Greičiausias hipergarsinis lėktuvas pasaulyje. Rusijos hipergarsinis lėktuvas

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Paprastas keleivinis lėktuvas skrenda maždaug 900 km/h greičiu. Reaktyvinis naikintuvas gali pasiekti maždaug tris kartus didesnį greitį. Tačiau šiuolaikiniai inžinieriai iš Rusijos Federacijos ir kitų pasaulio šalių aktyviai kuria dar greitesnes mašinas – hipergarsinius lėktuvus. Kokia yra atitinkamų sąvokų specifika?

Hipergarsinio orlaivio kriterijai

Kas yra hipergarsinis orlaivis? Taip įprasta suprasti aparatą, galintį skristi daug kartų didesniu greičiu nei garsas. Mokslininkų požiūris į jo specifinį rodiklį yra skirtingas. Yra plačiai paplitusi metodika, pagal kurią orlaivis turėtų būti laikomas hipergarsiniu, jei jis yra greičiausių šiuolaikinių viršgarsinių transporto priemonių greičio rodiklių kartotinis. Kurie yra apie 3-4 tūkstančius km / h. Tai yra, hipergarsinis orlaivis, jei laikysitės šios metodikos, turėtų pasiekti 6000 km/h greitį.

Bepilotės irvaldomos transporto priemonės

Tyrėjų požiūriai taip pat gali skirtis nustatant konkretaus įrenginio priskyrimo orlaiviams kriterijus. Yra versija, kad tokiomis gali būti laikomos tik tos mašinos, kurias valdo žmogus. Yra požiūris, pagal kurį nepilotuojama transporto priemonė taip pat gali būti laikoma orlaiviu. Todėl kai kurie analitikai šio tipo mašinas skirsto į tas, kurias valdo žmogus, ir į tas, kurios veikia autonomiškai. Toks skirstymas gali būti pateisinamas, nes nepilotuojamos transporto priemonės gali turėti daug įspūdingesnių techninių charakteristikų, pavyzdžiui, perkrovos ir greičio atžvilgiu.

Tuo pačiu metu daugelis tyrinėtojų mano, kad hipergarsiniai orlaiviai yra viena koncepcija, kurios pagrindinis rodiklis yra greitis. Nesvarbu, ar prie įrenginio vairo sėdi žmogus, ar mašiną valdo robotas – svarbiausia, kad lėktuvas būtų pakankamai greitas.

Pakilimas – vienas ar padedamas?

Ypatinga hipergarsinių orlaivių klasifikacija, pagrįsta tuo, kad jie klasifikuojami kaip galintys pakilti savarankiškai, arba tie, kuriuos reikia įdėti į galingesnį nešiklį – raketą ar krovininį lėktuvą. Egzistuoja požiūris, pagal kurį nagrinėjamo tipo įtaisus galima vadinti daugiausia tais, kurie gali kilti savarankiškai arba minimaliai įtraukiant kitų tipų įrangą. Tačiau tie mokslininkai, kurie mano, kad pagrindinis hipergarsinį lėktuvą apibūdinantis kriterijus yra greitisbūti svarbiausias bet kurioje klasifikacijoje. Nesvarbu, ar įrenginys klasifikuojamas kaip nepilotuojamas, valdomas, galintis pakilti savarankiškai ar kitų mašinų pagalba – jei atitinkamas indikatorius pasiekia aukščiau nurodytas reikšmes, vadinasi, kalbame apie hipergarsinį lėktuvą.

Pagrindinės hipergarsinių sprendimų problemos

Hipergarsinių sprendimų koncepcijos yra daug dešimtmečių senumo. Per visus atitinkamo tipo transporto priemonių kūrimo metus pasaulio inžinieriai sprendė daugybę reikšmingų problemų, kurios objektyviai neleidžia pradėti gaminti „hipergarso“– panašiai kaip organizuojant turbosraigtinių orlaivių gamybą.

Pagrindinis sunkumas kuriant hipergarsinius orlaivius yra sukurti tokį variklį, kuris galėtų būti pakankamai efektyvus. Kita problema yra būtinos aparato šiluminės apsaugos išlyginimas. Faktas yra tas, kad hipergarsinio orlaivio greitis tomis vertėmis, kurias mes svarstėme aukščiau, reiškia stiprų korpuso įkaitimą dėl trinties į atmosferą.

Šiandien apžvelgsime kelis sėkmingų atitinkamo tipo orlaivių prototipų pavyzdžius, kurių kūrėjai sugebėjo padaryti didelę pažangą sėkmingai spręsdami nurodytas problemas. Dabar panagrinėkime garsiausius pasaulinius pokyčius, susijusius su nagrinėjamo tipo hipergarsinių orlaivių kūrimu.

