Visātrākā hiperskaņas lidmašīna pasaulē. Krievijas hiperskaņas lidmašīna

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Parasta pasažieru lidmašīna lido ar ātrumu aptuveni 900 km/h. Reaktīvais iznīcinātājs var sasniegt apmēram trīs reizes lielāku ātrumu. Tomēr mūsdienu inženieri no Krievijas Federācijas un citām pasaules valstīm aktīvi izstrādā vēl ātrākas mašīnas - hiperskaņas lidmašīnas. Kāda ir attiecīgo jēdzienu specifika?

Hiperskaņas lidmašīnas kritēriji

Kas ir hiperskaņas lidmašīna? Ar to ir pieņemts saprast aparātu, kas spēj lidot ar ātrumu, kas daudzkārt pārsniedz skaņas ātrumu. Pētnieku pieejas tā specifiskā rādītāja noteikšanai atšķiras. Ir plaši izplatīta metodika, saskaņā ar kuru gaisa kuģis ir jāuzskata par hiperskaņu, ja tas ir ātrāko mūsdienu virsskaņas transportlīdzekļu ātruma rādītāju daudzkārtnis. Kas ir aptuveni 3-4 tūkstoši km / h. Tas nozīmē, ka hiperskaņas lidmašīnai, ja ievērojat šo metodiku, vajadzētu sasniegt ātrumu 6000 km/h.

Bezpilota unkontrolēti transportlīdzekļi

Pētnieku pieejas var atšķirties arī attiecībā uz kritēriju noteikšanu konkrētas ierīces klasificēšanai kā gaisa kuģis. Ir versija, ka par tādām var uzskatīt tikai tās mašīnas, kuras vada cilvēks. Pastāv viedoklis, saskaņā ar kuru bezpilota transportlīdzekli var uzskatīt arī par gaisa kuģi. Tāpēc daži analītiķi klasificē attiecīgā veida mašīnas tajās, kuras ir pakļautas cilvēka kontrolei, un tajās, kas darbojas autonomi. Šāds sadalījums var būt attaisnojams, jo bezpilota transportlīdzekļiem var būt daudz iespaidīgāki tehniskie parametri, piemēram, pārslodzes un ātruma ziņā.

Tajā pašā laikā daudzi pētnieki uzskata, ka hiperskaņas lidmašīnas ir vienots jēdziens, kura galvenais rādītājs ir ātrums. Nav svarīgi, vai pie iekārtas stūres sēž cilvēks vai mašīnu vada robots – galvenais, lai lidmašīna ir pietiekami ātra.

Pacelšanās - vienatnē vai ar palīgu?

Izplatīta ir hiperskaņas lidmašīnu klasifikācija, kuras pamatā ir to klasificēšana kā tādas, kas var pacelties neatkarīgi, vai tādas, kurām nepieciešama novietošana jaudīgākā nesējā - raķetē vai kravas lidmašīnā. Pastāv viedoklis, saskaņā ar kuru ir likumīgi atsaukties uz aplūkojamā tipa ierīcēm galvenokārt tādām, kas spēj pacelties neatkarīgi vai ar minimālu cita veida aprīkojuma iesaisti. Tomēr tiem pētniekiem, kuri uzskata, ka galvenais kritērijs, kas raksturo hiperskaņas lidaparātu, ir ātrumsbūt vissvarīgākajam jebkurā klasifikācijā. Neatkarīgi no tā, vai ierīce tiek klasificēta kā bezpilota, vadāma, spējīga pacelties pati vai ar citu mašīnu palīdzību - ja atbilstošais rādītājs sasniedz iepriekš minētās vērtības, tad tas nozīmē, ka runa ir par hiperskaņas lidmašīnu.

Galvenās hiperskaņas risinājumu problēmas

Hiperskaņas risinājumu koncepcijas ir daudzus gadu desmitus vecas. Atbilstošā tipa transportlīdzekļu izstrādes gados pasaules inženieri ir risinājuši vairākas būtiskas problēmas, kas objektīvi neļauj laist "hiperskaņas" ražošanu - līdzīgi kā organizējot turbopropelleru lidmašīnu ražošanu.

