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

Onorabil director generalși designer general de onoare al SA „MIC NPO Mashinostroyenia”, profesor al Universității Tehnice de Stat Bauman din Moscova - despre crearea și dezvoltarea aeronavelor hipersonice

Crearea și dezvoltarea aeronavelor 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 ei aparțin categoriei „top secret” - top secret. Într-un interviu exclusiv cu Izvestia, legendarul designer de rachete și tehnologie spațială Herbert Efremov, care a dedicat mai bine de 30 de ani creării tehnologiei hipersonice, a spus ce sunt vehiculele hipersonice și ce dificultăți trebuie să întâmpinați atunci când le dezvoltă.

- Herbert Alexandrovich, acum se vorbește mult despre crearea aeronavelor hipersonice, dar majoritatea informațiilor despre ele sunt închise publicului larg ...

- Să începem cu faptul că produsele care dezvoltă viteză hipersonică au fost create de mult timp. De exemplu, acestea sunt capete ICBM convenționale. Intrând în atmosfera Pământului, ei dezvoltă viteză hipersonică. Dar sunt incontrolabile și zboară pe o anumită traiectorie. Și interceptările lor prin intermediul apărării antirachetă (ABM) au fost demonstrate de mai multe ori.

Ca exemplu, voi cita racheta noastră strategică de croazieră „Meteorit”, care a zburat cândva cu o viteză nebună de Mach 3 - aproximativ 1000 m/s. Literal în pragul hipersunetului (vitezele hipersonice încep de la Mach 4,5 - Izvestia). Dar sarcina principală a aeronavelor hipersonice moderne (GZLA) nu este doar să zboare rapid undeva, ci să efectueze o misiune de luptă cu eficiență ridicată în fața unei puternice opoziții inamice. De exemplu, americanii au doar distrugătoare din clasa Arleigh Burke cu 65 de rachete antirachete pe mare. Și apoi sunt 22 de crucișătoare antirachetă din clasa Ticonderoga, 11 portavioane - fiecare dintre ele bazat pe până la o sută de aeronave capabile să creeze un sistem de apărare antirachetă aproape impenetrabil.

- Vrei să spui că viteza singură nu rezolvă nimic?

- În linii mari, 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 dislocate sistemele antirachetă și de apărare aeriană ale inamicului, pe care GZLA le va detecta. Și să mă pregătesc sisteme moderne Apărarea aeriană și apărarea antirachetă, dacă sunt dislocate în poziții, necesită o chestiune de secunde. Prin urmare, pentru utilizarea eficientă în luptă a GZLA, o singură viteză nu va funcționa în niciun fel, dacă nu ați asigurat invizibilitatea electronică și impenetrabilitatea sistemelor de apărare aeriană/rachetă în faza finală a zborului. Aici vor juca un rol atât viteza, cât și posibilitățile de protecție radiotehnică a dispozitivului de către propriile stații de interferență radiotehnică. Totul în complex.

- Spui că trebuie să existe mai mult decât viteză - produsul trebuie să fie controlabil pentru a atinge scopul. 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 ce a depășit Mach 4, în special 6. În jurul lui se formează un nor ionizat, și nu doar un flux cu vârtejuri: moleculele sunt descompuse în particule încărcate. Ionizarea afectează comunicarea, transmiterea 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 cu ajutorul radarului. Navigarea a fost asigurată prin compararea imaginilor de locație de pe placa rachetei cu standardul video încorporat în sistem. Altfel era imposibil. „Calibrele” 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 te ridici la o înălțime de 25 km, nu poți distinge niciun deal acolo cu un radio altimetru. Prin urmare, am găsit anumite zone la sol, în comparație cu ceea ce este înregistrat în standardul video, și am determinat deplasarea rachetei la stânga sau la 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 hipersunete, încep tot felul de curgeri turbulente, vârtejuri și tremurări ale aparatului. Modurile de intensitate a căldurii se modifică în funcție de faptul că fluxul este laminar (neted) la suprafață sau cu întreruperi. Sunt multe dificultăți. De exemplu, sarcina termică crește brusc. Dacă zburați cu o viteză de Mach 3, încălzirea pielii GZLA este undeva la 150 de grade în atmosferă, în funcție de altitudine. Cu cât altitudinea de zbor este mai mare, cu atât mai puțină încălzire. 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 poate fi citat ca exemplu de astfel de materiale?

- Diverse materiale de carbon. Chiar și fibra de sticlă este folosită pe focoase nucleare, care stau pe „sute de părți” intercontinentale (rachete balistice UR-100 dezvoltate de NPO Mashinostroyenia). Cu hipersunetul, temperatura este de multe mii de grade. Și oțelul ține doar 1200 de grade Celsius. Acestea sunt firimituri.

