Supercruise - Supercruise

English Electric Lightning byl jeden z prvního letadla schopného supercruise.

Supercruise je trvalý nadzvukový let nadzvukového letadla s užitečným nákladem, pasažérem nebo nákladem zbraní bez použití přídavného spalování (také známého jako „ohřev“). Mnoho nadzvukových vojenských letadel není schopno supercruise a mohou udržovat let Mach 1+ jen v krátkých dávkách, obvykle s přídavným spalováním. Letadla, jako je SR-71 Blackbird, jsou navržena k plavbě nadzvukovou rychlostí se zapnutým přídavným spalováním.

Mnoho stíhaček 4. generace je technicky schopných supercruise, ale pouze ve vysokých nadmořských výškách a v čisté konfiguraci . Aby bylo letadlo považováno za schopné skutečné supercruise, musí být schopné nést normální náklad na delší vzdálenost bez potápění nebo použití přídavného spalování. Optimálně by kvalifikace na „opravdovou supercruise“ zahrnovala předvedení schopností s bojovou zátěží v malých a středních výškách; schopnost rozbít Mach 1 bez přídavného spalování sama o sobě nevykazuje supercruise schopnost.

Jedním z nejznámějších příkladů letadel schopných supercruise byl Concorde . Díky své dlouhé službě jako komerční dopravní letadlo drží Concorde rekord v nejvíce času stráveném v supercruise; více než všechna ostatní letadla dohromady.

Dějiny

Concorde rutinně supercruited většinu cesty přes Atlantik , což mu umožnilo cestovat z Londýna do New Yorku za tři hodiny, což je rekord, který dosud nepřekonal žádný jiný komerční letoun.

Dne 3.  srpna 1954 překročilo výzkumné letadlo Gerfaut poháněné motorem SNECMA Atar 101 D2A Mach  1 na vodorovném letu bez použití přídavného spalování. Prvním sériově vyráběným letounem, který měl za suchého letu překročit Mach 1, byl Lockheed F-104 Starfighter, který se vyznačoval radikálním designem s holými tenkými křídly připevněnými podstatně dále na trupu než většina současných letadel. Křídlo poskytovalo vynikající nadzvukový a vysokorychlostní výkon v nízké nadmořské výšce, ale mělo za následek špatnou schopnost zatáčení a vysoké přistávací rychlosti. Bylo to první sériové letadlo, které dosáhlo Mach 2, a první letadlo, které po vzletu vlastní silou dosáhlo výšky 100 000 stop. Starfighter vytvořil v roce 1958 světové rekordy v rychlosti letu, výšce a době do stoupání a stal se prvním letounem, který držel všechny tři současně. Non-přídavným spalováním Armstrong Siddeley Sapphire poháněl P.1 prototyp anglické Electric Lightning , překročila Mach  1 ze dne 11.  srpna 1954. O týden předchozího dne 4.  srpna v P.1, WG760 pilotovaný Roland Beamont na svém prvním letu , měli nevědomky překročil Mach  1 ve stoupání, i když v důsledku chyby polohy se machmetrem teprve znázorněna maximálně Mach  0,95. Beamont, který si nevšiml žádné změny v chování letadla, byl překvapen, když byl informován po analýze letových údajů. Tato raná demonstrace nadzvukového letu však byla extrémně omezená, protože Lightning mohl plavat pouze bez přídavného spalování přibližně na úrovni Mach 1,02, zatímco pozdější verze dokázaly dosáhnout mnohem vyšších rychlostí, ale pouze na velmi krátká období. Jelikož nemohlo udržet nadzvukovou rychlost po dobu 20 minut, jak je uvedeno v původní definici „supercruise“, zařazení EE Lightning do kategorie zůstalo kontroverzní.

BAC TSR-2 stávky a průzkumný letoun, který poprvé vzlétl 27.  září 1964, byl jedním z prvních vojenských letadel speciálně navržen tak, aby plavbu supersonically; jeden z plánovaných profilů misí byl pro nadzvukovou plavbu rychlostí 2,0 Mach na 50–58 000 stop (15–18 km). Nadzvuková plavba na nižších úrovních byla na úrovni Mach  1,1 ve vzdálenosti 200 stop (61 m). TSR-2 používá Bristol Olympus motory, novější verze, která by také pohánět Concorde .

Kvalitativní změna faktoru Cd ( koeficientu odporu ) s Machovým číslem (rychlostí) pro letadlo; supercruising nad Machem  2 je efektivní.

