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HISTOIRE DE LA TECHNOLOGIE, TECHNOLOGIE, OBJETS AUTOUR DE NOUS
Paquebot supersonique Concorde. Histoire de l'invention et de la production
Annuaire / L'histoire de la technologie, de la technologie, des objets qui nous entourent Le TU-144 soviétique est devenu le premier avion de passagers supersonique au monde. Dans sa fabrication, l'expérience acquise lors de la création du bombardier stratégique M-50 a été utilisée.Une caractéristique distinctive du Tu-144 était une aile delta avec un bord d'attaque "cassé". Comme l'ont montré des études menées en URSS, en Suède, aux USA et en Angleterre dans les années 1950, une aile delta avec un bord d'attaque cassé permettait non seulement de réduire le coefficient de traînée dans la zone des vitesses transsoniques, d'améliorer légèrement le décollage et caractéristiques d'atterrissage de l'avion, mais aussi pour réduire le déplacement de la pression centrale de l'avion lorsqu'il atteint des vitesses supersoniques.
La conclusion logique de ce grand complexe de travaux a été le passage à une aile delta avec un angle de balayage changeant continuellement d'envergure : d'un très grand à l'emplanture (75-85 degrés) à des valeurs moyennes à l'extrémité ( 50-65 degrés). De telles ailes étaient appelées "animales" et étaient utilisées par une société anglo-française commune dans la création d'avions supersoniques de l'aviation civile "Concorde". Avant d'utiliser des ailes ogivales sur un avion réel, il a été décidé, indépendamment les uns des autres, tant en Angleterre qu'en URSS, de mener des essais non seulement en soufflerie, mais également en vol sur des avions analogiques. Un tel modèle volant en URSS était un avion expérimental monoplace d'OKB A.I. Mikoyan "MiG-Analogue 144", et en Angleterre - un avion expérimental monoplace BAC221 de British Aircraft. Pilote d'essai O.V. Gudkov, depuis 1967, a effectué des dizaines de vols sur l'Analog 144, vérifiant à plusieurs reprises tous les modes possibles, y compris même ceux qui étaient inaccessibles à un avion de passagers. Les résultats des tests de ce laboratoire volant ont servi à affiner le projet Tu-144 et ont permis d'accélérer ses tests, qui ont commencé en décembre 1968 par le pilote d'essai E.V. Yelyan. Le premier vol du Tu-144 eut lieu le 31 décembre 1968 et dura 38 minutes. Le lendemain, le journal français "Paris Press Entransijan" écrivait : "Le vol du Tu-144 est une date historique dans l'aviation, marquant la victoire de l'Union soviétique dans la construction d'avions de passagers supersoniques." Un autre avion analogique britannique BAC221 a commencé à voler en mai 1964. Il avait une gamme plus étroite de vitesses étudiées - de l'atterrissage à 1700 kilomètres par heure. Mais, malgré la tâche plus facile, les tests traînaient en longueur. Leurs résultats ont été utilisés dans la construction de l'avion Concorde, qui a décollé trois mois plus tard que le Tu-144 - en mars 1969. Les réalisations scientifiques en URSS et dans les pays avancés de l'Occident ont permis aux scientifiques et concepteurs soviétiques, ainsi qu'aux concepteurs d'entreprises anglo-françaises, de trouver la solution optimale pour l'aménagement aérodynamique et général d'un avion supersonique de l'aviation civile. Dans la version expérimentale du Tu-144, avec une masse au décollage de 195 tonnes et une charge utile de 15 tonnes à une vitesse de croisière de 2200 kilomètres par heure, il avait une autonomie estimée à 6500 kilomètres. Sur un plafond pratique de 18000 2500 mètres, il pouvait atteindre une vitesse maximale de 144 144 kilomètres à l'heure. L'avion Tu-12750 était équipé de turboréacteurs plus économiques avec une postcombustion de l'OKB N.D. que ceux du Concorde. Kuznetsova - NK-XNUMX avec une poussée de XNUMX kN chacun. Après le premier vol du Tu-144 le 31 décembre 1968, le deuxième vol d'une durée de 50 minutes fut effectué le 8 