Concorde – naddźwiękowy samolot pasażerski o napędzie turboodrzutowym, realizacja idei transportu naddźwiękowego. Powstał jako produkt międzynarodowego porozumienia między Francją i Wielką Brytanią przy udziale państwowych konsorcjów lotniczych Aérospatiale i British Aircraft Corporation. Jego pierwszy oblot odbył się w 1969 roku, a siedem lat później miało miejsce wprowadzenie do służby trwającej 27 lat. Drugi naddźwiękowy pasażerski seryjny odrzutowiec świata zbudowany na świecie po Tu-144.
Głównymi trasami samolotów Concorde były loty transatlantyckie z londyńskiego Heathrow (linie British Airways) oraz paryskiego portu Charles’a de Gaulle’a (Air France) na lotniska JFK w Nowym Jorku i Dulles w Waszyngtonie przy rekordowych prędkościach i czasie o połowę krótszym od samolotów poddźwiękowych.
Istotną porażkę ekonomicznej strony projektu stanowi wyprodukowanie jedynie 20 egzemplarzy samolotu. Flota początkowo była własnością rządów Wielkiej Brytanii i Francji, jednak rosnące straty wymusiły na obydwu operatorach odkupienie wszystkich użytkowanych maszyn. W wyniku jedynej w historii projektu katastrofy z 25 lipca 2000 roku, ekonomicznych skutków zamachu terrorystycznego z 11 września 2001 roku oraz innych pomniejszych czynników, 24 października 2003 roku loty rejsowe tych samolotów zostały przerwane. Ostatni lot Concorde’a odbył się 26 listopada 2003 roku.
Nazwa Concorde odzwierciedla zawartą między obydwoma państwami umowę i w bezpośrednim tłumaczeniu oznacza zgodę. Samolot jest współcześnie uważany przez wiele osób za ikonę lotnictwa.
Rozwój Geneza Pod koniec lat 50. XX wieku cztery państwa: Wielka Brytania, Francja, Stany Zjednoczone oraz Związek Radziecki rozważały rozwój transportu naddźwiękowego. Brytyjski Bristol Aeroplane Company oraz francuski Sud Aviation pracowały nad projektami, odpowiednio Type 223 oraz Super-Caravelle. Obydwaj producenci byli w większości finansowani przez własne rządy. Projekt brytyjski przewidywał skrzydło typu delta o cienkim profilu (które wiele zawdzięczało pracom Dietricha Küchemanna) dla 100-osobowego samolotu o zasięgu transatlantyckim, natomiast Francuzi planowali stworzenie maszyny o średnim zasięgu. Na początku lat 60. obydwa projekty były wystarczająco zaawansowane do budowy prototypów, jednak z powodu ogromnych kosztów potrzebnych do ich realizacji, rząd brytyjski wymógł na BAC poszukiwania partnera do współpracy na arenie międzynarodowej. Jedynym państwem przejawiającym rzeczywiste zainteresowanie kooperacją okazała się Francja. Projekt rozwojowy został uzgodniony bardziej jako umowa międzynarodowa pomiędzy dwoma państwami niż komercyjna między firmami i zawierała klauzulę wymuszoną przez Wielką Brytanię, nakładającą wysokie kary za jej zerwanie. Projekt umowy został podpisany 28 listopada 1962 roku. Po tym fakcie, obydwaj producenci stali się częścią nowych przedsiębiorstw, odpowiednio British Aircraft Corporation oraz Aérospatiale. Początkowo nowe konsorcjum planowało produkcję wersji dalekiego i średniego zasięgu. Ze względu na brak zainteresowania wśród potencjalnych kupców wersją średniodystansową, została ona porzucona. Konsorcjum przyjęło 100 zamówień od głównych linii lotniczych tamtego okresu. Sześć pierwszych egzemplarzy miały otrzymać Pan Am, BOAC i Air France. Dostawy kolejnych uwzględniały linie: Panair do Brasil, Continental Airlines, Japan Airlines, Lufthansa, American Airlines, United Airlines, Air India, Air Canada, Braniff, Singapore Airlines, Iran Air, Olympic Airlines, Qantas, CAAC, Middle East Airlines i TWA.
Nazwa Aby podkreślić układ zawarty pomiędzy rządami Wielkiej Brytanii i Francji, który to doprowadził do stworzenia konstrukcji, nazwa „Concorde” pochodziła od francuskiego słowa concorde (angielskim odpowiednikiem jest concord), które w obydwu językach oznacza zgodę, harmonię lub unię.
