Viteza hipersonică în kilometri pe oră. Viteza supersonică. Strat subțire de undă de șoc

Onorabil director general și proiectant general onorific al SA "VPK NPO Mashinostroyenia", profesor la Universitatea Tehnică de Stat din Bauman Moscova - cu privire la crearea și dezvoltarea de aeronave hipersonice

Crearea și dezvoltarea avioanelor de luptă hipersonice este unul dintre cele mai mari secrete nu numai în Rusia, ci și în SUA, China și alte țări ale lumii. Informațiile despre acestea aparțin categoriei „top secret” - top secret. Într-un interviu exclusiv cu Izvestia, legendarul designer de rachete și tehnologie spațială Herbert Efremov, care s-a dedicat mai mult de 30 de ani creării tehnologiei hipersonice, a povestit ce sunt vehiculele hipersonice și ce dificultăți trebuie să se confrunte cineva când le dezvoltă.

- Herbert Alexandrovich, acum se vorbește mult despre crearea de aeronave hipersonice, dar majoritatea informațiilor despre acestea sunt închise publicului larg ...

- Să începem cu faptul că produsele care dezvoltă viteza hipersonică au fost create de mult timp. De exemplu, acestea sunt capetele obișnuite ale rachetelor balistice intercontinentale. Intrând în atmosfera Pământului, ei dezvoltă viteza hipersonică. Dar sunt incontrolabile și zboară de-a lungul unei anumite traiectorii. Iar interceptările lor prin intermediul apărării antirachetă (ABM) au fost demonstrate de mai multe ori.

De exemplu, voi cita racheta noastră strategică de croazieră „Meteorite”, care odată a zburat cu o viteză nebună de Mach 3 - aproximativ 1000 m / s. Literal, la limita hipersonului (viteza hipersonică începe de la Mach 4.5 - Izvestia). Dar sarcina principală a avioanelor hipersonice moderne (GZLA) nu este doar să zboare rapid undeva, ci să îndeplinească o misiune de luptă cu o eficiență ridicată în fața unei puternice opoziții inamice. De exemplu, americanii au doar distrugătoare din clasa Arleigh Burke cu 65 de antirachete pe mare. Și apoi sunt 22 de crucișătoare antirachetă din clasa Ticonderoga, 11 portavioane - fiecare dintre acestea având la bază o sută de avioane capabile să creeze un sistem de apărare antirachetă aproape impenetrabil.

- Spui că viteza singură nu rezolvă nimic?

- Aproximativ vorbind, viteza hipersonică este de 2 km / s. Pentru a parcurge 30 km, trebuie să zbori 15 secunde. În secțiunea finală a traiectoriei, când aeronava hipersonică se apropie de țintă, vor fi utilizate mijloacele antirachetă și de apărare aeriene ale inamicului, pe care GZLA le va detecta. Și pentru a pregăti sisteme moderne de apărare aeriană și de apărare antirachetă, dacă acestea sunt instalate în poziții, este nevoie de câteva secunde. Prin urmare, pentru utilizarea efectivă în luptă a GZLA, o viteză nu va face în niciun fel, dacă nu ați asigurat invizibilitatea electronică și impermeabilitatea pentru sistemele de apărare antiaeriană / antirachetă în faza finală de zbor. Aici vor juca un rol atât viteza, cât și posibilitățile de protecție radio-tehnică a aparatului de către propriile stații de interferență radio-tehnică. Totul în complex.

- Spui că trebuie să existe mai mult decât doar viteză - produsul trebuie să fie controlabil pentru a atinge obiectivul. Spuneți-ne despre posibilitatea de a controla vehiculul într-un flux hipersonic.

- Toate vehiculele hipersonice zboară în plasmă. Și focoasele nucleare zboară în plasmă și tot ceea ce a trecut dincolo de Mach 4, în special 6. În jurul său se formează un nor ionizat și nu doar un curent cu vârtejuri: moleculele sunt descompuse în particule încărcate. Ionizarea afectează comunicarea, transmisia undelor radio. Este necesar ca sistemele de control și navigație ale GZLA la aceste viteze de zbor să străpungă această plasmă.

Pe „Meteorit” a trebuit să vedem suprafața pământului prin radar. Navigarea a fost asigurată prin compararea imaginilor de locație de pe placa de rachetă cu standardul video încorporat în sistem. Altfel era imposibil. „Calibru” și alte rachete de croazieră pot zbura astfel: am făcut recunoașterea terenului cu un radioaltimetru - aici este un deal, aici este un râu, aici este o vale. Dar acest lucru este posibil atunci când zbori la o altitudine de sute de metri. Și când vă ridicați la o înălțime de 25 km, nu puteți distinge niciun deal cu un altimetru radio. Prin urmare, am găsit anumite zone de pe sol, în comparație cu ceea ce este înregistrat în standardul video și am determinat deplasarea rachetei spre stânga sau dreapta, înainte, înapoi și cu cât.

- În multe manuale pentru „manechine”, zborul hipersonic în atmosferă este comparat cu alunecarea pe șmirghel din cauza rezistenței foarte mari. Cât de adevărată este această afirmație?

- Un pic inexact. La hiperson, încep tot felul de fluxuri turbulente, vârtejuri și scuturări ale aparatului. Modurile de intensitate a căldurii se schimbă în funcție de fluxul laminar (neted) la suprafață sau cu perturbări. Există multe dificultăți. De exemplu, sarcina de căldură crește brusc. Dacă zburați la o viteză de Mach 3, încălzirea pielii GZLA este undeva la 150 de grade în atmosferă, în funcție de altitudine. Cu cât altitudinea zborului este mai mare, cu atât încălzirea este mai mică. Dar, în același timp, dacă zburați cu o viteză de două ori mai mare, încălzirea va fi mult mai mare. Prin urmare, este necesar să se aplice materiale noi.

- Ce se poate cita ca exemplu de astfel de materiale?

- Diverse materiale din carbon. Chiar și fibra de sticlă este utilizată pe focoasele nucleare, care stau pe „sute de părți” intercontinentale (rachete balistice UR-100 dezvoltate de NPO Mashinostroyenia). Cu hiperson, temperatura este de multe mii de grade. Iar oțelul deține doar 1200 de grade Celsius. Acestea sunt firimituri.

Temperaturile hipersonice îndepărtează așa-numitul „strat sacrificial” (stratul de acoperire care se consumă în timpul zborului aeronavei - Izvestia). Prin urmare, învelișul focoaselor nucleare este conceput în așa fel încât cea mai mare parte a acestuia să fie „mâncată” de hiperson, în timp ce umplerea interioară va rămâne. Dar GZLA nu poate avea un „strat de sacrificiu”. Dacă zburați pe un produs controlat, trebuie să păstrați o formă aerodinamică. Este imposibil să „tocim” produsul, astfel încât acesta să ardă vârful degetelor și marginile aripilor etc. Apropo, acest lucru a fost făcut pe navetele americane și pe Buranul nostru. Acolo, materiale de grafit au fost folosite ca protecție termică.

- Este corect să scriem în literatura de științe populare că într-un aparat atmosferic hipersonic structura ar trebui să fie ca un singur solid monolitic?

- Nu este necesar. Ele pot consta din compartimente și elemente diferite.

- Adică este posibilă o schemă clasică de structură a rachetelor?

- Desigur. Selectați materialele, comandați dezvoltări noi, dacă este necesar, verificați-le, rezolvați-le la tribune, în zbor, corectați dacă ceva nu a mers bine. De asemenea, trebuie să îl puteți măsura cu sute de senzori de telemetrie de o complexitate incredibilă.

- Ce motor este mai bun - combustibil solid sau lichid pentru un vehicul hipersonic?