janvier 1969. Au cours de tests supplémentaires en mai 1970, pour la première fois dans l'histoire de l'aviation, un avion civil de passagers a atteint un nombre M égal à deux - une vitesse de 2150 16300 kilomètres par heure à une altitude de 17000 2430 mètres. À l'automne de la même année, à une altitude de XNUMX XNUMX mètres, une vitesse de XNUMX XNUMX kilomètres à l'heure a été dépassée. C'est toujours le record de vitesse pour les avions de passagers aujourd'hui. Cependant, le sort du paquebot fut triste. Tout d'abord, il y a eu une catastrophe au salon du Bourget, qui a considérablement ralenti l'entrée du Tu-144 dans les compagnies régulières. Le premier vol supersonique commercial, mais sans passagers à bord, a été effectué par l'avion Tu-144 le 26 décembre 1975 sur la route Moscou - Alma-Ata, mais ce n'est qu'à partir de novembre 1977 que les vols avec passagers ont commencé sur la même route. Bientôt, les vols ont été arrêtés, par inopportunité économique et pour des raisons environnementales. Le destin du Concorde fut également difficile, mais toujours plus heureux. Le 26 octobre 1962, les gouvernements français et britannique signent un accord financier et économique portant sur la création conjointe de l'avion supersonique de transport de passagers Concorde (SPS). La veille, un accord a été signé entre la société britannique BAC et la société française SNCASE, d'où il ressort que les Britanniques prennent en charge les deux tiers des travaux sur les systèmes de propulsion, et les Français environ soixante pour cent de tous les travaux sur la cellule et ses systèmes. Dans le même temps, les entreprises se sont engagées à organiser et coordonner le travail des dizaines d'entreprises françaises et britanniques qui participeront au programme. Le calendrier de travail convenu prévoyait un vol d'un prototype en 1966, l'année suivante - un vol d'un avion de pré-production, un an plus tard - un vol en série, et la sortie du premier avion en ligne en 1970. Dans le même temps, il était supposé que le coût des travaux serait de 170 millions de livres et que le prix de l'avion ne dépasserait pas 10 millions de dollars. Cependant, au fil du temps, des problèmes techniques ont commencé à survenir, ce qui a retardé la mise en œuvre des différentes étapes du programme. La construction de deux prototypes n'a commencé qu'en février 1965 et le test du premier d'entre eux, comme déjà mentionné, a eu lieu en mars 1969. Le premier avion Concorde de pré-production a volé en décembre 1971 et le premier avion de série a volé en octobre 1973.
L'augmentation de la masse et la période de développement prolongée ont entraîné une augmentation multiple des coûts du programme et du prix de vente de l'avion. Après avoir résumé, il s'est avéré que pour la période 1962-1976, la France et la Grande-Bretagne ont dépensé ensemble 1200 1970 millions de livres. Le prix de l'avion, qui était de 25 millions de dollars au début des années 1974 et de 40,25 millions de dollars en 1976, est passé à 60 millions de dollars en XNUMX. Le 21 janvier 1976, deux avions Concorde commencent simultanément à opérer des vols réguliers de passagers sur les liaisons Paris-Rio de Janeiro et Londres-Bahreïn. Au total, 1978 avions ont été construits jusqu'en 18. Bien que des précommandes pour la construction de 1972 avions aient été reçues en 74, l'interdiction des vols d'avions de passagers supersoniques sur le territoire des États-Unis (plus tard, une telle interdiction a été introduite par de nombreux pays, dont le Japon) a conduit à l'annulation de la plupart des commandes. Au fur et à mesure que l'avion est passé d'un prototype à un modèle en série, il a subi des modifications importantes, à la suite desquelles non seulement les dimensions, le poids et les caractéristiques ont changé, mais également le coût du programme et le prix de l'avion. Dans le projet Super-Caravel, il était supposé que la masse au