Все это невероятно усложняет работу исследователей: очень трудно по таким отзывам установить допустимую величину звукового удара. А ведь им нужно учесть не только реакцию людей. Птицы, животные и даже… оконные стекла — как отразится на них звуковой удар?
Вряд ли кто-нибудь придет в восторг, если от пролетающего над домом самолета вылетит стекло в окне, а посуда в шкафу будет выбивать барабанную дробь. Необходимо оградить население от неприятных воздействий. Пока тщательные исследования позволили установить четыре основные причины, определяющие интенсивность звукового удара: это скорость самолета, его вес, форма и высота полета.
Скорость полета мало влияет на интенсивность звукового удара, если, конечно, ее не свести до минимума — сделать всего на десять-двадцать процентов больше скорости звука. Но при этом самолет будет вынужден все время преодолевать тот самый «бугорок» сопротивления, в который превратился «звуковой барьер». А кроме того, обладая такой сравнительно небольшой скоростью, сверхзвуковой самолет не будет иметь никаких преимуществ перед дозвуковыми машинами.
Точно так же мало влияет на величину звукового удара и уменьшение веса: результаты получаются ощутимыми лишь тогда, когда все сводится к самолету, рассчитанному всего на 40–50 пассажиров. Существенного влияния здесь нельзя добиться и изменяя форму самолета; волей-неволей приходится его снабжать фюзеляжем, в котором бы могли разместиться пассажиры. Остается старый и верный союзник авиации больших скоростей — высота. И это понятно: чем выше летит самолет, тем большее расстояние проходит ударная волна, прежде чем попадет на землю. А пока она преодолеет этот путь, ее интенсивность уменьшится во много раз.
Правда, безопасные высоты полета оказались довольно большими: для самолетов с утроенной звуковой скоростью-порядка двадцати пяти километров, а если скорость только вдвое больше звуковой — двадцать километров. Сами по себе эти высоты не очень смущают конструкторов — современные самолеты летают и выше. Но вот этапы набора высоты и снижения выдвигают целый ряд проблем.
Нужно сказать, что даже небольшое снижение самолета с безопасной высоты приводит к весьма существенному уменьшению допустимых скоростей полета. А это означает, что самолет должен обладать способностью держаться на достаточно большой высоте при сравнительно малой скорости. И если вспомнить о существовании «потолка крыла», то становится ясным, что для того, чтобы обеспечить необходимую подъемную силу, сверхзвуковые машины придется снабжать довольно большими крыльями. «Часть» этих крыльев в горизонтальном полете будет не только не нужна, но и превратится в бесполезный груз и дополнительное сопротивление.
Кроме того, набор высоты и снижение по границам «шумового пола» будут продолжаться значительно дольше, чем если бы этих ограничений не было, и расходы топлива при этом сильно вырастут.
Правда, в последнее время ученые разных стран начали возлагать большие надежды на самолеты с так называемым «крылом изменяемой геометрии», которое позволяет управлять аэродинамическими характеристиками самолета в зависимости от высоты и скорости полета.
Вот один из проектов такого самолета. Глядя сверху на его треугольное крыло, кажется, будто оно составлено из двух частей — стреловидного крыла и поставленного к нему впритык хвостового горизонтального оперения. Собственно, так оно и есть: стреловидные части треугольного крыла «живут» своей самостоятельной «жизнью». На взлете эти плоскости раздвигаются, уходят вперед, и самолет становится похожим на наши дозвуковые машины с достаточно длинными крыльями. У таких крыльев несущие свойства примерно в полтора раза выше, чем у треугольных. А в переводе на аэродромный «язык» это означает, что такому самолету потребуются взлетно-посадочные полосы примерно такой же длины, как и у современных транспортных самолетов. Это огромное достоинство.
После взлета, по мере того как самолет с таким крылом будет разгоняться, поворотные плоскости постепенно будут «складываться», сдвигаться, сохраняя все время наивыгоднейший угол стреловидности и строго необходимую подъемную силу. Это-то и даст возможность обогнуть границы «шумового пола» без особых потерь топлива. Конечно, все эти преимущества должны быть оплачены дорогой ценой — сложными и тяжелыми механизмами поворота плоскостей. Но, может быть, именно это и будет самая приемлемая плата за совершенство.