- În general, combustibilul solid nu este potrivit, deoarece poate accelera, dar este imposibil să zbori cu el mult timp. Astfel de motoare sunt utilizate pentru rachete balistice precum Bulava și Topol. În cazul GZLA, acest lucru este inacceptabil. Pe racheta noastră Yakhont (o rachetă anti-navă de croazieră, care face parte din complexul Bastion - Izvestia), există doar un rapel de pornire cu propulsor solid. Apoi zboară cu un motor ramjet lichid.

Există încercări de a realiza un motor ramjet cu un conținut intern de combustibil solid, care este pătat peste camera de ardere. Dar nici pentru distanțe lungi nu va fi suficient.

Pentru combustibilul lichid, puteți face rezervorul mai mic, de orice formă. Unul dintre „Meteoriți” a zburat cu tancuri în aripi. A fost testat pentru că a trebuit să atingem o autonomie de 4-4,5 mii km. Și a zburat cu un motor cu jet de aer care funcționa cu combustibil lichid.

- Care este diferența dintre un motor cu jet de aer și un motor cu propulsie cu lichid?

- Un motor cu jet de combustibil lichid conține oxidant și combustibil în rezervoare separate, care sunt amestecate în camera de ardere. Motorul cu reacție este alimentat de un singur combustibil: kerosen, decilină sau bicilină. Agent oxidant - oxigen din aer care intră. Bitsilin (un combustibil obținut din motorină sub vid folosind procese de hidrogenare - Izvestia) a fost dezvoltat prin comanda noastră pentru Meteorit. Acest combustibil lichid are o densitate foarte mare, permițând un rezervor mai mic.

- Există fotografii ale aeronavelor hipersonice cu motor cu reacție. Toate au o formă interesantă: nu simplificată, ci mai degrabă unghiulară și pătrată. De ce?

- Vorbiți probabil despre X-90 sau, așa cum se numește în Occident, despre AS-X-21 Koala (primul GZLA experimental sovietic. - Izvestia). Ei bine, da, este un urs neîndemânatic. În față sunt așa-numitele "scânduri", "pene" (elemente structurale cu colțuri ascuțite, muchii. - Izvestia). Totul pentru ca fluxul de aer care intră în motor să fie acceptabil pentru arderea și arderea normală a combustibilului. Pentru a face acest lucru, creăm așa-numitele unde de șoc (o creștere bruscă a presiunii, densității, temperaturii gazului și o scădere a vitezei sale atunci când un flux supersonic întâlnește orice obstacol. - Izvestia). Salturile se formează doar pe „scânduri” și „pene” - acele elemente structurale care diminuează viteza aerului.

Pe drumul spre motor, poate exista un al doilea șoc, un al treilea. Întreaga nuanță este că aerul nu trebuie să intre în camera de ardere cu aceeași viteză ca HZLA. Trebuie cu siguranță redus. Și chiar foarte mult. Este de dorit să se atingă valori subsonice pentru care totul a fost elaborat, verificat și testat. Dar tocmai aceasta este problema pe care creatorii GZLA încearcă să o rezolve și nu au rezolvat-o în 65 de ani.

De îndată ce sari peste Mach 4.5, într-o mișcare atât de mare, particulele de aer alunecă foarte repede în motoare. Și trebuie să „reuniți” combustibilul atomizat și agentul oxidant - oxigenul atmosferic. Această interacțiune ar trebui să aibă un randament ridicat al combustiei. Interacțiunea nu ar trebui să fie perturbată de unele vibrații, o respirație suplimentară în interior. Nimeni nu și-a dat seama încă cum să facă acest lucru.

- Este posibil să se creeze un GZLA pentru nevoile civile, pentru transportul de pasageri și mărfuri?

- Pot fi. Un avion dezvoltat de francezi împreună cu britanicii a fost prezentat la unul dintre spectacolele aeriene din Paris. Turboreactorul îl ridică la o înălțime, iar apoi mașina accelerează la aproximativ Mach 2. Apoi sunt deschise motoarele ramjet, care aduc aeronava la o viteză de 3,5 sau 4 Mach. Și apoi zboară la o altitudine de 30 de kilometri undeva de la New York la Japonia. Înainte de aterizare, modul invers este pornit: mașina coboară, trece la motorul turboreactor, ca un avion normal, intră în atmosferă și aterizează. Hidrogenul este considerat un combustibil ca substanță cu cele mai multe calorii.

- În prezent, Rusia și Statele Unite dezvoltă cel mai activ aeronave hipersonice. Puteți evalua succesul adversarilor noștri?

- În ceea ce privește evaluările, pot spune - lăsați băieții să lucreze. De 65 de ani, ei nu au făcut cu adevărat nimic. La viteze de la Mach 4.5 la Mach 6, nu există niciun GZLA.

Care este definită după cum urmează: unde u este viteza fluxului sau a corpului, este viteza sunetului în mediu. Viteza sunetului este definită ca, unde este exponentul adiabatic al mediului (pentru un gaz n-atomic ideal, a cărui moleculă are grade de libertate, este egală). Iată numărul total de grade de libertate a moleculei. Mai mult, numărul de grade tradiționale de libertate. Pentru o moleculă liniară, numărul de grade de rotație de libertate, numărul de grade de vibrație de libertate (dacă există). Pentru toate celelalte molecule ,.

Când se deplasează într-un mediu cu viteză supersonică, corpul creează în mod necesar o undă sonoră în spatele ei. Cu o mișcare rectilinie uniformă, fața undei sonore are o formă conică, cu vârful său într-un corp în mișcare. Emisia unei unde sonore determină o pierdere suplimentară de energie de către un corp în mișcare (pe lângă pierderea de energie datorată fricțiunii și a altor forțe).

Efectele similare ale emisiilor de unde de către corpurile în mișcare sunt caracteristice tuturor fenomenelor fizice de natură val, de exemplu: radiația Cherenkov, o undă creată de nave la suprafața apei.

Clasificarea vitezelor în atmosferă

În condiții atmosferice normale, viteza sunetului este de aproximativ 331 / sec. Viteza mai mare este uneori exprimată în numere Mach și corespunde vitezei supersonice, vitezele hipersonice făcând parte din acest interval. NASA definește hipersonul „rapid” în intervalul de viteze 10-25 M , unde limita superioară corespunde primei viteze cosmice. Vitezele mai mari nu sunt considerate viteze hipersonice, ci „ rata de returnare»Navă spațială pe Pământ.

Compararea modului

Mod	Numere Mach	km /	/ sec	Caracteristicile generale ale dispozitivului
Subsunet	<1.0	<1230	<340	Cel mai adesea o aeronavă cu elice sau Teatru, aripi drepte sau înclinate.
Sunet trans (Engleză)rusă	0.8-1.2	980-1470	270-400	Admisii de aer și aripi ușor măturate, compresibilitatea aerului devine vizibilă.
Supersonic	1.0-5.0	1230-6150	340-1710	Marginile mai ascuțite ale avioanelor, unitate de coadă care se rotește complet.
Hypersound	5.0-10.0	6150-12300	1710-3415	Corp nichel-titan răcit, aripi mici. (X-43)
Hiperson rapid	10.0-25.0	12300-30740	3415-8465	Placi de siliciu pentru protectie termica, sustinand corpul aparatului in locul aripilor.
„Rata de returnare”	>25.0	>30740	>8465	Scut termic ablativ, fără aripi, formă de capsulă.

Obiecte supersonice

Navele spațiale și purtătorii lor, precum și majoritatea luptătorilor moderni, sunt accelerați la viteze supersonice. De asemenea, au fost dezvoltate mai multe avioane supersonice de pasageri - Tu-144, Concorde, Aerion. Viteza glonțului majorității armelor de foc moderne este mai mare decât M1.

Vezi si

Note

Fundația Wikimedia. 2010.