Badania w locie mały|upright|lewo|Porównanie wersji prototypowej z produkcyjną mały|upright|lewo|Concorde 2 marca 1969 Konstruowanie obydwu prototypów rozpoczęło się w lutym 1965: egzemplarz 001 zbudowany został przez Aérospatiale w Tuluzie, 002 przez BAC w Filton. Concorde 001, pilotowany przez André Turcata, wzbił się po raz pierwszy w powietrze 2 marca 1969 roku, a prędkość dźwięku przekroczył 1 października. Pierwszy brytyjski Concorde, pilotowany przez Briana Trubshawa, odbył lot z Filton do bazy RAF Fairford 9 kwietnia 1969 roku. Wraz z postępami programu lotów, 4 września 1971 roku egzemplarz 001 wyruszył na loty pokazowo-reklamowe, wtedy też po raz pierwszy przekroczył Atlantyk. Egzemplarz 002 rozpoczął analogiczne podróże na Bliski i Daleki Wschód 2 czerwca 1972 roku. Jego pierwsza wizyta w Stanach Zjednoczonych w 1973 roku przypieczętowała otwarcie nowego portu lotniczego Dallas-Fort Worth. Wynikiem tych podróży było złożenie 70 zamówień na kupno samolotu, jednak szereg niekorzystnych czynników wpłynął na ich odwołanie: kryzys paliwowy w 1973 roku, problemy finansowe linii lotniczych, katastrofa radzieckiego Tu-144 podczas Międzynarodowego Salonu Lotniczego w Paryżu oraz kwestie ekologiczne takie jak hałas generowany podczas startu (użycie dopalacza) i lotu z prędkością ponaddźwiękową (grom dźwiękowy), czy zanieczyszczenie powietrza spalinami. W 1976 roku jedynymi państwami chętnymi do nabycia samolotu były Wielka Brytania, Francja, Chiny oraz Iran. Ostatecznie zakupu dokonały jedynie Air France oraz British Airways (następca BOAC). Ewentualne zyski trafiały do rządów obydwu krajów. W przypadku BA (do 1984) było to 80%. Pieniądze na zakup maszyn pochodziły z pożyczki rządowej.
Anulowanie w 1971 roku programu transportu naddźwiękowego przekreśliło nadzieję na budowę amerykańskiego konkurenta Concorde’a – Boeinga 2707. Pozostałe państwa, wśród nich Indie i Malezja, wykluczyły przeloty Concorde’a z prędkością naddźwiękową nad swoimi terenami, ze względu na obawy o poziom emisji hałasu.
Pokazy w locie zaczęły się w 1974 roku. W ich trakcie Concorde ustanowił do dziś niepobite rekordy; etap konstruowania prototypu, faza przedprodukcyjna oraz pierwszy egzemplarz produkcyjny pochłonęły 5335 godzin prób w locie, z czego 2000 h odbyło się przy prędkości naddźwiękowej. Cena jednostkowa wyniosła 23 mln funtów w 1977 roku, a koszt fazy rozwojowej sześciokrotnie przekroczył zakładaną kwotę.
Konstrukcja Był to dolnopłat w układzie delta z płatem o obrysie ostrołukowym, napędzany przez cztery silniki Olympus, rozwinięte na bazie zespołu napędowego bombowca strategicznego Avro Vulcan. Concorde był pierwszym samolotem komunikacyjnym posiadającym system sterowania fly-by-wire (analogowy), a awionika zainstalowana na pokładzie była pierwszą która wykorzystywała obwody hybrydowe. Głównym projektantem był Pierre Satre, a jego zastępcą Archibald Russell.
mały|Wnętrze kokpitu mały|Maszyna w Muzeum Lotnictwa i Astronautyki Le Bourget Concorde był pionierem w następujących kwestiach:
Wysoka prędkość lotu i optymalizacja lotu: skrzydła typu delta o obrysie ostrołukowym; układ dolotu powietrza do silników o zmiennej geometrii, kontrolowany przez komputery; właściwość supercruise; silniki thrust-by-wire, poprzednik systemu FADEC; opuszczany nos dla lepszej widoczności podczas startu, a zwłaszcza procedury lądowania.
Zmniejszenie masy i maksymalizacja osiągów: prędkość przelotowa Mach = 2,04 (~ 2 170 km/h) (optymalne zużycie paliwa przy minimalnej wartości oporu aerodynamicznego); konstrukcja duraluminiowa umożliwiła zmniejszenie masy i stosowanie konwencjonalnych metod wytwarzania; autopilot i autothrottle pozwalające na proces automatycznego lądowania (autoland); w pełni elektrycznie sterowany (analogowy) system wychylania powierzchni sterowych fly-by-wire z awaryjnym systemem mechanicznym; wysokociśnieniowy układ hydrauliczny (28 MPa); komputer danych aerodynamicznych (ADC) w celu zautomatyzowania pomiarów i transmisji danych (ciśnienie całkowite i statyczne, kąt natarcia i ześlizgu); w pełni elektrycznie sterowany analogowy system hamulcowy brake-by-wire z systemem anti skid oraz wentylatorami; regulacja położenia środka ciężkości poprzez programowane przemieszczanie zapasu paliwa w zbiornikach skrzydłowych oraz kadłubowych; główne części zostały wyfrezowane z jednego kawałka prefabrykatu duraluminiowego, dzięki czemu zmniejszono liczbę elementów i zwiększono ich wytrzymałość; brak APU ze względu na założenie operowania na dużych portach lotniczych.