Temperaturile hipersonice duc așa-numitul „strat sacrificial” (stratul de acoperire care se consumă în timpul zborului aeronavei – Izvestia). Prin urmare, carcasa focoaselor nucleare este proiectată în așa fel încât cea mai mare parte va fi „mâncat” de hipersunete, în timp ce umplutura interioară va rămâne intactă. Dar GZLA nu poate avea un „strat de sacrificiu”. Dacă zburați pe un dispozitiv controlat, trebuie să mențineți o formă aerodinamică. Este imposibil să „tociți” produsul, astfel încât să ardă degetul și marginile aripilor etc. De altfel, asta s-a făcut pe navetele americane și pe Buranul nostru. Acolo s-au folosit materiale de grafit ca protecție termică.

- Este corect să scriem în literatura de populară știință 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 schema clasică a structurii rachetei?

- Desigur. Selectați materiale, comandați noi dezvoltări, dacă este necesar, verificați-le, lucrați-le la standuri, în zbor, corectați-le dacă ceva nu merge bine. De asemenea, trebuie să îl puteți măsura cu sute de senzori de telemetrie de o complexitate incredibilă.

- Care motor este mai bun - propulsor solid sau lichid pentru un vehicul hipersonic?

- Combustibilul solid nu este, în general, potrivit aici, deoarece poate accelera, dar este imposibil să zbori cu el pentru o perioadă lungă de timp. Astfel de motoare sunt folosite pentru rachete balistice precum Bulava și Topol. În cazul GZLA, acest lucru este inacceptabil. Pe racheta noastră Yakhont (o rachetă de croazieră antinavă, parte a complexului Bastion - Izvestia), există doar un accelerator de lansare cu propulsor solid. Apoi zboară pe un motor cu reacție lichidă.

Există încercări de a face un motor ramjet cu continut intern combustibil solid care este mânjit peste camera de ardere. Dar nici nu va fi suficient pentru distanțe lungi.

Pentru combustibil lichid, puteți face rezervorul mai mic, de orice formă. Unul dintre „Meteoriți” a zburat cu tancurile în aripi. A fost testat pentru că trebuia să realizăm o autonomie de 4-4,5 mii km. Și a zburat cu un motor cu reacție alimentat cu combustibil lichid.

- Care este diferența dintre un motor cu reacție cu aer și un motor cu reacție cu propulsie lichidă?

- Un motor cu reacție cu 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 aerul care intră. Bitsilin (combustibil obținut din motorină în vid prin procese de hidrogenare - Izvestia) a fost dezvoltat de la comanda noastră pentru Meteorit. Acest combustibil lichid are o densitate foarte mare, permițând un rezervor mai mic.

- Există fotografii cu avioane hipersonice cu motor turboreactor... Toate au o formă interesantă: nu raționalizată, ci mai degrabă unghiulară și pătrată. De ce?

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

În drum spre motor, poate exista un al doilea șoc, al treilea. Întreaga nuanță este că aerul nu trebuie să intre în camera de ardere cu aceeași viteză ca HZLA. Este imperativ să o coborâți. Și foarte mult chiar. Este de dorit să se ajungă la valori subsonice, pentru care totul a fost rezolvat, verificat și testat. Dar aceasta este exact 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 se strecoară în motoare foarte repede. Și trebuie să „aduci împreună” combustibilul atomizat și agentul de oxidare - oxigenul atmosferic. Această interacțiune ar trebui să fie cu o eficiență ridicată a arderii combustibilului. Interacțiunea nu ar trebui să fie perturbată de unele vibrații, o suflare în plus în interior. Nimeni nu și-a dat seama încă cum să facă asta.

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

- Poate. Un avion dezvoltat de francezi împreună cu britanici a fost prezentat la unul dintre spectacolele aeriene de la Paris. Turbojetul îl ridică la o înălțime, iar apoi mașina accelerează până la aproximativ Mach 2. Apoi se deschid motoarele ramjet, care aduc avionul la o viteza de 3,5 sau 4 Mach. Și apoi zboară la o altitudine de 30 de kilometri undeva de la New York până în Japonia. Înainte de aterizare, modul invers este pornit: mașina coboară, trece la turboreactor, ca un avion normal, intră în atmosferă și aterizează. Hidrogenul este considerat combustibil drept substanța cea mai bogată în calorii.

- În prezent, cea mai activă dezvoltare a aeronavelor hipersonice este realizată de Rusia și Statele Unite. Poți evalua succesul adversarilor noștri?

- Cât despre evaluări, pot spune - lăsați băieții să lucreze. De 65 de ani, nu au făcut nimic. La viteze de la Mach 4,5 la Mach 6, nu există nici un singur GZLA realizat.