• Tensiunea electrică
• Numărul Mach

Vedeți ce este „Supersonic speed” în alte dicționare:

VITEZA SUPERSONICA - viteza de mișcare a unui mediu sau a unui corp într-un mediu care depășește viteza sunetului într-un mediu dat. Dicționar fizic enciclopedic. M.: Enciclopedie sovietică. Redactor șef A.M. Prokhorov. 1983 ... Enciclopedie fizică

VITEZA SUPERSONICA - VITEZA SUPERSONICĂ, viteză care depășește viteza locală a sunetului. În aer uscat la o temperatură de 0 ° C, această viteză este de 330 m / s sau 1188 km / h. Valoarea sa este de obicei exprimată prin numărul MAXA, care este raportul vitezei ... ... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

Viteza supersonică - 1) viteza gazului V care depășește viteza locală a sunetului a: V\u003e a (M\u003e 1, M număr Mach). 2) S. p. viteza de zbor a unei aeronave care depășește viteza sunetului într-un flux netulburat (adesea pentru un zbor dintr-un semiconductor, se înțelege zborul cu o viteză ... ... Enciclopedia tehnologiei

Viteza supersonică - viteza de mișcare a corpului (fluxul de gaz), care depășește viteza de propagare a sunetului în condiții identice. Se caracterizează prin valorile numărului Mach (M); are valori M de la 1 la 5. Viteza care depășește viteza sunetului de peste 5 ori ... ... Dicționar marin

VITEZA SUPERSONICA - viteza de mișcare a corpului (fluxul de gaz), care depășește viteza de propagare a sunetului în condiții identice (viteza sunetului în aer la 0 ° C este de 331 m / s). Se caracterizează prin numărul Mach M (), care are valori de la 1 la 5. Viteza care depășește M ... ... Marea Enciclopedie Politehnică

viteza supersonică - Viteza gazului care depășește viteza locală a sunetului. [GOST 23281 78] Subiecte de aerodinamică a aeronavelor Generalizarea termenilor caracteristicilor fluxului de gaz EN viteza supersonică ... Ghidul traducătorului tehnic

viteza supersonică - viršgarsinis greitis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Skraidymo aparato greitis, viršijantis garso greitį terpėje arba aplinkoje, kurioje jis juda. atitikmenys: angl. viteza hipersonică; viteza supersonică vok. ... ... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

viteza supersonică - viršgarsinis greitis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. viteza hipersonică; viteza supersonică vok. Überschallgeschwindigkeit, f; Ultraschallgeschwindigkeit, f rus. viteza supersonică, f pranc. vitesse hypersonique, f ... Fizikos terminų žodynas

viteza supersonică - viršgarsinis greitis statusas T sritis apsauga nuo naikinimo priemonių apibrėžtis Greitis, viršijantis garso greitį. atitikmenys: angl. viteza supersonică; viteza rus. viteza supersonică ... Apsaugos nuo naikinimo priemonių enciklopedinis žodynas

Informații generale

Zborul la viteza hipersonică face parte din regimul de zbor supersonic și se efectuează într-un flux de gaz supersonic. Fluxul de aer supersonic este fundamental diferit de cel subsonic, iar dinamica zborului avionului la viteze peste viteza sunetului (peste 1,2 M) este fundamental diferită de zborul subsonic (până la 0,75 M, intervalul de viteză de la 0,75 la 1,2 M se numește viteză transonic ).

Determinarea limitei inferioare a vitezei hipersonice este de obicei asociată cu apariția proceselor de ionizare și disociere a moleculelor din stratul limită (BL) lângă aparatul care se mișcă în atmosferă, care începe să aibă loc la aproximativ 5 M. De asemenea, această viteză se caracterizează prin faptul că un motor ramjet („Ramjet”) cu combustie subsonică a combustibilului („SPVRD”) devine inutil datorită fricțiunii extrem de mari care apare la frânarea aerului care trece într-un motor de acest tip. Astfel, în gama de viteze hipersonică pentru a continua zborul, este posibil să se utilizeze doar un motor rachetă sau un motor ramerson hipersonic (motor scramjet) cu combustie supersonică.

Caracteristicile debitului

În timp ce definiția fluxului hipersonic (HF) este controversată din cauza lipsei unei limite clare între fluxurile supersonice și hipersonice, HF poate fi caracterizată de anumite fenomene fizice care nu mai pot fi ignorate atunci când se iau în considerare și anume:

Strat subțire de undă de șoc

Pe măsură ce viteza și numerele Mach corespunzătoare cresc, crește și densitatea din spatele undei de șoc (SW), ceea ce corespunde unei scăderi a volumului în spatele undei de șoc datorită conservării masei. Prin urmare, stratul de undă de șoc, adică volumul dintre vehicul și SW, devine subțire la numere Mach mari, creând un strat de delimitare subțire (BL) în jurul vehiculului.

Formarea straturilor de șoc vâscos

O parte din energia cinetică mare conținută în fluxul de aer la M\u003e 3 (flux vâscos) este convertită în energie internă datorită interacțiunii vâscoase. O creștere a energiei interne se realizează printr-o creștere a temperaturii. Deoarece gradientul de presiune normal la debitul din stratul limită este aproximativ egal cu zero, o creștere semnificativă a temperaturii la un număr mare de Mach duce la o scădere a densității. Astfel, PS de pe suprafața vehiculului crește și, la un număr mare de Mach, fuzionează cu un strat subțire al undei de șoc în apropierea arcului, formând un strat de șoc vâscos.

Apariția valurilor de instabilitate în PS, care nu sunt caracteristice fluxurilor sub- și supersonice

Debit de temperatură ridicată

Debitul de mare viteză în punctul frontal al vehiculului (punctul sau zona de stagnare) face ca gazul să se încălzească până la temperaturi foarte ridicate (până la câteva mii de grade). La rândul său, temperaturile ridicate creează proprietăți chimice de echilibru ale fluxului, care constau în disocierea și recombinarea moleculelor de gaz, ionizarea atomilor, reacții chimice în flux și cu suprafața aparatului. În aceste condiții, procesele de convecție și de transfer de căldură radiativă pot fi semnificative.

Parametrii de asemănare

Se obișnuiește să descriem parametrii fluxurilor de gaze printr-un set de criterii de similaritate care ne permit să reducem un număr aproape infinit de stări fizice în grupuri de similaritate și care ne permit să comparăm fluxurile de gaz cu parametri fizici diferiți (presiune, temperatură, viteză, etc.) între ele. Pe acest principiu se bazează experimentele în tuneluri de vânt și transferul rezultatelor acestor experimente către aeronave reale, în ciuda faptului că în experimentele cu conducte, dimensiunea modelelor, viteza de curgere, sarcinile termice etc. pot diferi foarte mult de modurile de zbor real, în același timp, parametrii de similitudine (numere Mach, Reynolds, Stanton etc.) corespund celor de zbor.

Pentru fluxul trans și supersonic sau compresibil, în majoritatea cazurilor, parametrii precum numărul Mach (raportul dintre viteza de curgere și viteza locală a sunetului) și numărul Reynolds sunt suficiente pentru a descrie pe deplin fluxurile. Pentru un flux hipersonic, acești parametri sunt adesea insuficienți. În primul rând, ecuațiile care descriu forma undei de șoc devin practic independente la viteze de 10 M. În al doilea rând, temperatura crescută a fluxului hipersonic înseamnă că efectele legate de gazele imperfecte devin vizibile.

Luarea în considerare a efectelor asupra gazului real înseamnă mai multe variabile care sunt necesare pentru a descrie pe deplin starea gazului. Dacă un gaz staționar este complet descris de trei cantități: presiune, temperatură, capacitate termică (indicele adiabatic), iar un gaz în mișcare este descris de patru variabile, care include și viteza, atunci un gaz fierbinte în echilibru chimic necesită, de asemenea, ecuații de stare pentru componentele sale chimice constitutive și un gaz cu disociere și ionizare a proceselor trebuie să includă, de asemenea, timpul ca una dintre variabilele stării sale. În general, aceasta înseamnă că, la un moment dat, un debit de neechilibru necesită 10 până la 100 de variabile pentru a descrie starea gazului. În plus, fluxul hipersonic rarefiat (HF), descris de obicei în termenii numerelor Knudsen, nu respectă ecuațiile Navier-Stokes și necesită modificări. HP este de obicei clasificat (sau clasificat) folosind energia totală exprimată utilizând entalpia totală (mJ / kg), presiunea totală (kPa) și temperatura de stagnare (K) sau viteza (km / s).

