Появление реактивных пассажирских самолётов в 50-е годы ХХ века позволило осуществлять перелёты на большие расстояния с невиданной ранее скоростью. Камнем преткновения в развитии коммерческой пассажирской авиации стал звуковой порог. Перешагнуть его удалось лишь в опытном порядке двум серийным пассажирским самолётам - советскому Ту-144 и англо-французскому «Конкорду».
С каким кругом проблем столкнулась гражданская авиация на подходе к звуковому порогу?
Широкий диапазон скоростей полёта (от 250 до 2500 км/ч) потребовал обеспечения высокого уровня аэродинамического качества, охватывающего как дозвуковые, так и сверхзвуковые скорости, а также решений по обеспечению устойчивости и управляемости самолёта на всех доступных ему скоростях.
Понадобилось разработать принципиально иную систему кондиционирования воздуха, которая позволяла бы охлаждать технические отсеки и пассажирский салон от больших притоков теплоты при полёте на сверхзвуке. Значительно более горячий воздух, отбираемый от двигателя, не годился для охлаждения салона, и пришлось искать низкотемпературный хладагент. Также потребовалась теплоизоляция салона от нагретой внешней поверхности.
Но и это ещё далеко не всё – полёты на сверхзвуке требовали значительно большего расхода топлива, что делало сверхзвуковые пассажирские самолёты чрезвычайно неэкономичными.
И, конечно, большой проблемой был звуковой удар при переходе самолётом звукового порога.
Казалось бы, опыт эксплуатации Ту-144 и «Конкорда» убедил авиастроителей в том, что массовый сверхзвуковой пассажирский самолёт – это несбыточная мечта. Но и спустя десятилетия после того, как оба «пионера» пассажирского сверхзвука сошли со сцены, желание летать между континентами и пересекать океаны за пару часов по-прежнему владеет умами авиаконструкторов и учредителей стартапов в разных странах мира.
Сегодня проекты в области пассажирского сверхзвука можно условно разделить на две группы – большие пассажирские самолёты и самолёты «не для всех» (то есть бизнес-джеты, лёгкие «административные» или правительственные самолёты исключительно для особо важных пассажиров, готовых платить двойную цену за особо быстрый перелёт).
В условиях нынешних экономических реалий появление первой категории сверхзвуковых лайнеров остаётся маловероятным, хотя большие авиастроительные корпорации и инженеры-любители продолжают теоретические изыскания и разработки эскизных проектов. О грядущем создании сверхзвуковых и даже гиперзвуковых бизнес-джетов время от времени заявляют первые лица разных стран мира, в том числе и России.
Насколько эти заявления близки к реальности? Увидим ли мы в небе стремительные сверхзвуковые гражданские самолёты в обозримом будущем, и если да – то как они будут выглядеть?
Интересным источником информации о процессе разработок в авиастроительных корпорациях и конструкторских бюро может стать патентная литература. В условиях капитализма компании и даже государственные организации стремятся зафиксировать за собой конкурентное преимущество и нематериальные активы в виде прав интеллектуальной собственности. Не всем запатентованным техническим решениям суждено быть воплощёнными в серийных изделиях, но тем интереснее по ним изучать ход конструкторской и инженерной мысли.
В российских конструкторских бюро и научных учреждениях разработки в области сверхзвуковых гражданских самолётов не прекращаются уже многие десятки лет, о чём свидетельствуют многочисленные российские патенты. Так, например, опубликованный в 2000 году патент РФ № 2153091, принадлежащий Центральному аэрогидродинамическому институту имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ) описывает конструкцию плоского шумопоглощающего сопла воздушно-реактивного двигателя для сверхзвуковых пассажирских самолётов (СПС), для которых актуальна задача снижения шума на местности, связанного с реактивными струями из двигателей. Сопло разделяет поток газа от двигателя на две части, и образовавшиеся газовые струи от двигателей смешиваются с потоками внешнего воздуха, уменьшая скорость потока на выходе из сопла и снижая таким образом уровень шума.
Аэродинамическая компоновка сверхзвукового пассажирского самолёта по патенту РФ № 2212360, принадлежащему ЗАО «Гражданские самолёты Сухого» (опубликован в 2003 году) обеспечивает уменьшение звукового удара при переходе на сверхзвуковой режим полёта.
Характерным для сверхзвукового самолёта из патента ЗАО «Гражданские самолёты Сухого» является удлинённый фюзеляж, крыло со стреловидным передним наплывом, расположенная в задней части фюзеляжа самолёта силовая установка, причём воздухозаборники силовой установки расположены над верхней частью фюзеляжа.
Примерно таким предстал перед публикой проект сверхзвукового административного самолета С-21 (также известный как САС/SSBJ — Supersonic Business Jet), который разрабатывался ОКБ им. П.О. Сухого совместно с американской фирмой Gulfstream Aerospace
Силовая установка проектируемого самолета С-21 в различных предлагавшихся вариантах компоновки должна была включать в себя либо три турбореактивных двухконтурных двигателя (ТРДД) Д-21А1 тягой по 7500 кгс каждый, при этом один двигатель размещался над фюзеляжем, а два других - под крылом, либо два двигателя АЛ-363 стартовой тягой в 11500 кгс каждый.