Układ paliwowy. Sterowanie położeniem środka parcia mały|upright|lewo|Rozmieszczenie zbiorników paliwa mały|upright|Kolejność przepompowywania paliwa zależnie od fazy lotu.A – rozpędzanie z prędkości poddźwiękowej do naddźwiękowejB – hamowanieC – końcowa faza hamowania i przejście do lotu z prędkością poddźwiękową W trakcie przejścia z poddźwiękowych do naddźwiękowych prędkości lotu, ma miejsce ruch środka parcia ku krawędzi spływu. Jego przemieszczenie względem nieruchomego środka ciężkości samolotu powoduje powstanie momentu aerodynamicznego zwiększającego kąt natarcia skrzydeł. W przypadku Concorde’a maksymalne przemieszczenie środka parcia wynosiło około 1,5 metra. Najprostszym sposobem na zredukowanie momentu pochylającego jest wychylenie steru wysokości o taki kąt, aby wygenerowana w ten sposób siła aerodynamiczna na usterzeniu poziomym skompensowała przyrost wartości momentu. W przypadku lotu z prędkościami naddźwiękowymi wychylenie sterów z pozycji neutralnej zwiększa opór aerodynamiczny, zmniejszając doskonałość i zasięg samolotu. Z tego powodu w Concordzie zastosowano rozwiązanie polegające na kontrolowanym przepompowywaniu paliwa pomiędzy rozmieszczonymi w skrzydłach i kadłubie trzynastoma zbiornikami paliwa. Zostały one podzielone na trzy grupy: zbiorniki balastowe (2 w przedniej przykadłubowej części skrzydeł oraz 1 w tylnej części kadłuba), 4 zbiorniki zasilające silniki oraz 6 zbiorników zasadniczych w skrzydłach. W trakcie fazy startu, wznoszenia na wysokość przelotową i lotu z prędkościami poddźwiękowymi zbiorniki balastowe w skrzydle były pełne, natomiast zbiornik tylny pusty. Podczas przekraczania prędkości Ma = 1 zbiornik tylny był stopniowo napełniany paliwem z przednich zbiorników balastowych, w wyniku czego środek ciężkości podążał za poruszającym się środkiem parcia, zachowując stałą różnicę odległości między tymi punktami. Podczas wyhamowania przepompowywanie odbywało się w odwrotnym kierunku. Kontrolowaniem całego procesu zajmował się inżynier pokładowy.
Każdy z silników Olympus był zasilany przez przewody pobierające paliwo z czterech niezależnych zbiorników paliwa. Istniała jednak dodatkowa możliwość zasilania dowolnego lub dowolnej grupy silników ze zbiornika innego niż dedykowany. Układ paliwowy spełniał również funkcję zbiornika na ciepło wydzielane przez układ hydrauliczny i klimatyzacyjny. Na dużych wysokościach, w wyniku niskiego ciśnienia powietrza otaczającego samolot, mogącego spowodować wrzenie paliwa, ciśnienie w zbiornikach paliwa było utrzymywane w przedziale 8,3–10,3 kPa. Zrzucanie paliwa w sytuacjach awaryjnych odbywało się przy wykorzystaniu systemu wchodzącego w skład układu trymowania paliwem. Paliwo było wypuszczane przez przewód znajdujący się w tylnej części kadłuba.
Silniki
mały|upright|Wlot silników Concorde’a mały|upright|Schemat gondoli silnikowej
Opłacalność ekonomiczna Concorde’a wymuszała zdolność samolotu do wykonywania lotów na duże odległości, a to wymagało wysokiej sprawności zespołu napędowego. Optymalnym jego wyborem do lotu poddźwiękowego są silniki turbowentylatorowe. Jednak silniki te nie nadają się do napędu samolotu naddźwiękowego, ze względu na ich dużą powierzchnię przekroju i związany z tym zwiększony opór aerodynamiczny. Rozwiązanie to zostało odrzucone na rzecz dwuwałowych silników turboodrzutowych .. Opracowano dwuwałowy silnik Rolls-Royce/Snecma Olympus 593, będący rozwinięciem zespołu napędzającego kolejno bombowiec Avro Vulcan, oraz po dalszych modyfikacjach bombowiec uderzeniowy BAC TSR-2.