Gaz ideal

În acest caz, fluxul de aer care trece poate fi considerat ca un flux ideal de gaz. GP în acest regim este încă dependent de numerele Mach și simularea este ghidată de invarianți de temperatură și nu de peretele adiabatic, care are loc la viteze mai mici. Limita inferioară a acestei zone corespunde vitezei de aproximativ 5 M, unde SPVRM-urile cu ardere subsonică devin ineficiente, iar limita superioară corespunde vitezei în regiunea de 10-12 M.

Gaz ideal cu două temperaturi

O parte a cazului unui regim de debit ideal de viteză mare în care fluxul de aer care trece poate fi considerat ideal din punct de vedere chimic, dar temperatura vibrațională și temperatura rotativă a gazului trebuie luate în considerare separat, rezultând două tipare de temperatură separate. Acest lucru este de o importanță deosebită în proiectarea duzelor supersonice, unde răcirea vibrațiilor datorită excitației moleculelor devine importantă.

Gaz disociat

Modul de dominare a transportului fasciculului

La viteze peste 12 km / s, transferul de căldură către vehicul începe să aibă loc în principal prin transfer radial, care începe să domine asupra transferului termodinamic împreună cu o creștere a vitezei. Modelarea gazelor în acest caz este împărțită în două cazuri:

• optic subțire - în acest caz, se presupune că gazul nu reabsorbe radiațiile care provin din celelalte părți ale sale sau din unitățile de volum selectate;
• optic gros - unde se ia în considerare absorbția radiației de către plasmă, care este apoi reemisă, inclusiv în corpul aparatului.

Modelarea gazelor optic groase este o sarcină provocatoare, deoarece datorită calculului transferului radiativ în fiecare punct al fluxului, cantitatea de calcul crește exponențial cu numărul de puncte luate în considerare.

Un bombardier rus promițător - un răspuns la conceptul de grevă globală rapidă?

Competiția pentru dezvoltarea vitezei hipersonice de către aviație a început în timpul Războiului Rece. În acei ani, proiectanții și inginerii din URSS, SUA și alte țări dezvoltate au proiectat noi avioane capabile să zboare de 2-3 ori mai repede decât viteza sunetului. Cursa către viteză a dat naștere la numeroase descoperiri în aerodinamica atmosferică și a atins rapid limitele capacităților fizice ale piloților și ale costului de fabricație a aeronavelor.

Drept urmare, birourile de proiectare a rachetelor au fost primele care au stăpânit hipersunetul în urmașii lor - rachete balistice intercontinentale (ICBM) și vehicule de lansare. La lansarea sateliților pe orbite apropiate de pământ, rachetele au dezvoltat o viteză de 18.000 - 25.000 km / h. Acest lucru a depășit cu mult parametrii limitativi ai celei mai rapide avioane supersonice, atât civile (Concorde \u003d 2150 km / h, Tu-144 \u003d 2300 km / h), cât și militare (SR-71 \u003d 3540 km / h, MiG-31 \u003d 3000 km / h) .ora).

În mod separat, aș dori să observ că, la proiectarea interceptorului supersonic MiG-31, proiectantul de aeronave G.E. Lozino-Lozinsky a folosit materiale avansate (titan, molibden etc.) în proiectarea aeronavei, ceea ce a permis aeronavei să atingă o altitudine record de zbor cu echipaj (MiG-31D) și o viteză maximă de 7000 km / h în atmosfera superioară. În 1977, pilotul de testare Alexander Fedotov a stabilit un record mondial absolut pentru altitudinea de zbor - 37650 metri pe predecesorul său, MiG-25 (pentru comparație, SR-71 avea o altitudine maximă de zbor de 25929 metri). Din păcate, motoarele pentru zboruri la altitudini mari într-o atmosferă extrem de rarefiată nu fuseseră încă create, deoarece aceste tehnologii erau dezvoltate doar în profunzimea institutelor de cercetare sovietice și a birourilor de proiectare în cadrul a numeroase lucrări experimentale.

A devenit o nouă etapă în dezvoltarea tehnologiei hipersonice proiecte de cercetare cu privire la crearea de sisteme aerospațiale care să combine capacitățile aviației (acrobatică și manevră, aterizare pe pistă) și nave spațiale (orbită de intrare, zbor orbital, coborâre de pe orbită). În URSS și SUA, aceste programe au fost parțial elaborate, arătând lumii avionul spațial orbital „Buran” și „Space Shuttle”.

De ce parțial? Faptul este că lansarea avionului pe orbită a fost efectuată cu ajutorul unui vehicul de lansare. Costul retragerii a fost enorm, de aproximativ 450 de milioane de dolari (în cadrul programului Navetei Spațiale), care a fost de câteva ori mai mare decât costul celor mai scumpe avioane civile și militare și nu a permis transformarea unui avion orbital într-un produs de masă. Nevoia de a investi sume uriașe de bani în crearea unei infrastructuri care să asigure zboruri intercontinentale ultrarapide (cosmodromuri, centre de control al zborului, complexe de alimentare cu combustibil) a îngropat în cele din urmă perspectiva transportului de călători.

Singurul client, cel puțin cumva interesat de vehiculele hipersonice, a fost armata. Este adevărat, acest interes a fost sporadic. Programele militare ale URSS și SUA pentru crearea de aeronave aerospațiale au urmat căi diferite. Au fost implementate în mod consecvent în URSS: de la proiectul de creare a unui PKA (navă spațială glisantă) la MAKS (sistem spațial aeronautic multifuncțional) și Buran, a fost construit un lanț consistent și continuu de baze științifice și tehnice pe baza căruia fundația a viitoarelor zboruri experimentale de prototip de avion hipersonic.

Birourile de proiectare a rachetelor au continuat să-și îmbunătățească ICBM-urile. Odată cu apariția sistemelor moderne de apărare antiaeriană și antirachetă capabile să doboare focoasele ICBM la distanță mare, au fost impuse noi cerințe elementelor distructive ale rachetelor balistice. Focosele noilor ICBM au trebuit să depășească apărarea antiaeriană și antirachetă a inamicului. Așa au apărut focoasele, capabile să depășească apărarea aerospațială la viteze hipersonice (M \u003d 5-6).

Dezvoltarea tehnologiilor hipersonice pentru focoarele (focoasele) ICBM-urilor a făcut posibilă demararea mai multor proiecte de creare a armelor hipersonice defensive și ofensive - cinetică (pistol de cale ferată), dinamică (rachete de croazieră) și spațiu (lovitură de pe orbită).

Intensificarea rivalității geopolitice dintre Statele Unite și Rusia și China a reînviat subiectul hipersonului ca un instrument promițător capabil să ofere un avantaj în domeniul spațiului și al armelor rachete și aviației. Interesul crescând pentru aceste tehnologii se datorează și conceptului de a provoca daune maxime inamicului cu armele convenționale (non-nucleare), care este de fapt implementat de țările NATO conduse de Statele Unite.

Într-adevăr, dacă comandamentul militar are cel puțin o sută de vehicule hipersonice non-nucleare care pot depăși cu ușurință sistemele de apărare antiaeriană și de apărare antirachetă existente, atunci acest „ultim argument al regilor” afectează în mod direct echilibrul strategic dintre puterile nucleare. Mai mult, o rachetă hipersonică pe termen lung poate distruge elemente ale forțelor nucleare strategice atât din aer, cât și din spațiu în cel mult o oră de la momentul luării unei decizii până la momentul atingerii țintei. Această ideologie este încorporată în programul militar american Prompt Global Strike (grevă globală rapidă).