Проектируемый самолёт должен был развивать скорость 2025-2125 км/час на высоте 15 км. Создатели самолёта планировали оснастить его многоканальной цифровой электродистанционной системой управления и интегрированным пилотажно-навигационным комплексом. Одним из новшеств должна была стать так называемая синтезированная система обзора пространства за кабиной с использованием телевизионных датчиков и пассивной оптической системы. Такая система была нужна во многом из-за того, что форма носовой части самолёта, задаваемая требованиями к его скоростным характеристикам, сильно ограничивала обзор из кабины, в особенности на взлёте и посадке, а делать кабину отклоняемой, как на Ту-144, было нежелательно с точки зрения центровки и весовых характеристик самолёта. Внедрение «синтезированной системы обзора» или концепции «непрозрачной кабины» («тёмной кабины», «синтетического зрения»), при которой экипаж управляют воздушным судном, ориентируясь не на прямой визуальный обзор через окна, а на данные с камер высокого разрешения, тепловизоров и систем ИИ, выводимые на экраны внутри кабины, стало одним из «общих мест» в разработке сверхзвуковых гражданских самолётов в наши дни.
Проекту С-21 не суждено было воплотиться в жизнь. Не помогли попытки привлечь к проекту французскую фирму Dassault Aviation, предпринятые в Ле Бурже в 1999 году, а также предложения по совместной работе над проектом, адресованные китайским компаниям. Впрочем, вспоминая историю российской авиации на рубеже ХХ и XXI веков, - такова судьба всех «совместных проектов» с иностранными компаниями. Никто из иностранцев, вступая в совместные проекты с российскими разработчиками авиационной техники, не рассчитывал на реализацию разработок «в металле» - всех интересовали лишь результаты работы советских инженеров, конструкторов и учёных. Получив к ним доступ, можно было далее объявлять проект нерентабельным, «терять» к нему интерес, неожиданно отменять тендер – да мало ли что ещё. Отсюда вывод – российским авиастроителям нужно рассчитывать только на самих себя и претворять свои идеи в жизнь только своими силами, не полагаясь ни на каких «уважаемых партнёров», ни с запада, ни с востока.
Однако вернёмся к разработкам российских авиастроительных компаний.
Патент РФ № 2753443 (ЦАГИ, опубликован 16.08.2021) раскрывает аэродинамическую компоновку сверхзвукового самолёта, с силовой установкой из двух и более двигателей с надкрыльевыми воздухозаборниками и соплом. В данной разработке суть технического решения сводится к особой форме носовой части фюзеляжа в виде удлинённого профилированного тела вращения, отклоненной по отношению к горизонту вниз на небольшой угол.
Изображение самолёта из патента РФ № 2753443. Отсутствие остекления кабины на изображении позволяет предположить, что и в данной конструкции используется «непрозрачная» кабина.
Наконец, один из самых новых российских патентных документов по данной тематике – патент РФ № 2855196 (ФГБУ «Национальный исследовательский центр "Институт имени Н.Е. Жуковского"», опубликован 30.01.2026) описывает конструкцию сверхзвукового пассажирского самолёта, обеспечивающую полет на крейсерском сверхзвуковом режиме полета с числом Маха 1,7 с уровнем громкости звукового удара около 95 РLдБ, а также снижение уровня шума в районе аэропорта на взлетно-посадочных режимах по сравнению с уровнем шума классических осесимметричных сопел двигателей низкой степени двухконтурности.
И вновь мы видим аналогичную компоновку – стреловидное V-образное крыло, двигатели с надкрыльевыми воздухозаборниками. Отличия – особая форма носовой части с приплюснутым обтекателем и передней кромкой, лежащей в горизонтальной плоскости. Между надкрыльевыми воздухозаборниками и фюзеляжем предусмотрены клинья слива пограничного слоя. В пространстве между ними образованы два канала забора воздуха на продувку двигательного отсека. Каждый надкрыльевой воздухозаборник содержит в области горла щель для перепуска наружу избыточного внутреннего давления. Перед крылом в нижней части фюзеляжа установлено переднее горизонтальное оперение – эта особенность также имеется практически у всех проектов сверхзвуковых самолётов, рассмотренных нами ранее.
До сих пор ни один российский проект сверхзвукового гражданского административного или пассажирского самолёта не реализован «в металле». Мало того – до сих пор отсутствует нормативная база, которой должен соответствовать такой самолёт. Несмотря на это, исследования и разработки продолжаются.
Скептики могут возразить, что все разговоры о скорой реализации российского пассажирского «сверхзвука» - не более чем популистские меры по отвлечению общественности от проблем нашей промышленности и экономики. А только ли в России ведутся разработки в области гражданского «сверхзвука»?