Galvenā grūtība hiperskaņas lidmašīnu projektēšanā ir tāda dzinēja izveide, kas var būt pietiekami energoefektīvs. Vēl viena problēma ir aparāta nepieciešamās termiskās aizsardzības izlīdzināšana. Fakts ir tāds, ka hiperskaņas lidmašīnas ātrums vērtībās, kuras mēs aplūkojām iepriekš, nozīmē spēcīgu korpusa uzsilšanu berzes pret atmosfēru dēļ.

Šodien apskatīsim vairākus veiksmīgu atbilstošā tipa lidmašīnu prototipu paraugus, kuru izstrādātājiem izdevās panākt ievērojamu progresu, lai veiksmīgi atrisinātu konstatētās problēmas. Tagad izpētīsim slavenākos pasaules notikumus saistībā ar attiecīgā tipa hiperskaņas lidmašīnu izveidi.

Boeing ātrākā lidmašīna

Pasaulē ātrākā hiperskaņas lidmašīna, pēc dažu ekspertu domām, ir amerikāņu Boeing X-43A. Tātad šīs ierīces testēšanas laikā tika fiksēts, ka tā sasniedza ātrumupārsniedz 11 tūkstošus km/h. Tas ir aptuveni 9,6 reizes lielāks par skaņas ātrumu.

Kas ir īpašs par X-43A hiperskaņas lidmašīnu? Šīs lidmašīnas īpašības ir šādas:

- testos reģistrētais maksimālais ātrums - 11 230 km/h;

- spārnu plētums - 1,5 m;

- korpusa garums - 3,6 m;

- dzinējs - tiešās plūsmas, virsskaņas degšanas dzinējs;

- degviela - atmosfēras skābeklis, ūdeņradis.

Var atzīmēt, ka attiecīgā ierīce ir viena no videi draudzīgākajām. Fakts ir tāds, ka izmantotā degviela praktiski neizdala kaitīgus sadegšanas produktus.

Hiperskaņas lidmašīna X-43A tika izstrādāta NASA inženieru, kā arī Orbical Science Corporation un Minocraft kopīgiem spēkiem. Lidmašīna tika radīta apmēram 10 gadus. Tās izstrādē tika ieguldīti aptuveni 250 miljoni dolāru. Attiecīgā gaisa kuģa konceptuālais jaunums ir tāds, ka tas tika radīts, lai pārbaudītu jaunākās tehnoloģijas, kas nodrošina dzinēja vilces darbību.

Izstrādāja Orbital Science

Orbital Science, kas, kā atzīmējām iepriekš, piedalījās X-43A ierīces izveidē, arī spēja izveidot savu hiperskaņas lidmašīnu - X-34.

Tā maksimālais ātrums pārsniedz 12 000 km/h. Tiesa, praktisko testu laikā tas netika sasniegts - turklāt nebija iespējams sasniegt X43-A lidmašīnas uzrādīto rādītāju. Uzskata par lidmašīnuierīce paātrinās, kad tiek aktivizēta raķete Pegasus, kas darbojas ar cieto degvielu. X-34 pirmo reizi tika pārbaudīts 2001. gadā. Attiecīgā lidmašīna ir ievērojami lielāka par Boeing ierīci – tās garums ir 17,78 m, spārnu plētums ir 8,85 m. Orbical Science hiperskaņas transportlīdzekļa maksimālais lidojuma augstums ir 75 kilometri.

Lidaparāts no Ziemeļamerikas

Cits labi zināms hiperskaņas lidaparāts ir X-15, ko ražo Ziemeļamerikā. Analītiķi šo iekārtu dēvē par eksperimentālu.