Care este definită astfel: unde u este viteza de mișcare a unui flux sau a unui corp, este viteza sunetului în mediu. Viteza sunetului este definită ca, unde este exponentul adiabatic al mediului (pentru un gaz ideal n-atomic, a cărui moleculă are grade de libertate, este egală). Iată numărul total de grade de libertate ale moleculei. Mai mult, numărul de grade de libertate translaționale. Pentru o moleculă liniară, numărul de grade de libertate de rotație, numărul de grade de libertate vibraționale (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 lui. Cu mișcare rectilinie uniformă, frontul de undă sonoră are formă conică, cu vârful 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 din cauza frecării și a altor forțe).

Efecte similare ale emisiei de valuri de către corpurile în mișcare sunt caracteristice pentru toate fenomenele fizice de natură ondulatorie, de exemplu: radiația Cherenkov, o undă creată de nave pe suprafața apei.

Clasificarea vitezelor în atmosferă

În condiții normale în atmosferă, viteza sunetului este de aproximativ 331/sec. Mai mult viteze mari sunt uneori exprimate în numere Mach și corespund vitezelor supersonice, vitezele hipersonice făcând parte din acest interval. NASA definește hipersunetul „rapid” în intervalul de viteză 10-25 M, unde limita superioară corespunde primei viteze cosmice. Vitezele mai mari sunt considerate nu viteze hipersonice, ci " rata de retur»Navă spațială pe Pământ.

Comparație de mod

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

Obiecte supersonice

Navele spațiale și transportatorii lor, precum și majoritatea luptătorilor moderni, sunt accelerate la viteze supersonice. Au fost dezvoltate și 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 (editare)

Fundația Wikimedia. 2010.

• Tensiune electrică
• Numărul Mach

Vedeți ce este „Viteza supersonică” în alte dicționare:

VITEZĂ SUPERSONICĂ- viteza de mișcare a unui mediu sau a unui corp într-un mediu care depășește viteza sunetului într-un mediu dat. Dicționar enciclopedic fizic. M .: Enciclopedia sovietică. Editor sef A.M. Prohorov. 1983... Enciclopedie fizică

VITEZĂ SUPERSONICĂ- SUPERSONIC SPEED, viteza care depaseste viteza locala 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 dintre viteza ... ... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

Viteza supersonică- 1) viteza gazului V care depășește viteza locală a sunetului a: V> a (M> 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 deplasare a corpului (fluxul de gaz), care depaseste viteza de propagare a sunetului in conditii identice. Se caracterizează prin valorile numărului Mach (M); are valori M de la 1 la 5. Viteza care depășește viteza sunetului de mai mult de 5 ori ... ... Dicționar marin

VITEZĂ SUPERSONICĂ- viteza de mișcare a corpului (fluxul de gaz) depășind viteza de propagare a sunetului în condiții identice (viteza sunetului în aer la 0 ° С este egală cu 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 peste viteza locală a sunetului. [GOST 23281 78] Subiecte de aerodinamică a aeronavei Generalizarea termenilor caracteristicilor fluxului de gaz EN viteza supersonică ... Ghidul tehnic al traducătorului

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. viteză 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 cu viteză 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 aeronavei 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 transsonică). ).

Determinarea limitei inferioare a vitezei hipersonice este de obicei asociată cu declanșarea proceselor de ionizare și disociere a moleculelor din stratul limită (BL) din apropierea aparatului, 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 ardere subsonică a combustibilului ("SPVRD") devine inutil din cauza frecării extrem de mari care apare la frânarea aerului care trece într-un motor de acest tip. Astfel, în gama hipersonică de viteze, pentru a continua zborul, este posibil să se utilizeze doar un motor rachetă sau un motor hipersonic ramjet (motor scramjet) cu ardere supersonică a combustibilului.

Caracteristicile debitului

În timp ce definiția fluxului hipersonic (HF) este destul de controversată din cauza lipsei unei granițe clare între fluxurile supersonice și hipersonice, HF poate fi caracterizată prin 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 undei de șoc, adică volumul dintre vehicul și SW, devine subțire la numere Mach mari, creând un strat limită subțire (BL) în jurul vehiculului.

Formarea straturilor de șoc vâscoase

O parte din energia cinetică mare conținută în fluxul de aer la M> 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 cu curgerea în stratul limită este aproximativ zero, o creștere semnificativă a temperaturii la numere Mach ridicate duce la o scădere a densității. Astfel, PS de pe suprafața vehiculului crește și, la numere Mach mari, se contopește cu un strat subțire al undei de șoc lângă prova, formând un strat de șoc vâscos.