Greičiausias „Boeing“lėktuvas

Greičiausias hipergarsinis orlaivis pasaulyje, kai kurių ekspertų nuomone, yra amerikietiškas Boeing X-43A. Taigi testuojant šį įrenginį buvo užfiksuota, kad jis pasiekė greitįviršija 11 tūkst km/val. Tai yra maždaug 9,6 karto didesnis už garso greitį.

Kuo ypatingas X-43A hipergarsinis lėktuvas? Šio orlaivio charakteristikos yra tokios:

– bandymuose užfiksuotas maksimalus greitis – 11 230 km/h;

- sparnų plotis - 1,5 m;

- korpuso ilgis - 3,6 m;

- variklis – tiesioginio srauto, viršgarsinio degimo čiurkšlė;

- kuras - atmosferos deguonis, vandenilis.

Galima pastebėti, kad aptariamas įrenginys yra vienas ekologiškiausių. Faktas yra tas, kad naudojant kurą praktiškai neišskiriama kenksmingų degimo produktų.

Hipergarsinis orlaivis X-43A buvo sukurtas bendromis NASA inžinierių, taip pat „Orbical Science Corporation“ir „Minocraft“pastangomis. Lėktuvas buvo kuriamas apie 10 metų. Į jo kūrimą buvo investuota apie 250 mln. Aptariamo orlaivio konceptuali naujovė yra ta, kad jis buvo sukurtas siekiant išbandyti naujausias technologijas, užtikrinančias variklio traukos veikimą.

Sukūrė Orbital Science

Orbital Science, kuri, kaip minėjome aukščiau, dalyvavo kuriant X-43A įrenginį, taip pat sugebėjo sukurti savo hipergarsinį lėktuvą X-34.

Jo didžiausias greitis viršija 12 000 km/val. Tiesa, per praktinius bandymus to pasiekti nepavyko – be to, nepavyko pasiekti X43-A lėktuvo rodomo rodiklio. Laikomas lėktuvuprietaisas įsibėgėja, kai įsijungia kietuoju kuru veikianti raketa Pegasus. X-34 pirmą kartą buvo išbandytas 2001 m. Aptariamas orlaivis yra žymiai didesnis nei „Boeing“įrenginys – jo ilgis yra 17,78 m, sparnų plotis – 8,85 m. Didžiausias „Orbical Science“hipergarsinės transporto priemonės skrydžio aukštis yra 75 kilometrai.

Orlaivis iš Šiaurės Amerikos

Kitas gerai žinomas hipergarsinis orlaivis yra X-15, pagamintas Šiaurės Amerikos. Analitikai šį aparatą vadina eksperimentiniu.

Jame sumontuoti raketų varikliai, todėl kai kurie ekspertai jo nepriskiria prie orlaivių. Tačiau raketų variklių buvimas leidžia įrenginiui, visų pirma, atlikti suborbitinius skrydžius. Taigi per vieną iš bandymų šiuo režimu jį išbandė pilotai. Aparato X-15 paskirtis – tirti hipergarsinių skrydžių specifiką, įvertinti tam tikrus konstrukcinius sprendimus, naujas medžiagas, tokių mašinų valdymo ypatumus įvairiuose atmosferos sluoksniuose. Pastebėtina, kad projekto koncepcija buvo patvirtinta dar 1954 m. X-15 skrenda daugiau nei 7 tūkst. km/h greičiu. Jo skrydžio nuotolis yra didesnis nei 500 km, jo aukštis viršija 100 km.

Greičiausias serijinis orlaivis

Aukščiau išnagrinėtos hipergarsinės transporto priemonės iš tikrųjų priklauso tyrimų kategorijai. Bus naudinga atsižvelgti į kai kuriuos serijinius orlaivių pavyzdžius, kurie savo savybėmis yra artimi hipergarsiniams arba (pagal vieną ar kitą metodiką) yra hipergarsiniai.

Tarp tokių mašinų yra amerikiečių sukurtas SR-71. Kai kurie tyrinėtojai nėra linkę priskirti šio orlaivio hipergarsiniams, nes jo didžiausias greitis yra apie 3,7 tūkst. Tarp ryškiausių jo savybių yra kilimo svoris, kuris viršija 77 tonas. Aparato ilgis daugiau nei 23 m, sparnų plotis didesnis nei 13 m.

Vienas greičiausių karinių lėktuvų yra Rusijos MiG-25. Prietaisas gali pasiekti didesnį nei 3, 3 tūkst. km / h greitį. Didžiausias Rusijos lėktuvo kilimo svoris yra 41 tona.

Taigi serijinių sprendimų rinkoje, savo savybėmis artimų hipergarsiniams, Rusijos Federacija yra tarp lyderių. Bet ką galima pasakyti apie Rusijos pokyčius kalbant apie „klasikinius“hipergarsinius orlaivius? Ar Rusijos Federacijos inžinieriai gali sukurti sprendimą, konkuruojantį su Boeing ir Orbital Scence mašinomis?