décollage de l'avion serait de 92 tonnes, et dans le projet préliminaire Concorde - 130 tonnes. En fait, la masse au décollage du premier prototype était de 148 tonnes et, au cours des améliorations, elle est passée à 156 tonnes. L'avion de pré-production avait déjà une masse d'environ 175 tonnes et celui de série - plus de 180 tonnes. En conséquence, les dimensions ont également augmenté, principalement la longueur du fuselage (de 56,24 mètres pour le prototype et 58,84 mètres pour l'avion de pré-série à 61,66 mètres pour l'avion de série). Initialement, il était prévu que l'avion transporterait 90 à 110 passagers sur une distance de 4500 2,2 kilomètres à une vitesse de l'ordre de M = 6580. Pendant les travaux, la portée maximale de l'avion est passée à 2,04 kilomètres, mais la vitesse de croisière a dû être limitée à M = XNUMX. Le Concorde est un avion à aile basse sans queue avec une aile ovale incurvée transversalement. Le contrôle du cap est assuré par un empennage vertical classique avec un safran en deux parties. Le fuselage du paquebot est réalisé sous la forme d'une structure cylindrique de section relativement réduite. En raison de la longueur importante du fuselage et des angles d'attaque relativement importants lors du décollage et de l'atterrissage, le Concorde est équipé d'un train d'atterrissage haut, de sorte que l'axe de l'avion se trouve à une hauteur de 5,4 mètres au-dessus du sol. . Pour augmenter la visibilité depuis le cockpit pendant le décollage et l'atterrissage, le fuselage avant peut être abaissé. Châssis - à trois montants, avec roues avant jumelées et bogies à quatre roues sur les crémaillères principales. "Concorde" est équipé de trois systèmes hydrauliques indépendants - deux principaux et un de secours. Ils assurent le fonctionnement des servomoteurs hydrauliques des gouvernes, la sortie et la rentrée des trains d'atterrissage, le contrôle des roues avant lors des manœuvres au sol, le décollage et l'atterrissage, la descente et la remontée de l'avant du fuselage, le fonctionnement des les pompes à carburant du système d'équilibrage et la régulation des dispositifs d'entrée et de sortie du système de propulsion. L'avion est conçu pour de petites surcharges, et donc la vitesse de sa descente et de sa manœuvre est limitée. Pour la fabrication de l'avion, des alliages d'aluminium principalement résistants à la chaleur ont été utilisés. Les éléments du système de propulsion, la peau du gouvernail et certaines parties du châssis sont en alliages de titane et d'acier. Pour assurer le poids minimum de l'avion, la conception de la cellule a été choisie, ce qui correspond au principe de résistance égale de tous ses éléments. De plus, la majeure partie de la structure a été réalisée par fraisage de panneaux entiers, ce qui a permis d'éliminer de nombreux joints, d'éviter la déformation de la peau et de modifier la forme du profil en vol. La division technologique diffère également de la division traditionnelle: la structure est divisée en sections, chacune constituée d'une partie du fuselage et d'une partie adjacente de l'aile. Cela facilite la liaison des longerons de voilure avec les membrures de puissance du fuselage. Le revêtement de l'aile est fabriqué à partir de panneaux monolithiques précontraints, ce qui entraîne une réduction de poids d'environ 20 % (par rapport aux conceptions conventionnelles). Quatre turboréacteurs Olympus-593 développés conjointement par Rolls-Royce et SNECMA sont disposés par paires dans deux nacelles sous-voilures de manière à ce que la sortie de la tuyère de sortie soit dans le plan du bord de fuite de la voilure. Les moteurs sont équipés de postcombustion et d'inverseurs de poussée. La tâche principale des postcombustion est d'augmenter la poussée pendant le décollage et lorsque l'avion passe par la vitesse du son. La conception des inverseurs de poussée fournit, lors de l'atterrissage, une force de freinage égale