Apariția undelor 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). Temperaturile ridicate, la rândul lor, creează proprietăți chimice de neechilibru 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 transfer termic prin convecție și radiație pot fi semnificative.

Parametrii de similaritate

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

Pentru fluxul trans- și supersonic sau compresibil, în majoritatea cazurilor, parametri precum numărul Mach (raportul dintre viteza curgerii și viteza locală a sunetului) și numărul Reynolds sunt suficienți pentru o descriere completă a fluxurilor. Pentru un flux hipersonic, acești parametri sunt adesea insuficienti. 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 neideale devin vizibile.

Luarea în considerare a efectelor într-un gaz real înseamnă mai multe variabile care sunt necesare pentru a descrie pe deplin starea gazului. Dacă un gaz staționar este descris pe deplin de trei mărimi: presiune, temperatură, capacitate termică (indice 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 procese de disociere și ionizare trebuie să includă și timpul ca una dintre variabilele stării sale. În general, aceasta înseamnă că, în orice moment dat, pentru un flux neechilibrat, sunt necesare 10 până la 100 de variabile pentru a descrie starea gazului. În plus, fluxul hipersonic rarefiat (HF), descris de obicei în termeni de numere Knudsen, nu se supune ecuațiilor Navier-Stokes și necesită modificare. HP este de obicei clasificat (sau clasificat) folosind energia totală exprimată folosind 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 un flux de gaz ideal. HJ în acest regim este încă dependent de numerele Mach, iar simularea este ghidată de invarianții de temperatură, mai degrabă decât de peretele adiabatic, care are loc la viteze mai mici. Limita inferioară a acestei zone corespunde cu viteze de aproximativ 5 M, unde SPVRM-urile cu ardere subsonică devin ineficiente, iar limita superioară corespunde vitezelor în regiunea 10-12 M.

Gaz ideal cu două temperaturi

Face parte din cazul unui regim de curgere a gazului ideal de mare viteză în care fluxul de aer care trece poate fi considerat ideal din punct de vedere chimic, dar temperatura de vibrație și temperatura de rotație a gazului trebuie luate în considerare separat, rezultând două modele de temperatură separate. Acest lucru este de o importanță deosebită în proiectarea duzelor supersonice, unde răcirea prin vibrații datorată excitației moleculelor devine importantă.

Gaz disociat

Modul dominant de transport al fasciculului

La viteze de 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:

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

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

Un bombardier rus promițător - un răspuns la conceptul de atac global rapid?

Competiția pentru dezvoltarea vitezei hipersonice de către aviație a început în zilele lui Război rece... În acei ani, designerii 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 multor descoperiri în aerodinamica atmosferică și a atins rapid limitele capacităților fizice ale piloților și costul 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. Aceasta a depășit cu mult parametrii limitatori ai celei mai rapide aeronave supersonice, atât civile (Concorde = 2150 km/h, Tu-144 = 2300 km/h), cât și militare (SR-71 = 3540 km/h, MiG-31 = 3000 km/h). h). oră).

Separat, aș dori să remarc că atunci când proiectează interceptorul supersonic MiG-31, designerul de aeronave G.E. Lozino-Lozinsky a folosit materiale avansate (titan, molibden etc.) în proiectarea corpului 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 de metri pe predecesorul său, MiG-25 (pentru comparație, SR-71 avea o altitudine maximă de zbor de 25929 de 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 măruntaiele institutelor de cercetare și birourilor de proiectare sovietice în cadrul a numeroase lucrări experimentale.

A devenit o nouă etapă în dezvoltarea tehnologiei hipersunetelor proiecte de cercetare pentru a crea sisteme aerospațiale care să combine capacitățile aviației (acrobație și manevră, aterizare pe pistă) și a navelor spațiale (intrare pe orbită, zbor orbital, coborâre de pe orbită). În URSS și SUA, aceste programe au fost parțial elaborate, arătând lumii avioanele orbitale spațiale „Buran” și „Naveta spațială”.

De ce parțial? Faptul este că lansarea aeronavei pe orbită a fost efectuată folosind un 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 celei mai scumpe aeronave civile și militare și nu a permis transformarea unui avion orbital într-un produs de masă. Necesitatea de a investi sume uriașe de bani în crearea infrastructurii care asigură zboruri intercontinentale ultrarapide (cosmodrome, centre de control al zborului, complexe de alimentare cu combustibil) a îngropat în sfârșit perspectiva transportului de pasageri.

Singurul client, cel puțin interesat cumva de vehiculele hipersonice, era armata. Adevărat, acest interes a fost de natură episodică. Programele militare ale URSS și ale SUA pentru crearea de aeronave aerospațiale au urmat căi diferite. Ele au fost implementate cel mai consecvent în URSS: de la proiectul de creare a unei PKA (nave spațiale de planare) la MAKS (sistem spațial aeronautic multifuncțional) și Buran, a fost construit un lanț consistent și continuu de baze științifice și tehnice, pe baza căruia fundamentul viitoarelor zboruri experimentale ale prototipului de aeronave hipersonice.