Rusiškos hipergarsinės transporto priemonės

Šiuo metu kuriamas Rusijos hipergarsinis lėktuvas. Bet ji gana aktyvi. Mes kalbame apie Yu-71 lėktuvą. Pirmieji jo bandymai, sprendžiant iš žiniasklaidos pranešimų, buvo atlikti 2015 m. vasario mėn. netoli Orenburgo.

Numatoma, kad orlaivis bus naudojamas kariniams tikslams. Taigi, hipergarsinė transporto priemonė prireikus galės pristatyti smogiamuosius ginklus dideliais atstumais, stebėti teritoriją, taip pat būti naudojama kaip atakos aviacijos elementas. Kai kurie tyrinėtojai mano, kad 2020–2025 m. Strateginių raketų pajėgos gaus apie 20 orlaiviųatitinkamas tipas.

Žiniasklaidoje yra informacijos, kad svarstomas Rusijos hipergarsinis lėktuvas bus pastatytas ant balistinės raketos Sarmat, kuri taip pat yra projektavimo stadijoje. Kai kurie analitikai mano, kad kuriama hipergarsinė transporto priemonė Yu-71 yra ne kas kita, kaip kovinė galvutė, kuri turės atsiskirti nuo balistinės raketos paskutiniame skrydžio segmente, kad dėl didelio orlaiviui būdingo manevringumo ji galėtų įveikti raketą. gynybos sistemos.

Project Ajax

Tarp dėmesio vertų projektų, susijusių su hipergarsinių orlaivių kūrimu, yra „Ajax“. Panagrinėkime tai išsamiau. Higarsinis lėktuvas „Ajax“– koncepcinis sovietų inžinierių kūrinys. Mokslo bendruomenėje apie tai pradėta kalbėti devintajame dešimtmetyje. Tarp ryškiausių savybių yra šiluminės apsaugos sistema, skirta apsaugoti korpusą nuo perkaitimo. Taigi „Ajax“aparato kūrėjai pasiūlė vienos iš aukščiau nurodytų „higarsinių“problemų sprendimą.

Tradicinė orlaivio šiluminės apsaugos schema apima specialių medžiagų uždėjimą ant korpuso. „Ajax“kūrėjai pasiūlė kitokią koncepciją, pagal kurią turėjo ne apsaugoti įrenginį nuo išorinio įkaitimo, o leisti šilumą į automobilį, tuo pačiu padidinant jo energijos išteklius. Pagrindinis sovietinio aparato konkurentas buvo JAV sukurtas hipergarsinis lėktuvas Aurora. Tačiau dėl to, kad dizaineriai iš SSRS gerokai išplėtė galimybeskoncepcija, naujai plėtrai buvo patikėtas plačiausias užduočių spektras, ypač moksliniai tyrimai. Galime sakyti, kad „Ajax“yra daugiafunkcis hipergarsinis lėktuvas.

Pažvelkime atidžiau į SSRS inžinierių siūlomas technologines naujoves.

Taigi, sovietiniai „Ajax“kūrėjai pasiūlė panaudoti šilumą, susidariusią dėl orlaivio korpuso trinties su atmosfera, paversti ją naudinga energija. Techniškai tai būtų galima įgyvendinti ant aparato uždėjus papildomus apvalkalus. Dėl to susidarė kažkas panašaus į antrąjį pastatą. Jo ertmė turėjo būti užpildyta kokiu nors katalizatoriumi, pavyzdžiui, degių medžiagų ir vandens mišiniu. Ajax iš kietos medžiagos pagamintas šilumą izoliuojantis sluoksnis turėjo būti pakeistas skystu, kuris, viena vertus, turėjo apsaugoti variklį, kita vertus, prisidėtų prie katalizinės reakcijos, dėl kurios tuo tarpu gali lydėti endoterminis efektas – šilumos judėjimas iš išorinių kūno dalių viduje. Teoriškai išorinių aparato dalių aušinimas gali būti bet koks. Perteklinė šiluma, savo ruožtu, turėjo būti panaudota siekiant padidinti orlaivio variklio efektyvumą. Tuo pačiu metu ši technologija leistų generuoti laisvas vandenilio rūšis dėl kuro reakcijos.

Šiuo metu plačiajai visuomenei nėra prieinamos informacijos apie „Ajax“kūrimo tęsimą, tačiau mokslininkai mano, kad sovietų koncepcijų įgyvendinimas yra labai perspektyvus.

Kiniškos hipergarsinės transporto priemonės

KonkurentasRusija ir JAV hipergarsinių sprendimų rinkoje yra Kinija. Tarp žinomiausių Kinijos inžinierių patobulinimų yra WU-14 orlaivis. Tai hipergarsinis sklandytuvas, sumontuotas ant balistinės raketos.