Este un astfel de program fezabil în practică? Argumentele „pentru” și „împotriva” au fost împărțite aproximativ în mod egal. Să ne dăm seama.

Programul American Strike Global Prompt

Conceptul Prompt Global Strike (PGS) a fost adoptat în anii 2000 la inițiativa Comandamentului Forțelor Armate SUA. Elementul său cheie este capacitatea de a efectua o grevă non-nucleară oriunde în lume în termen de 60 de minute de la luarea unei decizii. Lucrările în cadrul acestui concept se desfășoară simultan în mai multe direcții.

Prima direcție a PGS, și cea mai realistă din punct de vedere tehnic, a fost utilizarea ICBM-urilor cu focoase non-nucleare de înaltă precizie, inclusiv cele în grup, care sunt echipate cu un set de submuniții de aderare. ICBM bazat pe mare Trident II D5 a fost ales ca dezvoltare a acestei direcții, livrând submuniții la o rază maximă de 11.300 de kilometri. ÎN timp oferit se lucrează pentru reducerea CEP-ului focoaselor la valori de 60-90 metri.

A doua direcție a PGS rachete de croazieră hipersonice strategice selectate (SGCR). În cadrul conceptului adoptat, se implementează subprogramul X-51A Waverider (SED-WR). La inițiativa Forțelor Aeriene SUA și sprijinul DARPA, din 2001, dezvoltarea unei rachete hipersonice a fost realizată de Pratt & Whitney și Boeing.

Primul rezultat al activității în curs ar trebui să fie apariția până în 2020 a unui demonstrator de tehnologie cu un motor ramerson hipersonic instalat (motor scramjet). Potrivit experților, SGKR cu acest motor poate avea următorii parametri: viteza de zbor M \u003d 7-8, raza maximă de zbor 1300-1800 km, altitudinea de zbor 10-30 km.

În mai 2007, după o analiză detaliată a progresului lucrărilor la X-51A "WaveRider", clienții militari au aprobat proiectul de rachete. Boeing X-51A WaveRider experimental SGKR este o rachetă clasică de croazieră cu un motor scramjet sub-fuselaj și o coadă cu patru consolă. Materialele și grosimea protecției termice pasive au fost alese în conformitate cu estimările calculate ale fluxurilor de căldură. Modulul nasului rachetei este realizat din tungsten cu un strat de siliciu, care poate rezista la încălzirea cinetică până la 1500 ° C. Pe suprafața inferioară a rachetei, unde se așteaptă temperaturi de până la 830 ° C, sunt folosite plăci ceramice dezvoltate de Boeing pentru programul Space Shuttle. Racheta X-51A trebuie să îndeplinească cerințe stealth ridicate (RCS nu mai mult de 0,01 m 2). Pentru a accelera produsul la o viteză corespunzătoare lui M \u003d 5, este planificată instalarea unui rapel de rachetă cu propulsor solid tandem.

Este planificată utilizarea avioanelor de aviație strategice americane ca principal transportator al SGKR. Nu există încă informații despre modul în care vor fi lansate aceste rachete - sub aripă sau în interiorul fuselajului strategului.

A treia zonă a PGS sunt programe pentru crearea de sisteme de arme cinetice care lovesc ținte de pe orbita Pământului. Americanii au calculat în detaliu rezultatele utilizării în luptă a unei tije de tungsten de aproximativ 6 metri lungime și 30 cm în diametru, căzută de pe orbită și lovind un obiect la sol cu \u200b\u200bo viteză de aproximativ 3500 m / s. Conform calculelor, o energie echivalentă cu o explozie de 12 tone de trinitrotoluen (TNT) va fi eliberată la punctul de întâlnire.

Justificarea teoretică a dat startul proiectelor a două vehicule hipersonice (Falcon HTV-2 și AHW), care vor fi lansate pe orbită de vehiculele de lansare și în modul de luptă vor putea să alunece în atmosferă cu viteză crescândă atunci când se apropie de țintă. În timp ce aceste evoluții se află în stadiul de proiectare preliminară și lansări experimentale. Principalele probleme problematice de până acum rămân sistemele de bază în spațiu (grupări spațiale și platforme de luptă), sisteme de ghidare a țintei de înaltă precizie și asigurarea secretului lansării pe orbită (orice lansare și obiectele orbitale sunt deschise de sistemele de avertizare a atacurilor rachete rusești și spațiul Control). Americanii speră să rezolve problema furtului după 2019, cu punerea în funcțiune a unui sistem spațial aeronautic reutilizabil, care va lansa o sarcină utilă pe orbită „cu avionul” prin intermediul a două etape - un avion de transport (bazat pe un Boeing 747) și un aeronave spațiale fără pilot (bazate pe prototipul X-37V).

A patra direcție a PGS este un program de creare a unei aeronave hipersonice fără pilot - recunoaștere bazată pe binecunoscutul Lockheed Martin SR-71 Blackbird.

O divizie a Lockheed, Skunk Works, dezvoltă în prezent un UAV promițător sub numele de lucru SR-72, care ar trebui să dubleze viteza maximă a SR-71, atingând valori de aproximativ M \u003d 6.

Dezvoltarea unei aeronave de recunoaștere hipersonice este pe deplin justificată. În primul rând, SR-72, datorită vitezei sale colosale, va avea o vulnerabilitate redusă la sistemele de apărare antiaeriană. În al doilea rând, va completa „golurile” în funcționarea sateliților, obținând rapid informații strategice și detectând complexe mobile de ICBM-uri, formațiuni de nave și grupări de forțe inamice în teatrul de operațiuni.

Două versiuni ale aeronavei SR-72 sunt luate în considerare - cu echipaj și fără echipaj; este, de asemenea, posibil să-l folosim ca bombardier, purtător de arme de înaltă precizie. Cel mai probabil, rachetele ușoare fără motor principal pot fi utilizate ca arme, deoarece nu sunt necesare atunci când sunt lansate la o viteză de 6 M. Greutatea eliberată este probabil utilizată pentru a crește puterea focosului. Lockheed Martin intenționează să prezinte un prototip de zbor al aeronavei în 2023.

Proiect chinez de aeronavă hipersonică DF-ZF

Pe 27 aprilie 2016, publicația americană „Washington Free Beacon”, care citează surse din Pentagon, a informat lumea despre al șaptelea test al avionului hipersonic chinez DZ-ZF. Aeronava a fost lansată din cosmodromul Taiyuan (provincia Shanxi). Potrivit ziarului, avionul făcea manevre la viteze cuprinse între 6.400 și 11.200 km / h și s-a prăbușit la un teren de antrenament din vestul Chinei.

"Potrivit informațiilor americane, RPC intenționează să utilizeze un avion hipersonic drept focos nuclear capabil să pătrundă în sistemele de apărare antirachetă", a menționat ziarul. "DZ-ZF poate fi folosit și ca armă capabilă să distrugă o țintă oriunde în lume într-o oră."

Conform analizei întregii serii de teste efectuate de serviciile secrete americane, lansările avioanelor hipersonice au fost efectuate de rachete balistice cu rază scurtă de acțiune DF-15 și DF-16 (autonomie de până la 1000 km), precum și medii - gama DF-21 (autonomie 1800 km). Dezvoltarea în continuare a lansărilor ICBM-urilor DF-31A (autonomie de 11.200 km) nu a fost exclusă. Conform programului de testare, se cunosc următoarele: separarea de purtător în atmosfera superioară, aparatul în formă de con cu accelerație a planat în jos și a manevrat de-a lungul traiectoriei de atingere a țintei.

În ciuda numeroaselor publicații ale presei străine, conform cărora aeronava hipersonică chineză (HVA) este concepută pentru a distruge portavioanele americane, experții militari chinezi au fost sceptici cu privire la astfel de declarații. Aceștia au arătat faptul că viteza supersonică a unui GLA creează un nor de plasmă în jurul dispozitivului, care interferează cu funcționarea radarului de la bord atunci când reglează cursul și vizează o astfel de țintă în mișcare, cum ar fi un portavion.