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

Dezvoltarea tehnologiilor hipersonice pentru focoase (capete) ale ICBM-urilor a făcut posibilă lansarea mai multor proiecte de creare a armelor hipersonice defensive și ofensive - cinetice (railgun), dinamice (rachete de croazieră) și spațiale (lovitură de pe orbită).

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

Într-adevăr, dacă comandamentul militar are cel puțin o sută de vehicule hipersonice nenucleare care depășesc cu ușurință sistemele existente de apărare antiaeriană și de apărare antirachetă, atunci acest „ultim argument al regilor” afectează 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 din momentul în care se ia o decizie până în momentul în care ținta este lovită. Această ideologie este încorporată în programul militar american Prompt Global Strike (lovitură globală rapidă).

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

Programul American Prompt Global Strike

Conceptul Prompt Global Strike (PGS) a fost adoptat în anii 2000 la inițiativa Comandamentului Forțelor Armate ale SUA. A ei elementul cheie este capacitatea de a lovi un atac non-nuclear oriunde în lume în decurs de 60 de minute de la luarea deciziei. Lucrările în cadrul acestui concept se desfășoară simultan în mai multe direcții.

Prima direcție a PGS, iar cea mai realistă din punct de vedere tehnic, a fost utilizarea ICBM-urilor cu focoase nenucleare de înaltă precizie, inclusiv a celor cluster, care sunt echipate cu un set de submuniții orientate. Ca dezvoltare a acestei direcții a fost ales ICBM pe mare Trident II D5, livrând submuniții pe o rază maximă de 11.300 de kilometri. V timpul dat se lucrează pentru reducerea CEP-ului focoaselor la valori de 60-90 de metri.

A doua direcție a PGS rachete de croazieră hipersonice strategice selectate (SGCR). În cadrul conceptului adoptat, subrutina X-51A Waverider (SED-WR) este implementată. La inițiativa US Air Force și sprijinul DARPA, din 2001, dezvoltarea unei rachete hipersonice a fost realizată de Pratt & Whitney și Boeing.

Primul rezultat al lucrărilor în curs ar trebui să fie apariția până în 2020 a unui demonstrator de tehnologie cu un motor hipersonic ramjet instalat (motor scramjet). Potrivit experților, SGKR cu acest motor poate avea următorii parametri: viteza de zbor M = 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 rachetă. Boeing X-51A WaveRider experimental SGKR este o rachetă de croazieră clasică cu un motor scramjet ventral și o unitate de coadă cu patru cantilever. Materialele și grosimea protecției termice pasive au fost selectate în conformitate cu estimările calculate ale fluxurilor de căldură. Modulul rachetei este fabricat din wolfram cu un strat de silicon, care poate rezista la încălzirea cinetică de 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 înalte de stealth (RCS nu mai mult de 0,01 m 2). Pentru a accelera produsul la o viteză corespunzătoare cu M = 5, se plănuiește instalarea unui propulsor de rachetă cu combustibil solid în tandem.

Se plănuiește utilizarea aeronavelor de aviație strategice ale SUA ca principal transportator al SGKR. Nu există încă informații despre modul în care vor fi dislocate aceste rachete - sub aripă sau în interiorul fuzelajului 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 wolfram de aproximativ 6 metri lungime și 30 cm în diametru, scăpată de pe orbită și lovind un obiect la sol cu ​​o viteză de aproximativ 3500 m/s. Conform calculelor, la punctul de întâlnire va fi eliberată o energie echivalentă cu o explozie de 12 tone de trinitrotoluen (TNT).

Fundamentul teoretic a dat startul proiectelor a două vehicule hipersonice (Falcon HTV-2 și AHW), care vor fi lansate pe orbită de vehicule de lansare și în modul luptă vor putea aluneca în atmosferă cu viteză crescândă la apropierea țintei. . În timp ce aceste dezvoltări sunt în stadiul de proiectare preliminară și lansări experimentale. Principalele probleme problematice de până acum rămân sistemele de bazare 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 obiecte orbitale sunt expuse. sisteme rusești avertizare de atac cu rachete și control spațiu). Americanii speră să rezolve problema stealth-ului după 2019, odată 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 - o aeronavă de transport (pe baza unui Boeing 747) și un aeronave spațiale fără pilot (pe baza prototipului X-37V).

A patra direcție a PGS este un program pentru a crea o aeronavă hipersonică 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 funcționare SR-72, care ar trebui să se dubleze. viteza maxima SR-71, atingând valori în jurul valorii de M = 6.