Tas ir aprīkots ar raķešu dzinējiem, kas dažiem ekspertiem dod iemeslu to neklasificēt kā gaisa kuģi. Tomēr raķešu dzinēju klātbūtne ļauj ierīcei jo īpaši veikt suborbitālus lidojumus. Tātad vienā no testiem šajā režīmā to pārbaudīja piloti. Aparāta X-15 mērķis ir pētīt hiperskaņas lidojumu specifiku, novērtēt noteiktus dizaina risinājumus, jaunus materiālus un šādu mašīnu vadības īpašības dažādos atmosfēras slāņos. Zīmīgi, ka projekta koncepcija tika apstiprināta tālajā 1954. gadā. X-15 lido ar ātrumu vairāk nekā 7 tūkstoši km / h. Tā lidojuma diapazons ir vairāk nekā 500 km, augstums pārsniedz 100 km.

Ātrākā sērijveida lidmašīna

Iepriekš pētītie hiperskaņas transportlīdzekļi faktiski pieder pētniecības kategorijai. Būs lietderīgi apsvērt dažus sērijveida gaisa kuģu paraugus, kas pēc īpašībām ir tuvu hiperskaņas vai (saskaņā ar vienu vai otru metodoloģiju) ir hiperskaņas.

Starp šādām mašīnām ir amerikāņu izstrādātais SR-71. Daži pētnieki nevēlas šo lidmašīnu klasificēt kā hiperskaņas lidmašīnu, jo tās maksimālais ātrums ir aptuveni 3,7 tūkstoši km / h. Viena no tās ievērojamākajām īpašībām ir tā pacelšanās svars, kas pārsniedz 77 tonnas. Aparāta garums ir vairāk nekā 23 m, spārnu plētums ir lielāks par 13 m.

Viena no ātrākajām militārajām lidmašīnām ir Krievijas MiG-25. Ierīce var sasniegt ātrumu, kas pārsniedz 3, 3 tūkstošus km / h. Krievijas lidmašīnas maksimālais pacelšanās svars ir 41 tonna.

Tādējādi seriālo risinājumu tirgū, kas pēc īpašībām ir tuvu hiperskaņas risinājumiem, Krievijas Federācija ir viena no līderēm. Bet ko var teikt par Krievijas attīstību attiecībā uz "klasiskām" hiperskaņas lidmašīnām? Vai Krievijas Federācijas inženieri spēj radīt risinājumu, kas ir konkurētspējīgs ar Boeing un Orbital Scence iekārtām?

Krievijas hiperskaņas transportlīdzekļi

Šobrīd tiek izstrādāta Krievijas hiperskaņas lidmašīna. Bet viņa ir diezgan aktīva. Mēs runājam par Yu-71 lidmašīnu. Tās pirmie testi, spriežot pēc plašsaziņas līdzekļu ziņojumiem, tika veikti 2015. gada februārī netālu no Orenburgas.

Paredzams, ka lidmašīna tiks izmantota militāriem nolūkiem. Tādējādi hiperskaņas transportlīdzeklis nepieciešamības gadījumā varēs nogādāt trieciena ieročus ievērojamos attālumos, uzraudzīt teritoriju, kā arī tikt izmantots kā uzbrukuma aviācijas elements. Daži pētnieki uzskata, ka 2020.-2025. Stratēģiskie raķešu spēki saņems aptuveni 20 lidmašīnasatbilstošs veids.

Medijos izskan informācija, ka apskatāmā Krievijas hiperskaņas lidmašīna tiks novietota uz ballistiskās raķetes Sarmat, kas arī ir projektēšanas stadijā. Daži analītiķi uzskata, ka izstrādes stadijā esošais hiperskaņas transportlīdzeklis Yu-71 ir nekas vairāk kā kaujas galviņa, kurai pēdējā lidojuma segmentā būs jāatdalās no ballistiskās raķetes, lai, pateicoties gaisa kuģim raksturīgajai augstajai manevrēšanas spējai, tā varētu pārvarēt raķeti. aizsardzības sistēmas.

Projekts Ajax

Starp ievērības cienīgākajiem projektiem, kas saistīti ar hiperskaņas lidmašīnu izstrādi, ir Ajax. Izpētīsim to sīkāk. Hiperskaņas lidmašīna "Ajax" - padomju inženieru konceptuāla attīstība. Zinātnieku aprindās par to runāts sākās 80. gados. Starp visievērojamākajiem raksturlielumiem ir termiskās aizsardzības sistēmas klātbūtne, kas paredzēta, lai aizsargātu korpusu no pārkaršanas. Tādējādi Ajax aparāta izstrādātāji piedāvāja risinājumu vienai no "hipersoniskajām" problēmām, ko esam identificējuši iepriekš.