Profesorul Team College a declarat pentru China Daily forțele rachetelor Colonelul PLA Shao Yongling: „Viteza și raza sa ultra-ridicată îl fac (GLA) un mijloc excelent de distrugere a țintelor terestre. Pe termen lung, poate înlocui rachetele balistice intercontinentale. "

Conform raportului comisiei competente a Congresului SUA, DZ-ZF poate fi adoptat de PLA în 2020, iar versiunea sa îmbunătățită pe termen lung până în 2025.

Acumulat științific și tehnic al Rusiei - aeronave hipersonice

Hipersonic Tu-2000

În URSS, lucrările la o aeronavă hipersonică au început la Biroul de proiectare Tupolev la mijlocul anilor 1970, pe baza avionului de pasageri în serie Tu-144. Studiul și proiectarea unei aeronave capabile să atingă viteze de până la M \u003d 6 (TU-260) și o rază de zbor de până la 12.000 km, precum și a unei aeronave intercersonale intercersonale TU-360. Raza sa de zbor trebuia să ajungă la 16.000 km. A fost chiar pregătit un proiect pentru un avion hipersonic de pasageri Tu-244, proiectat să zboare la o altitudine de 28-32 km la o viteză de M \u003d 4,5-5.

În februarie 1986, R&D a început în SUA la crearea avionului spațial X-30 cu o centrală cu jet de aer, capabilă să intre pe orbită într-o versiune cu o singură etapă. Proiectul National Aerospace Plane (NASP) s-a remarcat printr-o abundență de noi tehnologii, a căror cheie a fost un motor dual-mod hipersonic ramjet, care permite zborul la viteze de M \u003d 25. Conform informațiilor primite de serviciile secrete sovietice, NASP a fost dezvoltat în scopuri civile și militare.

Răspunsul la dezvoltarea transatmosferei X-30 (NASP) a fost decretele guvernului URSS din 27 ianuarie și 19 iulie 1986 privind crearea unui echivalent cu aeronava americană aerospațială (VKS). La 1 septembrie 1986, Ministerul Apărării a emis sarcină tehnică pe un avion aerospațial reutilizabil cu o singură etapă (MVKS). Conform acestui termen de referință, MVKS trebuia să asigure livrarea eficientă și economică a încărcăturii către orbita apropiată a pământului, transportul intercontinental transatmosferic de mare viteză și soluția sarcinilor militare atât în \u200b\u200batmosferă, cât și în spațiul apropiat. Dintre lucrările depuse la concurs de către Tupolev Design Bureau, Yakovlev Design Bureau și NPO Energia, proiectul Tu-2000 a fost aprobat.

În urma studiilor preliminare din cadrul programului MVKS, a fost selectată o centrală electrică pe baza unor soluții dovedite și dovedite. Motoarele cu jet de aer (VRM) existente, care foloseau aer atmosferic, aveau limite de temperatură, erau utilizate pe aeronave a căror viteză nu depășea M \u003d 3, iar motoarele cu rachete trebuiau să transporte o cantitate mare de combustibil la bord și nu erau potrivite pentru zboruri prelungite în atmosferă ... Prin urmare, a fost luată o decizie importantă - pentru ca aeronava să zboare la viteze supersonice și la toate altitudinile, motoarele sale trebuie să aibă caracteristici ale tehnologiei aeriene și spațiale.

S-a dovedit că cel mai rațional pentru un avion hipersonic este un motor ramjet (motor ramjet), în care nu există părți rotative, în combinație cu un motor turbojet (motor turbojet) pentru accelerare. S-a presupus că un motor ramjet care funcționează pe hidrogen lichid este cel mai potrivit pentru zboruri la viteze hipersonice. Un motor de rapel este un motor turbojet care funcționează fie cu kerosen, fie cu hidrogen lichid.

Ca rezultat, a fost adoptată o combinație între un motor turboreactor economic care funcționează în intervalul de turații M \u003d 0-2,5 ca versiune de lucru, al doilea motor a fost un motor ramjet care accelerează aeronava la M \u003d 20 și un LPRE pentru intrarea pe orbită ( accelerație la prima viteză spațială 7, 9 km / s) și asigurând manevre orbitale.

Datorită complexității soluționării unui complex de probleme științifice, tehnice și tehnologice pentru crearea unui MVKS cu o singură etapă, programul a fost împărțit în două etape: crearea unei aeronave experimentale hipersonice cu o viteză de zbor de până la M \u003d 5 -6 și dezvoltarea unui prototip de VKS orbital, care oferă un experiment de zbor în toate zborurile de gamă, până la spațiu. În plus, la a doua etapă a lucrărilor MVKS, a fost planificată crearea versiunilor bombardierului spațial Tu-2000B, care a fost proiectat ca un avion cu două locuri cu o rază de zbor de 10.000 km și o greutate la decolare de 350 tone. Șase motoare alimentate cu hidrogen lichid trebuiau să ofere o viteză de M \u003d 6-8 la o altitudine de 30-35 km.

Potrivit experților din OKB im. A.N. Tupolev, costul construirii unui VKS trebuia să fie de aproximativ 480 de milioane de dolari, în prețurile din 1995 (cu un cost al lucrărilor de dezvoltare de 5,29 miliarde de dolari). Costul estimativ al lansării va fi de 13,6 milioane de dolari, cu un număr de 20 de lansări pe an.

Prima dată a fost prezentat un model al modelului Tu-2000 la expoziția „Mosaeroshow-92”. Înainte ca lucrările să fie oprite în 1992, pentru Tu-2000 au fost fabricate următoarele: o cutie de aripi din aliaj de nichel, elemente de fuzelaj, rezervoare de combustibil criogenice și conducte de combustibil compozite.

Atomic M-19

Un rival de multă vreme în strategie aeronave OKB ei. Tupolev - Uzina experimentală de construcție a mașinilor (acum EMZ numită după Myasishchev) a fost, de asemenea, angajată în dezvoltarea unui sistem de videoconferință într-o etapă, în cadrul cercetării și dezvoltării „Kholod-2”. Proiectul a fost denumit „M-19” și a prevăzut elaborarea următoarelor subiecte:

• Subiectul 19-1. Crearea unui laborator zburător cu o centrală electrică pe combustibil lichid cu hidrogen, dezvoltarea tehnologiei pentru lucrul cu combustibil criogen;
• Subiect19-2. Lucrări de proiectare și inginerie pentru a determina aspectul unei aeronave hipersonice;
• Subiectul 19-3. Lucrări de proiectare și inginerie pentru a determina aspectul unui VKS promițător;
• Subiectul 19-4. Lucrări de proiectare și inginerie pentru a determina apariția opțiunilor alternative VKS cu un sistem de propulsie nucleară.

Lucrările la promițătoarea VKS au fost efectuate sub supravegherea directă a proiectantului general V.M. Myasishchev și proiectantul general A.D. Tohuntsa. Pentru realizarea componentelor cercetării și dezvoltării, au fost aprobate planuri de lucru în comun cu întreprinderile Ministerului Aviației din URSS, inclusiv: TsAGI, TsIAM, NIIAS, ITAM și multe altele, precum și cu Institutul de cercetare al Academiei de Științe și Ministerul Apărării.

Aspectul VKS cu o singură etapă M-19 a fost determinat după cercetarea numeroaselor opțiuni alternative pentru aspectul aerodinamic. În ceea ce privește cercetarea cu privire la caracteristicile unui nou tip de centrală, modelele scramjet au fost testate în tuneluri eoliene la viteze corespunzătoare M \u003d 3-12. Pentru a evalua eficacitatea viitorului VKS, au fost elaborate și modele matematice ale sistemelor aparatului și ale centralei combinate cu un motor rachetă nucleară (NRM).