Dezvoltarea unui avion de recunoaștere hipersonic este pe deplin justificată. În primul rând, SR-72, datorită vitezei sale colosale, va fi puțin vulnerabil la sistemele de apărare aeriană. În al doilea rând, va completa „golurile” în operarea sateliților, obținând prompt informații strategice și detectând complexe mobile de ICBM-uri, formațiuni de nave, grupări de forțe inamice în teatrul de operațiuni.

Sunt luate în considerare două versiuni ale aeronavei SR-72 - cu echipaj și fără pilot; este, de asemenea, posibil să fie folosit ca bombardier de lovitură, un purtător de arme de înaltă precizie. Cel mai probabil, rachetele ușoare fără motor de susținere pot fi folosite 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. Un prototip de zbor al aeronavei Lockheed Martin intenționează să îl prezinte în 2023.

Proiect chinezesc al aeronavei hipersonice DF-ZF

Pe 27 aprilie 2016, publicația americană „Washington Free Beacon”, citând surse din Pentagon, a informat lumea despre cel de-al șaptelea test al avionului hipersonic chinezesc DZ-ZF. Aeronava a fost lansată din cosmodromul Taiyuan (provincia Shanxi). Potrivit ziarului, avionul a făcut manevre cu viteze de la 6400 la 11200 km/h și s-a prăbușit pe un teren de antrenament din vestul Chinei.

„Conform informațiilor americane, RPC intenționează să folosească o aeronavă hipersonică ca mijloc de a livra focoase nucleare capabile 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 informațiile americane, lansările aeronavei hipersonice au fost efectuate cu rachete balistice cu rază scurtă de acțiune DF-15 și DF-16 (rază de până la 1000 km), precum și cu rachete medii. -autonomie DF-21 (autonomie 1800 km). Dezvoltarea ulterioară a lansărilor pe ICBM-uri DF-31A (rază 11.200 km) nu a fost exclusă. Conform programului de testare, se cunosc următoarele: separându-se de purtătorul în straturile superioare ale atmosferei, aparatul în formă de con cu accelerație a alunecat în jos și a manevrat de-a lungul traiectoriei de atingere a țintei.

În ciuda numeroaselor publicații ale mass-media 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. Ei au subliniat faptul binecunoscutul că viteza supersonică a unui GLA creează un nor de plasmă în jurul dispozitivului, care interferează cu funcționarea radarului de bord atunci când ajustează cursul și țintește o țintă în mișcare, cum ar fi un portavion.

După cum a spus un profesor de la Team College într-un interviu pentru China Daily forțe de rachete Colonelul PLA Shao Yongling: „Viteza și raza de acțiune foarte mare îl fac (GLA) un mijloc excelent de distrugere a țintelor terestre. În viitor, poate înlocui rachetele balistice intercontinentale.”

Potrivit raportului comisiei relevante a Congresului SUA, DZ-ZF poate fi adoptat de PLA în 2020, iar versiunea sa îmbunătățită pe rază lungă până în 2025.

Restul științific și tehnic al Rusiei - aeronave hipersonice

Hipersonic Tu-2000

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

În februarie 1986, în Statele Unite au început lucrările de cercetare și dezvoltare privind crearea avionului spațial X-30 cu un sistem de propulsie cu jet de aer, capabil 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 hipersonic ramjet dublu, care permite zborul la viteze de M = 25. Potrivit informațiilor primite de informațiile sovietice, NASP era dezvoltat în scopuri civile și militare.

Răspunsul la dezvoltarea transatmosferic X-30 (NASP) au fost decretele guvernului URSS din 27 ianuarie și 19 iulie 1986 privind crearea unui echivalent cu avionul aerospațial american (VKS). La 1 septembrie 1986, Departamentul Apărării a emis sarcina tehnica pe un avion aerospațial reutilizabil cu o singură etapă (MVKS). Conform acestor termeni de referință, MVKS trebuia să asigure livrarea eficientă și economică a mărfurilor pe orbită apropiată de Pământ, transportul intercontinental transatmosferic de mare viteză și soluționarea sarcinilor militare, atât în ​​atmosferă, cât și în spațiul apropiat. Dintre lucrările depuse la concurs de Biroul de Proiectare Tupolev, Biroul de Proiectare Yakovlev și NPO Energia, proiectul Tu-2000 a fost aprobat.

Ca urmare a studiilor preliminare în cadrul programului MVKS, a fost selectată o centrală electrică pe baza unor soluții dovedite și dovedite. Motoarele cu reacție de aer (VRM) existente, care foloseau aer atmosferic, aveau limitări de temperatură, erau utilizate pe aeronave a căror viteză nu depășea M = 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 atât ale tehnologiei aviației, cât și ale tehnologiei spațiale.