Tradicionālā gaisa kuģu termiskās aizsardzības shēma ietver īpašu materiālu novietošanu uz korpusa. Ajax izstrādātāji piedāvāja atšķirīgu koncepciju, saskaņā ar kuru bija paredzēts nevis aizsargāt ierīci no ārējās apkures, bet gan ielaist siltumu automašīnā, vienlaikus palielinot tās enerģijas resursu. Padomju aparāta galvenais konkurents bija ASV radītā Aurora hiperskaņas lidmašīna. Taču sakarā ar to, ka dizaineri no PSRS ir ievērojami paplašinājuši iespējaskoncepcija, jaunajai izstrādei tika uzticēts visplašākais uzdevumu loks, jo īpaši pētniecība. Mēs varam teikt, ka Ajax ir daudzfunkcionāla hiperskaņas lidmašīna.

Sīkāk aplūkosim PSRS inženieru piedāvātos tehnoloģiskos jauninājumus.

Tātad, padomju Ajax izstrādātāji ierosināja izmantot siltumu, kas rodas gaisa kuģa korpusa berzes rezultātā pret atmosfēru, lai to pārvērstu lietderīgā enerģijā. Tehniski to varētu īstenot, uzliekot aparātam papildu čaulas. Rezultātā izveidojās kaut kas līdzīgs otrai ēkai. Tās dobumu vajadzēja piepildīt ar kaut kādu katalizatoru, piemēram, degoša materiāla un ūdens maisījumu. Ajax no cieta materiāla izgatavoto siltumizolācijas slāni bija paredzēts aizstāt ar šķidru, kam, no vienas puses, vajadzēja aizsargāt dzinēju, no otras puses, veicināt katalītisko reakciju, kas, tikmēr to var pavadīt endotermisks efekts - siltuma kustība no ārējām ķermeņa daļām iekšpusē. Teorētiski aparāta ārējo daļu dzesēšana varētu būt jebkas. Savukārt lieko siltumu bija paredzēts izmantot, lai paaugstinātu lidmašīnas dzinēja efektivitāti. Tajā pašā laikā šī tehnoloģija ļautu radīt brīvus ūdeņraža veidus degvielas reakcijas dēļ.

Šobrīd plašākai sabiedrībai nav pieejama informācija par Ajax attīstības turpināšanu, taču pētnieki uzskata, ka padomju koncepciju iedzīvināšana praksē ir ļoti perspektīva.

Ķīnas hiperskaņas transportlīdzekļi

KonkurentsKrievija un ASV hiperskaņas risinājumu tirgū ir Ķīna. Viens no slavenākajiem Ķīnas inženieru sasniegumiem ir lidmašīna WU-14. Tas ir hiperskaņas planieris, kas uzstādīts uz ballistiskās raķetes.

ICBM palaiž lidmašīnu kosmosā, no kurienes mašīna strauji nirst lejup, attīstot hiperskaņas ātrumu. Ķīniešu aparātu var uzstādīt uz dažādiem ICBM ar diapazonu no 2000 līdz 12 000 km. Tika konstatēts, ka testu laikā WU-14 spēja sasniegt ātrumu, kas pārsniedz 12 tūkstošus km/h, tādējādi pārvēršoties par ātrāko hiperskaņas lidmašīnu, pēc dažu analītiķu domām.

Tajā pašā laikā daudzi pētnieki uzskata, ka Ķīnas attīstību nav pilnīgi likumīgi attiecināt uz gaisa kuģu klasi. Tātad versija ir plaši izplatīta, saskaņā ar kuru ierīce precīzi jāklasificē kā kaujas galviņa. Un ļoti efektīva. Lidojot lejup ar ievērojamu ātrumu, pat vismodernākās pretraķešu aizsardzības sistēmas nespēs garantēt atbilstošā mērķa pārtveršanu.