Utilizarea unui sistem aerospațial cu un sistem combinat de propulsie nucleară a implicat oportunități extinse pentru explorarea intensivă atât a spațiului din apropierea Pământului, inclusiv a orbitelor geo-staționare îndepărtate, cât și a spațiului profund, inclusiv a Lunii și a spațiului aproape lunar.

Disponibilitate la bordul VKS instalație nucleară ar face posibilă utilizarea acestuia ca un hub energetic puternic pentru a asigura funcționarea noilor tipuri de arme spațiale (fascicul, arme cu fascicul, mijloace de influențare condiții climatice etc.).

Sistemul de propulsie combinat (KDU) a inclus:

• Motor rachetă nucleară (NRE) care se bazează pe un reactor nuclear cu protecție împotriva radiațiilor;
• 10 motoare turboreactoare cu două circuite (DTRDF) cu schimbătoare de căldură în circuitele interioare și exterioare și post-arzător;
• Motoare hipersonice ramjet (motoare scramjet);
• Două turbocompresoare pentru a pompa hidrogen prin schimbătoarele de căldură DTRDF;
• Unitate de distribuție cu turbopompe, schimbătoare de căldură și supape de conducte, sisteme de control al combustibilului.

Hidrogenul a fost folosit ca combustibil pentru motoarele DTRDF și scramjet și a fost, de asemenea, un fluid de lucru într-o buclă închisă a NRE.

În forma sa finalizată, conceptul M-19 arăta astfel: un sistem aerospațial de 500 de tone efectuează decolarea și accelerarea inițială ca un avion nuclear cu motoare cu ciclu închis, iar hidrogenul servește ca agent de răcire care transferă căldura de la reactor la zece motoare cu turboreactor. . Pe măsură ce accelerația și urcarea progresează, hidrogenul începe să fie alimentat în camerele post-arzătoare ale motorului turbojet, puțin mai târziu către motoarele scramjet care trec odată. În cele din urmă, la o altitudine de 50 km, la o viteză de zbor mai mare de 16M, este pornit un NRM atomic cu o forță de 320 tf, care a furnizat o ieșire pe o orbită de lucru cu o altitudine de 185-200 kilometri. Cu o greutate la decolare de aproximativ 500 de tone, nava aerospațială M-19 trebuia să lanseze o sarcină utilă cântărind aproximativ 30-40 de tone pe o orbită de referință cu o înclinare de 57,3 °.

Trebuie remarcat faptul că un fapt puțin cunoscut este că, la calcularea caracteristicilor CPS pe turbo-turbo, flux de rachetă direct și moduri de zbor hipersonice, rezultatele au fost utilizate cercetare experimentală și calcule efectuate în CIAM, TsAGI și ITAM SB AS URSS.

Ajax "- hiperson într-un mod nou

Lucrările la crearea unei aeronave hipersonice au fost efectuate și la SKB „Neva” (Sankt Petersburg), pe baza căreia s-a format Întreprinderea de Cercetare Științifică de Stat a Vitezelor Hipersonice (acum OJSC „NIPGS” HC „Leninets”).

NIPGS a abordat crearea GLA într-un mod fundamental nou. Conceptul GLA „Ajax” a fost prezentat la sfârșitul anilor '80. Vladimir Lvovich Freistadt. Esența sa constă în faptul că GLA nu are protecție termică (spre deosebire de majoritatea videoconferințelor și GLA). Fluxul de căldură care apare în timpul zborului hipersonic este admis în interiorul GLV pentru a-și crește resursa de energie. Astfel, GLA „Ajax” a fost un sistem aerotermodinamic deschis, care a transformat o parte din energia cinetică a unui flux de aer hipersonic în energie chimică și electrică, rezolvând simultan problema răcirii cadrului aeronavei. Pentru aceasta, au fost proiectate principalele componente ale unui reactor chimic de recuperare a căldurii cu un catalizator, plasat sub pielea cadrului aeronavei.

Pielea aeronavei în cele mai stresate locuri termice avea o piele cu două straturi. Între straturile învelișului, exista un catalizator dintr-un material rezistent la căldură („bureți de nichel”), care era un subsistem activ de răcire cu reactoare chimice de recuperare a căldurii. Conform calculelor, în toate modurile de zbor hipersonice, temperatura elementelor cadrului GLA nu a depășit 800-850 ° C.

GLA include un motor ramjet cu combustie supersonică integrat cu cadrul aeronavei și motorul principal (sustainer) - un motor magneto-plasmatic-chimic (MPKhD). MPKhD a fost conceput pentru a controla fluxul de aer folosind un accelerator magneto-gaz-dinamic (accelerator MHD) și generarea de energie folosind un generator MHD. Generatorul a avut o putere de până la 100 MW, care a fost suficientă pentru a alimenta un laser capabil să lovească diferite ținte pe orbite apropiate de pământ.

S-a presupus că croaziera MPKM va fi capabilă să schimbe viteza zborului pe o gamă largă a numărului Mach de zbor. Datorită decelerării fluxului hipersonic de către câmpul magnetic, au fost create condiții optime în camera de ardere supersonică. În timpul testelor efectuate la TsAGI, s-a dezvăluit că combustibilul cu hidrocarburi creat în cadrul conceptului Ajax arde de câteva ori mai repede decât hidrogenul. Acceleratorul MHD ar putea „accelera” produsele de ardere, mărind viteza maximă de zbor la M \u003d 25, ceea ce a garantat o ieșire pe o orbită aproape de pământ.

Versiunea civilă a aeronavei hipersonice a fost proiectată pentru o viteză de zbor de 6000-12000 km / h, o autonomie de zbor de până la 19000 km și transportul a 100 de pasageri. Nu există informații despre evoluțiile militare ale proiectului Ajax.

Conceptul de hiperson rus - rachete și PAK DA

Munca desfășurată în URSS și în primii ani de existență a noii Rusii cu privire la tehnologiile hipersonice face posibilă afirmarea că metodologia internă originală și bazele științifice și tehnice au fost păstrate și utilizate pentru a crea GLA rusă - atât în \u200b\u200brachete și versiuni de aeronave.

În 2004, în timpul exercițiului de comandă al Securității 2004, președintele rus V.V. Putin a făcut o declarație care încă entuziasmează mintea „publicului”. „Au fost efectuate experimente și câteva teste ... În curând Forțele Armate Ruse vor primi sisteme de luptă capabile să funcționeze la distanțe intercontinentale, cu viteză hipersonică, cu o precizie mare, cu manevră largă în înălțime și direcția de impact. Aceste complexe vor face orice exemple de apărare antimisilă, existente sau prospective, fără promisiuni ".

Unele mass-media interne au interpretat această afirmație în măsura în care au înțeles. De exemplu: „Rusia a dezvoltat prima rachetă de manevră hipersonică din lume, care a fost lansată de la bombardierul strategic Tu-160 în februarie 2004, când a avut loc exercițiul de comandă al Securității 2004 ...

De fapt, în timpul exercițiului a fost lansată o rachetă balistică RS-18 „Stilet” cu echipament nou de luptă. În locul unui focos convențional, RS-18 avea un anumit dispozitiv capabil să schimbe altitudinea și direcția de zbor și, prin urmare, să depășească orice apărare antirachetă, inclusiv americană. Aparent, aparatul testat în timpul exercițiului Security 2004 a fost o rachetă hipersonică de croazieră X-90 puțin cunoscută (GKR), dezvoltată la Biroul de proiectare Raduga la începutul anilor '90.

Judecând după caracteristicile de performanță ale acestei rachete, bombardier strategic Tu-160 poate lua la bord două X-90. Restul caracteristicilor sunt următoarele: masa rachetei - 15 tone, motor principal - scramjet, accelerator - propulsor solid, viteza de zbor - 4-5 M, altitudine de lansare - 7000 m, altitudine de zbor - 7000-20000 m, interval de lansare 3000 -3500 km, numărul de focoase este 2, randamentul focosului este de 200 kt.