S-a dovedit că cel mai rațional pentru o aeronavă hipersonică este un motor ramjet (motor ramjet), în care nu există piese rotative, în combinație cu un motor turboreactor (motor turborreactor) 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 turborreactor care funcționează fie cu kerosen, fie cu hidrogen lichid.

Ca rezultat, versiunea de lucru a fost o combinație a unui motor turborreactor economic care funcționează în intervalul de viteză M = 0-2,5, al doilea motor - un motor ramjet care accelerează aeronava la M = 20 și un motor cu propulsie lichidă pentru intrarea pe orbită. (accelerare la prima viteză spațială 7, 9 km/s) și asigurarea manevrelor orbitale.

Datorită complexității rezolvării unui set de probleme științifice, tehnice și tehnologice pentru crearea unui MVKS cu o singură etapă, programul a fost împărțit în două etape: crearea unei aeronave hipersonice experimentale cu o viteză de zbor de până la M = 5. -6, și dezvoltarea unui prototip de VKS orbital, care oferă un experiment de zbor în întreaga gamă de zboruri, până la plimbare în spațiu. În plus, în a doua etapă a lucrării MVKS, s-a planificat crearea unor versiuni ale 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 ar fi trebuit să ofere o viteză de M = 6-8 la o altitudine de 30-35 km.

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

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

Atomic M-19

Un rival de multă vreme în strategic aeronave OKB im. Tupolev - Uzina de construcție de mașini experimentale (acum EMZ numită după Myasishchev) a fost, de asemenea, angajată în dezvoltarea unui sistem de videoconferință cu o singură etapă în cadrul cercetării și dezvoltării „Kholod-2”. Proiectul a fost denumit „M-19” și prevedea elaborarea pe următoarele teme:

• Subiectul 19-1. Crearea unui laborator zburător cu o centrală electrică pe combustibil lichid hidrogen, dezvoltarea tehnologiei de lucru cu combustibil criogenic;
• Subiectul 19-2. 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 sistem promițător de videoconferință;
• Subiectul 19-4. Lucrări de proiectare și inginerie pentru a determina aspectul opțiunilor alternative VKS cu un sistem de propulsie nucleară.

Lucrările la sistemul aerospațial promițător au fost efectuate sub supravegherea directă a General Designer V.M. Myasishchev și designerul general A.D. Tohuntsa. Pentru realizarea componentelor de cercetare-dezvoltare au fost aprobate planuri munca în comun cu întreprinderi ale Ministerului URSS al Industriei Aviației, 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 a numeroase opțiuni alternative pentru aspectul aerodinamic. Din punct de vedere al caracteristicilor cercetării centrală electrică de tip nou, modelele scramjet au fost testate în tuneluri de vânt la viteze corespunzătoare numerelor M = 3-12. Pentru a evalua eficiența viitorului VKS, au fost elaborate și modele matematice ale sistemelor aparatului și ale centralei electrice combinate cu un motor de rachetă nucleară (NRE).

Utilizarea sistemului aerospațial cu un sistem combinat de propulsie nucleară a implicat oportunități extinse pentru explorarea intensivă atât a spațiului apropiat de Pământ, inclusiv a orbitelor geostaționare îndepărtate, cât și a spațiului adânc, inclusiv a Lunii și a spațiului aproape lunar.

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

Sistemul de propulsie combinat (KDU) a inclus:

• Motor de rachetă nuclear în marș (NRM) bazat pe un reactor nuclear cu protecție împotriva radiațiilor;
• 10 motoare cu turboreacție by-pass (DTRDF) cu schimbătoare de căldură în circuitele interioare și exterioare și postcombustie;
• Motoare ramjet hipersonice (motoare scramjet);
• Două turbocompresoare pentru pomparea hidrogenului prin schimbătoare 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; era și un fluid de lucru buclă închisă CURTE.

În forma sa finalizată, conceptul M-19 arăta astfel: un sistem aerospațial de 500 de tone efectuează decolarea și accelerația inițială ca o aeronavă nucleară cu motoare cu ciclu închis, iar hidrogenul servește ca lichid de răcire care transferă căldura de la reactor la zece motoare turboreactor. . Pe măsură ce accelerația și urcarea progresează, hidrogenul începe să fie furnizat post-arzătoare ale motorului cu turboreacție, puțin mai târziu către motoarele scramjet cu flux direct. În sfârșit, la o altitudine de 50 km, la o viteză de zbor mai mare de 16M, este pornit un NRM atomic cu o tracțiune de 320 tf, care asigura ieșirea pe o orbită de lucru cu o altitudine de 185-200 de kilometri. Cu o greutate la decolare de aproximativ 500 de tone, nava spațială 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 atunci când se calculează caracteristicile CPS la modurile turboroot-flow, rachetă-direct-flow și zbor hipersonic, rezultatele au fost utilizate cercetare experimentalăși calcule efectuate la TsIAM, TsAGI și ITAM SB AS URSS.