ICBM paleidžia orlaivį į kosmosą, iš kurio mašina smarkiai neria žemyn, išvystydama hipergarsinį greitį. Kinietiškas aparatas gali būti montuojamas ant įvairių ICBM, kurių atstumas nuo 2000 iki 12000 km. Buvo nustatyta, kad bandymų metu WU-14 sugebėjo pasiekti greitį, viršijantį 12 tūkst. km/h, todėl kai kurių analitikų teigimu, pavirto greičiausiu hipergarsiniu orlaiviu.

Tuo pačiu metu daugelis tyrinėtojų mano, kad Kinijos plėtra nėra visiškai teisėta priskirti orlaivių klasei. Taigi, versija yra plačiai paplitusi, pagal kurią prietaisas turėtų būti klasifikuojamas kaip kovinė galvutė. Ir labai veiksminga. Skrendant žemyn pažymėtu greičiu, net moderniausios priešraketinės gynybos sistemos negalės garantuoti atitinkamo taikinio perėmimo.

Pažymėtina, kad Rusija ir JAV taip pat kuria hipergarsines transporto priemones, naudojamas kariniams tikslams. Tuo pačiu rusiška koncepcija, pagal kurią turėtų būti kuriamos atitinkamo tipo mašinos, kaip rodo kai kurių žiniasklaidos priemonių duomenys, gerokai skiriasi nuo amerikiečių ir kinų įgyvendintų technologinių principų. Taigi kūrėjai iš Rusijos Federacijos sutelkia savo pastangas kurdami orlaiviustransporto priemonės, turinčios reaktyvinį variklį, kurį galima paleisti nuo žemės. Rusija šia kryptimi planuoja bendradarbiavimą su Indija. Hipergarsiniai prietaisai, sukurti pagal rusišką koncepciją, anot kai kurių analitikų, pasižymi mažesnėmis sąnaudomis ir platesne taikymo sritimi.

Tuo pačiu metu Rusijos hipergarsinis orlaivis, kurį minėjome aukščiau (Yu-71), kai kurių analitikų teigimu, siūlo tą patį vietą ant ICBM. Jei ši tezė pasitvirtins, bus galima teigti, kad Rusijos Federacijos inžinieriai vienu metu dirba dviejose populiariose konceptualiose hipergarsinių orlaivių statybos srityse.

CV

Taigi, tikriausiai greičiausias hipergarsinis lėktuvas pasaulyje, jei kalbėtume apie orlaivius, nepaisant jų klasifikacijos, tai vis tiek yra kiniškas WU-14. Nors jūs turite suprasti, kad tikroji informacija apie jį, įskaitant susijusią su testais, gali būti įslaptinta. Tai atitinka Kinijos kūrėjų principus, kurie dažnai bet kokia kaina stengiasi išlaikyti savo karines technologijas paslaptyje. Greičiausio hipergarsinio lėktuvo greitis viršija 12 000 km/val. Jis „vejasi“amerikietišką X-43A kūrimą – daugelis ekspertų jį laiko greičiausiu. Teoriškai hipergarsiniai orlaiviai X-43A, taip pat kiniški WU-14, gali pasivyti Orbical Science plėtrą, skirtą didesniam nei 12 tūkst. km/h greičiui.

Rusijos lėktuvo Yu-71 charakteristikos plačiajai visuomenei dar nėra žinomos. Gali būti, kad jie bus artimi parametramsKinijos lėktuvas. Rusijos inžinieriai taip pat kuria hipergarsinį orlaivį, galintį kilti ne pagal ICBM, o savarankiškai.

Dabartiniai Rusijos, Kinijos ir JAV mokslininkų projektai kažkaip susiję su karine sfera. Higarsiniai orlaiviai, neatsižvelgiant į galimą jų klasifikaciją, pirmiausia laikomi ginklų, greičiausiai branduolinių, nešėjais. Tačiau mokslininkų iš viso pasaulio darbuose yra tezių, kad „hipergarsas“, kaip ir branduolinė technologija, gali būti taikus.

Kalbama apie prieinamų ir patikimų sprendimų, leidžiančių organizuoti masinę atitinkamo tipo mašinų gamybą, atsiradimą. Naudoti tokius įrenginius galima pačiose įvairiausiose ekonominės plėtros šakose. Tikėtina, kad didžiausia hipergarsinių orlaivių paklausa bus kosmoso ir tyrimų pramonėje.

Atpigus atitinkamų mašinų gamybos technologijų sąnaudoms, transporto įmonės gali pradėti domėtis investuoti į tokius projektus. Pramonės korporacijos, įvairių paslaugų teikėjai „hipergarsą“gali pradėti laikyti verslo konkurencingumo didinimo įrankiu organizuojant tarptautines komunikacijas.