à 45 % de la poussée au décollage. L'Olympus-593 est une version améliorée du moteur Olympus-22R avec une poussée de postcombustion de 146,80 kN (14970 kilogrammes) installé sur l'avion TSR-2. Chaque moteur a une prise d'air rectangulaire réglable séparée. Au milieu des années 1980, les systèmes de propulsion ont été améliorés, ce qui a permis de réduire le niveau de sollicitation acoustique et d'augmenter leur efficacité. Pour protéger l'environnement des gaz d'échappement des moteurs contenant un pourcentage élevé d'oxydes d'azote qui détruisent la couche d'ozone de l'atmosphère, les plages de fonctionnement des altitudes de vol ont été réduites et les exigences en matière de pureté des gaz d'échappement ont été augmentées. Ceci a été réalisé en réduisant le taux de compression des compresseurs du moteur. Le système de carburant comprend 17 réservoirs de carburant à caisson situés dans l'aile et le fuselage. Leur capacité est de 119786 litres. Le carburant sert également à modifier la position du centre de gravité de l'avion lors du passage du mur antibruit et à refroidir la structure. Cet objectif est servi par quatre réservoirs d'équilibrage (dans les parties avant proches du fuselage de l'aile avec un balayage maximal) et un réservoir dans le fuselage arrière (derrière le bord de fuite de l'aile). Lors de l'exploitation des Concordes, des statistiques intéressantes ont été obtenues : la grande majorité des passagers des paquebots supersoniques - 82 % - sont des hommes, leur âge moyen est de 48 ans. Parmi ceux-ci, la majorité - 44% - est représentée par les Américains, en deuxième position - 28% - les Français, suivis des résidents européens - 18% et des représentants d'autres pays - 10%. Surtout, les politiciens de haut rang apprécient leur temps - 44% de tous les passagers, suivis des industriels et des hommes d'affaires, puis - des athlètes et des artistes et uniquement des passagers fortunés. Les vols sur le Concorde sont effectués strictement selon l'horaire : le retard du vol n'a pas dépassé trois minutes ! Mais cette image idéale a été complètement détruite par le "Black Tuesday" du 25 juillet 2000. L'annonce de la catastrophe a choqué non seulement la France, mais toute l'Europe. Pourtant, le supersonique Concorde, qui était auparavant considéré comme l'avion le plus sûr et le plus fiable au monde, s'est écrasé. En vingt-cinq ans de fonctionnement continu, « Concorde » ne s'est jamais écrasé ! Il n'y a eu que deux incidents de vol. La mort du Concorde a eu des conséquences irréversibles. Les Bourses de Paris, New York et Tokyo ont immédiatement réagi à la catastrophe par une baisse sensible des cours d'Air France et de British Airways, et les médias américains ont lancé une attaque contre les compagnies aériennes européennes. Cependant, bientôt un message est venu de Paris indiquant qu'Air France, qui possédait le Concorde qui s'est écrasé le 25 juillet, poursuivait la compagnie aérienne américaine Continental Airlines. La commission chargée d'enquêter sur les causes du crash du Concorde a terminé ses travaux et est parvenue à la conclusion que la cause du drame était une partie de l'Airbus Douglas DC-10 américain qui avait décollé de la même piste devant le Concorde. Les experts ont découvert qu'un morceau de métal pointu, trouvé lors d'une inspection approfondie de la piste, a percé le pneu d'un avion français, ce qui a provoqué son explosion et un incendie moteur. Selon le code international des lois, le transporteur aérien est responsable des dommages causés par des objets qui tombent de son avion. Cette loi a permis à Air France de poursuivre la compagnie aérienne américaine en dommages et intérêts suite à la chute du Concorde. Des avocats représentant les intérêts des proches des personnes tuées dans la catastrophe ont intenté des poursuites similaires auprès du tribunal. Auteur : Musskiy S.A.
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