Pouze nadzvukové transporty (SST), Concorde a poslední verze Tu-144 ( Tu-144D ) strávily většinu svého času plavbou svými konstrukčními rychlostmi bez nutnosti dodatečného spalování. Afterburner byl přidán do Concorde ke vzletu, aby se vyrovnal s nárůstem hmotnosti, který nastal po počátečním návrhu, a byl použit k protlačení bariéry transonického odporu. Vylepšený Tu-144D měl motory s pokročilejší konstrukcí sání, které během plavby nevyžadovaly přídavné spalování, zvýšilo celé rozmezí užitečného zatížení z 3080 na 5330 km (provozní dosah Concorde byl 6470 km nebo 4020 mi) a byly hospodárnější než motory Tu-144.

Vojenské použití

Termín „supercruise“ byl původně používán k popisu požadavku na výkon stíhače stanoveného USAF plk. Johnem Boydem a plk. Everestem Riccionim, zastánci F-16 Falcon . Po zahájení výroby F-16 zahájili práce na vylepšeném designu stíhaček se schopností nadzvukového plavby nad nepřátelským územím po dobu minimálně dvaceti minut. Vzhledem k tomu, že vzdušný boj je často výsledkem překvapení a jeho rychlost je dána rychlostí překvapivého letadla, dalo by to konstrukci schopnou supercruise v mnoha situacích dosáhnout hodnotné výkonnostní výhody. Postulovaný stíhač by měl maximální rychlost jen něco málo přes Mach 1 a podíl paliva přesahující 40%, což je minimum potřebné pro splnění dvacetiminutového požadavku. Požadavek na palivovou frakci vyžadoval velmi strohý design s několika vyspělou elektronikou. United States Air Force neprojevila zájem v návrhu v té době, ale roky později oživil termín a znovu definovat, aby se vztahoval na požadavky na Advanced Tactical Fighter , který vyústil v F-22 Raptor .

F-22 Raptor je schopen supercruise na Mach 1,8 (ale je zde vidět chodu přídavného spalování).

Dassault Rafale je schopen supercruising se čtyřmi raketami a břicho poklesu nádrže.

Eurofighter Typhoon je schopen supercruise na Mach 1,5.

Supercruise schopnosti F-22 Raptor jsou uváděny jako hlavní výkonnostní výhoda oproti ostatním stíhačkám, přičemž supercruise se předvádí minimálně na úrovni  1,8 Mach . Schopnost Supercruise poskytuje výhody tajným letadlům, protože oblak přídavného spalování odráží radarové signály a vytváří významný infračervený podpis . Prakticky všichni bojovníci před plavbou F-22 na Mach  0,8–0,9 při nesení běžného nákladu zbraní.

Supercruising používá více paliva na stejnou vzdálenost než při podzvukových rychlostech. Association Air Force odhaduje, že použití supercruise pro 100 námořních mil (120 mil 190 km) pomlčku jako součást mise by mohlo snížit F-22 má poloměr bojovou od asi 600 námořních mil (690 mil; 1,100 km) k asi 450 námořních mil (830 km), ale kvůli klasifikaci letové dynamiky F-22 je to nepotvrzené.

Ve výrobě je několik motorů, které jsou navrženy tak, aby usnadňovaly takticky významnou supercruise:

• Dva Pratt & Whitney F119, které pohánějí F-22 Raptor, z něj dělají nejschopnější stíhací letoun schopný supercruise v provozu. F-22 Raptor může bez externích obchodů supercruise až 1,8 Mach.
• Motor EJ200 vyrobený společností EuroJet Turbo GmbH namontovaný na Eurofighter Typhoon . Je schopen supercruising na Mach 1,5 s raketovou zátěží vzdušné převahy. Piloti Typhoonu uvedli, že Mach 1.3 je dosažitelný v bojové konfiguraci s externími zásobami.
• General Electric F414G v JAS 39 Gripen NG je určen pro supercruise a bylo prokázáno, že dosáhnout Mach 1,2.
• Dvě Snecma M88, které pohánějí Dassault Rafale, umožňují Rafale supercruise se čtyřmi raketami a břišním tankem.

Nezávisle pracuje Rusko na Izdelje 30 (po úpravách derivátů AL31F a AL41F, jako 117S turbofan) a RD33MKRU Morskaja Osa; probíhá zcela nový motor AL-41 s kompletním redesignem, který dodává vozu Suchoj Su-57 superschopnost . To ještě musí přinést ovoce, ale motor 117S s mezerou , vyrobený tímto programem, může již dosáhnout cíle supercruise. Během testování stíhače Su-35BM vybaveného těmito motory se mu podařilo zrychlit kolem Mach 1 bez použití přídavného spalování, což naznačuje, že měl schopnost supercruise. Dosud nebylo vidět, zda to bude možné s bojovým nákladem.

Letadlo se supercruise schopností

Reference