Var atzīmēt, ka arī Krievija un ASV izstrādā militāriem nolūkiem izmantojamus hiperskaņas transportlīdzekļus. Tajā pašā laikā Krievijas koncepcija, saskaņā ar kuru paredzēts izveidot atbilstošā tipa mašīnas, būtiski atšķiras no amerikāņu un ķīniešu īstenotajiem tehnoloģiskajiem principiem, par ko liecina dati dažos plašsaziņas līdzekļos. Tātad Krievijas Federācijas izstrādātāji koncentrē savus spēkus lidmašīnu radīšanas jomātransportlīdzekļi, kas aprīkoti ar reaktīvo dzinēju, ko var palaist no zemes. Krievija plāno sadarbību šajā virzienā ar Indiju. Pēc dažu analītiķu domām, hiperskaņas ierīces, kas radītas pēc Krievijas koncepcijas, raksturo zemākas izmaksas un plašāks darbības joma.

Tajā pašā laikā Krievijas hiperskaņas lidmašīna, ko mēs minējām iepriekš (Yu-71), pēc dažu analītiķu domām, iesaka tādu pašu izvietojumu uz ICBM. Ja šī tēze izrādīsies patiesa, tad varēs teikt, ka Krievijas Federācijas inženieri vienlaikus strādā divās populārās konceptuālās jomās hiperskaņas lidmašīnu būvē.

CV

Tātad, iespējams, ātrākā hiperskaņas lidmašīna pasaulē, ja mēs runājam par lidmašīnām, neatkarīgi no to klasifikācijas, šī joprojām ir ķīniešu WU-14. Lai gan jums ir jāsaprot, ka reālu informāciju par viņu, tostarp to, kas saistīta ar testiem, var klasificēt. Tas atbilst Ķīnas izstrādātāju principiem, kuri bieži vien cenšas par katru cenu paturēt savas militārās tehnoloģijas noslēpumā. Ātrākās hiperskaņas lidmašīnas ātrums pārsniedz 12 000 km/h. Tas "panāk" amerikāņu X-43A attīstību - daudzi eksperti to uzskata par ātrāko. Teorētiski X-43A hiperskaņas lidmašīna, kā arī ķīniešu WU-14 var panākt Orbical Science attīstību, kas paredzēta ātrumam vairāk nekā 12 tūkstošus km/h.

Krievijas lidmašīnas Yu-71 īpašības plašākai sabiedrībai vēl nav zināmas. Iespējams, ka tie būs tuvu parametriemĶīniešu lidmašīna. Krievijas inženieri izstrādā arī hiperskaņas lidmašīnu, kas spēj pacelties nevis uz ICBM bāzes, bet gan neatkarīgi.

Pašreizējie Krievijas, Ķīnas un ASV pētnieku projekti ir kaut kādā veidā saistīti ar militāro sfēru. Hiperskaņas lidmašīnas, neatkarīgi no to iespējamās klasifikācijas, galvenokārt tiek uzskatītas par ieroču, visticamāk, kodolieroču nesējiem. Tomēr pētnieku darbos no visas pasaules ir tēzes, ka "hiperskaņa", tāpat kā kodoltehnoloģija, var būt mierīga.

Runa ir par pieejamu un uzticamu risinājumu parādīšanos, kas ļauj organizēt atbilstoša veida mašīnu masveida ražošanu. Šādu ierīču izmantošana ir iespējama visplašākajās ekonomiskās attīstības nozarēs. Vislielākais pieprasījums pēc hiperskaņas lidmašīnām, visticamāk, būs kosmosa un pētniecības nozarēs.

Lētākoties attiecīgo iekārtu ražošanas tehnoloģiju izmaksām, transporta uzņēmumi var sākt izrādīt interesi par investīcijām šādos projektos. Industriālās korporācijas, dažādu pakalpojumu sniedzēji var sākt uzskatīt "hiperskaņu" par instrumentu biznesa konkurētspējas paaugstināšanai starptautisko sakaru organizēšanā.