În disputa cu privire la care avion sau rachetă este mai bună, avioanele s-au pierdut cel mai adesea, deoarece rachetele s-au dovedit a fi mai rapide și mai eficiente. Iar avionul a devenit un transportator de rachete de croazieră capabile să lovească ținte la o distanță de 2500-5000 km. Când a lansat o rachetă la o țintă, bombardierul strategic nu a intrat în zona de apărare aeriană opusă, așa că nu avea sens să o facă hipersonică.

„Concurența hipersonică” dintre avioane și rachete se apropie acum de un nou deznodământ cu un rezultat previzibil - rachetele sunt din nou înaintea avioanelor.

Să evaluăm situația. Înarmat cu aviație cu rază lungă de acțiune, care face parte din forțele aerospațiale rusești, există 60 de avioane turbopropulsoare Tu-95MS și 16 bombardiere cu reacție Tu-160. Durata de viață a Tu-95MS va expira în 5-10 ani. Ministerul Apărării a decis creșterea numărului de Tu-160 la 40 de unități. Lucrările sunt în curs de modernizare a Tu-160. Astfel, noile Tu-160M \u200b\u200bvor începe în curând să sosească la Forțele Aerospatiale. Tupolev Design Bureau este, de asemenea, principalul dezvoltator al complexului promițător de aviație pe distanțe lungi (PAK DA).

„Potențialul nostru inamic” nu stă în brațe, el investește în dezvoltarea conceptului Prompt Global Strike (PGS). Capacitățile bugetului militar american în ceea ce privește finanțarea depășesc semnificativ capacitățile bugetului rus. Ministerul Finanțelor și Ministerul Apărării sunt în dispută cu privire la valoarea finanțării pentru Programul de armament de stat pentru perioada până în 2025. Și nu este vorba doar despre costurile de funcționare pentru achiziționarea de noi arme și echipamente militare, dar și despre dezvoltări promițătoare, care includ tehnologiile PAK DA și GLA.

În crearea muniției hipersonice (rachete sau proiectile), nu totul este clar. Un avantaj clar hiperson - viteză, timp scurt de zbor până la țintă, mare garanție de depășire a sistemelor de apărare aeriană și de apărare antirachetă Cu toate acestea, există și multe probleme - costul ridicat al muniției de unică folosință, complexitatea controlului la schimbarea traiectoriei de zbor. Aceleași neajunsuri au devenit argumente decisive la reducerea sau închiderea programelor pentru hipersound cu echipaj, adică pentru avioanele hipersonice.

Problema costului ridicat al muniției poate fi rezolvată prin prezența la bordul aeronavei a unui complex de calcul puternic pentru calcularea parametrilor de bombardare (lansare), care transformă bombele și rachetele convenționale în arme de precizie. Sisteme de calcul similare la bord instalate în focoasele rachetelor hipersonice fac posibilă asimilarea acestora cu clasa armelor strategice de înaltă precizie, care, potrivit experților militari ai PLA, pot înlocui sistemele ICBM. Prezența rachetelor GLA cu rază de acțiune strategică va pune sub semnul întrebării necesitatea menținerii aviației cu rază lungă de acțiune, deoarece are limitări privind viteza și eficacitatea utilizării luptei.

Apariția în arsenalul oricărei armate a unei rachete antiaeriene hipersonice (GZR) va forța aviația strategică să se „ascundă” la aerodromuri, tk. Distanța maximă de la care pot fi utilizate rachetele de croazieră ale unui bombardier, astfel de GZR va depăși în câteva minute. Creșterea autonomiei, preciziei și manevrabilității GZR le va permite să doboare ICBM-urile inamice la orice altitudine, precum și să perturbe un raid masiv de bombardiere strategice înainte de a ajunge la liniile de lansare a rachetelor de croazieră. Pilotul „strategului”, eventual, va detecta lansarea sistemului de rachete de apărare aeriană, dar cu greu va reuși să ia avionul departe de înfrângere.

Dezvoltările GLA, care se desfășoară acum în mod intens în țările dezvoltate, indică faptul că este în curs de căutare un instrument (armă) fiabil care poate garanta distrugerea arsenalului nuclear al inamicului înainte de utilizarea armelor nucleare, ca ultim protejând suveranitatea statului. Armele hipersonice pot fi folosite și în principalele centre de putere politică, economică și militară ale statului.

Hypersound-ul nu este uitat în Rusia, se lucrează la crearea armelor antirachetă bazate pe această tehnologie (ICBM „Sarmat”, ICBM „Rubezh”, X-90), dar se bazează pe un singur tip de armă („armă miracolă”, „armă” de represalii ”) Ar fi, cel puțin, incorect.

Încă nu există claritate în crearea PAK DA, deoarece cerințele de bază pentru scopul său și folosirea luptei... Bombardierele strategice existente, ca componente ale triadei nucleare ale Rusiei, își pierd treptat importanța din cauza apariției unor noi tipuri de arme, inclusiv a celor hipersonice.

Cursul de „izolare” a Rusiei, proclamată sarcina principală a NATO, este obiectiv capabil să conducă la agresiunea împotriva țării noastre, la care vor participa armatele Tratatului Atlanticului de Nord instruite și înarmate cu mijloace moderne. În ceea ce privește numărul de personal și de arme, NATO depășește Rusia de 5-10 ori. În jurul Rusiei se construiește o „centură sanitară”, inclusiv baze militare și poziții de apărare antirachetă. În esență, activitățile conduse de NATO sunt descrise în termeni militari ca teatru de operații (teatrul de operații). În același timp, Statele Unite rămân principala sursă de aprovizionare cu arme, așa cum a fost în primul și al doilea război mondial.

Un bombardier strategic hipersonic poate, într-o oră, să se afle oriunde în lume peste orice instalație (bază) militară, de la care se asigură furnizarea de resurse către grupuri de trupe, inclusiv în „centura sanitară”. Vulnerabilitate redusă la sistemele de apărare antirachetă și de apărare aeriană, poate distruge astfel de obiecte cu arme puternice non-nucleare de înaltă precizie. Prezența unui astfel de GLA în timp de pace va deveni un factor de descurajare suplimentar pentru susținătorii aventurilor militare globale.

GLA civil poate deveni baza tehnică pentru o descoperire în dezvoltarea zborurilor intercontinentale și a tehnologiilor spațiale. Bazele științifice și tehnice pentru proiectele Tu-2000, M-19 și Ajax sunt încă relevante și pot fi solicitate.

Care va fi viitorul PAK DA - subsonic cu SGKR sau hipersonic cu arme convenționale modificate, depinde de clienți - Ministerul Apărării și Guvernul Rusiei.

„Oricine câștigă prin calcul preliminar chiar înainte de luptă are multe șanse. Oricine nu câștigă prin calcul înainte de luptă are puține șanse. Oricine are multe șanse câștigă. Cei care au șanse mici nu câștigă. Mai mult, cel care nu are deloc șanse. " / Sun Tzu, "Arta războiului" /

Expertul militar Alexey Leonkov

• legătură.
  Costul abonamentului anual -
  12.000 RUB

 

Ar putea fi util să citiți:

• Instrucțiuni tipice pentru un operator, operator de ascensoare pentru a deservi ascensoare;
• Descrierea postului șefului departamentului de proiectare și aprobare Descrierea postului directorului pentru elaborarea documentației de proiect;
• Cine este o strângere de fonduri: un scurt ghid al profesiei Străduiți pentru inovație și schimbare constantă;
• Memorie utilă către Asistent;
• Director interimar într-o instituție bugetară Pozițiile din organizație sunt;
• Ce este un salariu oficial și diferența acestuia față de tariful tarifar;
• Demiterea CEO-ului într-o zi liberă;
• Descrierea postului șefului biroului de trecere;