Заглянем в иностранные патентные базы данных.
В патенте США № 10,793,266 (Boom Technology, Inc., опубликован 6 октября 2020 года) содержится подробное описание конструкции коммерческого сверхзвукового самолёта. Самолёт характеризуется фюзеляжем с пассажирским салоном на 20-60 мест, крылом типа «бесхвостка» («дельта»), возможностью автоматизированной перекачки топлива между различными баками для изменения центровки в зависимости от режима полёта, системами «синтетического зрения» для пилотов. Силовая установка и аэродинамическая компоновка самолёта позволяют ему развивать скорость около 1,6-2,2 Маха.
Общий вид самолёта по патенту США № 10,793,266. В базовой конфигурации он достаточно близок к облику своего знаменитого предка – «Конкорда». Однако в конкретных усовершенствованных вариантах реализации его технический облик становится ближе к рассмотренным выше проектам.
В патенте США № 12,576,966 (Pivotal Supersonic Inc., опубликован 17 марта 2026 года) и в заявке на патент США № 2023/0130658 (JAPAN AEROSPACE EXPLORATION AGENCY, опубликована 27 апреля 2023 года) также рассматриваются решения по созданию сверхзвуковых пассажирских самолётов, направленные прежде всего на уменьшение воздействия звукового удара и снижение шума на местности. И вновь мы видим аналогичный облик самолёта с надкрыльевыми воздухозаборниками, стреловидным крылом, удлинённым фюзеляжем с заострённой носовой частью.
Разработками в области «гражданского сверхзвука» и даже «гиперзвука» занят также и Китай. И вновь – инженеры из Поднебесной рассматривают в качестве наиболее вероятного облика проектируемого самолёта примерно такую же аэродинамическую схему.
Патенты – патентами, но насколько сегодня реален сверхзвуковой пассажирский самолёт?
Главными препятствиями к переходу пассажирской авиацией звукового порога являются два фактора – экологические ограничения и вопросы экономики. Выше мы выяснили, что усилия инженеров и конструкторов по всему миру направлены на поиск решения проблемы звукового удара и шума на местности, которое позволило бы вписать коммерческий сверхзвук во всё более тесные рамки экологических законов и стандартов. По расчётам, предлагаемые конструктивные меры должны снизить интенсивность звукового удара до приемлемого диапазона значений. Но на практике верность этих расчётов до сих пор никто не проверил.
Не найдены решения и для проблем, связанных с охлаждением воздуха и защитой внутреннего пространства салона от нагрева при полётах на высоких скоростях. Впрочем, современный уровень развития технологий не оставляет сомнений в том, что эти проблемы будут решены.
Концепция «непрозрачной кабины» (системы внешнего видения (СВВ)) исследуется на натурных испытательных стендах и в полётах. Так, 29 апреля 2025 года стало известно (см. публикацию) о проведении Национальным исследовательским центром «Институт имени Н.Е. Жуковского», Государственным научно-исследовательским институтом авиационных систем совместно с Сибирским научно-исследовательским институтом авиации (СибНИА) имени С. А. Чаплыгина испытаний лётного демонстратора системы внешнего видения на базе самолёта-лаборатории Як-40.
Остаётся второй фактор – экономика. Прежде всего – это расходы на создание летательного аппарата с принципиально новой архитектурой. Далее – это топливная эффективность летательного аппарата, что особенно важно в нынешнем нелёгком состоянии мировой экономики с её «шальными» ценами на энергоресурсы. Топливная эффективность и сверхзвуковые скорости в сочетании с низким шумом– это новые двигатели, относящиеся как минимум к пятому поколению по общепринятой классификации поколений газотурбинных двигателей, если не к шестому, которое пока ещё существует лишь в теории.
И всё это – лишь для узкого сегмента деловой авиации для «особо важных» пассажиров, где потребность рынка в общемировом масштабе составляет не более 100-150 самолётов? Хочется ответить знаменитой фразой: «Можно. А зачем?». Но сколь многого человечество никогда не достигло бы, если бы все руководствовались этими словами…
Так или иначе, по данным НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского», ориентировочно на 2029 год запланирован первый полёт сверхзвукового самолёта-демонстратора технологий под названием «Стриж». Предполагаемый облик самолёта, работы над которым ведут российские авиаконструкторы, вписывается в рассмотренную выше общую концепцию со стреловидным крылом, удлинённым фюзеляжем, надфюзеляжными воздухозаборниками, «непрозрачной» кабиной. О создании прототипа для серийного самолёта согласно данной концепции можно говорить не ранее 2035 года.
Перейдёт ли коммерческая авиация звуковой порог? Удастся ли масштабировать решения, отработанные на экспериментальных машинах и «сверхбыстрых бизнес-джетах» на «большую» пассажирскую авиацию? Или стремительные, как стрелы, высотные сверхзвуковые самолёты так и останутся на страницах патентных публикаций и эскизных проектов?
Ответ на этот вопрос даст экономика, политика, развитие технологий. И история.
