после того, как покрышка колеса, повреждённая металлической полосой на полосе, разрушилась и обломки пробили топливный бак. Погибли все 109 человек на борту и четыре человека на земле. После этой катастрофы, 11 сентября 2001 года и общего спада авиаперевозок оба оператора приняли решение о прекращении полётов. Последний рейс Concorde состоялся 26 ноября 2003 года.

Американская программа SST

США также пытались создать сверхзвуковой лайнер. Программа SST (Supersonic Transport) стартовала в 1963 году по инициативе президента Кеннеди. Boeing выиграл конкурс с проектом 2707 — амбициозной машиной на 300 пассажиров с изменяемой геометрией крыла и скоростью 2,7 Маха.

Проект оказался технически чрезмерным: крыло с изменяемой геометрией при таких размерах создавало нерешаемые проблемы с массой. Boeing переработал проект в вариант с фиксированным треугольным крылом, но к тому моменту программа столкнулась с растущим сопротивлением в Конгрессе. Критики указывали на экологические проблемы (шум, влияние на озоновый слой) и экономическую сомнительность. В марте 1971 года Конгресс прекратил финансирование. Ни один прототип Boeing 2707 построен не был.

Отмена SST высвободила ресурсы Boeing для программ 747, 727 и 737 — самолётов, которые принесли компании реальную прибыль. В ретроспективе проигрыш в сверхзвуковой гонке оказался для Boeing стратегическим выигрышем.

Значение сверхзвуковой эпохи

Concorde и Ту-144 доказали, что перевозить пассажиров на скорости 2 Маха технически возможно. Инженерные достижения обоих проектов — работа с кинетическим нагревом, аэродинамика дельтавидного крыла, управление на сверхзвуковых режимах — остаются актуальными для авиационной науки.

Однако сверхзвуковая гонка наглядно показала, что в гражданской авиации скорость проигрывает экономике. Boeing 747 — дозвуковой, медленный, огромный — перевёз за свою карьеру миллиарды пассажиров. Concorde за 27 лет — около 2,5 миллиона. Ту-144 — 3 200. Пассажиры выбирают не скорость, а цену билета. Эта закономерность определяет развитие отрасли до сих пор, хотя несколько стартапов — Boom Supersonic, Spike Aerospace — пытаются доказать обратное с помощью новых двигателей и материалов.