Ajax "- hipersunet într-un mod nou

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

NIPGS a abordat crearea GLA într-un mod fundamental nou. Conceptul de GLA „Ajax” a fost propus la sfârșitul anilor 1980. Vladimir Lvovici 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 HVA 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 fluxului de aer hipersonic în energie chimică și electrică, rezolvând simultan problema răcirii celulei avionului. Pentru aceasta, au fost proiectate componentele principale ale unui reactor chimic de recuperare a căldurii cu catalizator, plasate sub pielea celulei aeronavei.

Pielea aeronavei din locurile cele mai stresate termic avea o piele cu două straturi. Între straturile carcasei, se afla 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 hipersonic, temperatura elementelor corpului aeronavei GLA nu a depășit 800-850 ° C.

GLA include un motor ramjet cu combustie supersonică integrat cu structura aeronavei și motorul principal (de susținere) - un motor magneto-plasmă-chimic (MPKhD). MPKhD a fost conceput pentru a controla fluxul de aer folosind un accelerator magneto-gazdinamic (accelerator MHD) și generarea de energie folosind un generator MHD. Generatorul avea o putere de până la 100 MW, ceea ce era suficient pentru a alimenta un laser capabil să lovească diferite ținte pe orbite apropiate de pământ.

S-a presupus că MPKM la mijlocul zborului ar putea schimba viteza de zbor pe o gamă largă de număr Mach de zbor. Datorită decelerării fluxului hipersonic de către un câmp magnetic, s-au creat condiții optime în camera de ardere supersonică. În timpul testelor la TsAGI, a fost dezvăluit că combustibilul cu hidrocarburi creat în cadrul conceptului Ajax arde de câteva ori mai repede decât hidrogenul. Acceleratorul MHD putea „accelera” produsele de ardere, crescând viteza maximă de zbor la M = 25, ceea ce garanta intrarea pe o orbită apropiată de Pământ.

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

Conceptul de hipersunet rusesc - rachete și PAK DA

Lucrările desfășurate în URSS și în primii ani ai existenței noii Rusii cu privire la tehnologiile hipersonice fac posibilă afirmarea că metodologia internă originală și bazele științifice și tehnice au fost păstrate și utilizate pentru a crea GLA rusească - atât în ​​rachetă. și versiuni de avion.

În 2004, în timpul exercițiului de comandă-staff Securitate 2004, președintele rus V.V. Putin a făcut o declarație care încă entuziasmează mințile „publicului”. „Au fost efectuate experimente și unele teste... În curând Forțele Armate Ruse vor primi sisteme de luptă capabile să opereze la distanțe intercontinentale, cu viteză hipersonică, cu mare precizie, cu manevră largă în înălțime și direcție de impact. Aceste complexe vor face orice exemple de apărare antirachetă, existente sau viitoare, nepromițătoare ".

Unele mass-media naționale au interpretat această declarație după cum au înțeles. De exemplu: „Rusia a dezvoltat prima rachetă de manevră hipersonică din lume, care a fost lansată de bombardierul strategic Tu-160 în februarie 2004, când a avut loc exercițiul de comandă-staff Securitate 2004...

De fapt, în timpul exercițiului a fost lansată o rachetă balistică RS-18 „Stilet” cu noi echipamente de luptă. În loc de un focos convențional, RS-18 avea un anumit dispozitiv capabil să schimbe altitudinea și direcția de zbor și, prin urmare, să depășească orice, inclusiv apărarea antirachetă americană. Aparent, dispozitivul testat în timpul exercițiului de Securitate 2004 a fost o rachetă de croazieră hipersonică (GKR) X-90 puțin cunoscută, dezvoltată la Biroul de Proiectare Raduga la începutul anilor 1990.

Judecând după caracteristicile de performanță ale acestei rachete, bombardier strategic Tu-160 poate lua la bord două X-90. Restul caracteristicilor arată astfel: masa rachetei este de 15 tone, motorul principal este un motor scramjet, acceleratorul este propulsor solid, viteza de zbor este de 4-5 M, înălțimea de lansare este de 7000 m, zborul altitudinea este de 7000-20000 m, raza de lansare este de 3000-3500 km, numărul de focoase este de 2, randamentul focosului este de 200 kt.

În disputa despre ce avion sau rachetă este mai bun, avioanele au pierdut cel mai adesea, deoarece rachetele s-au dovedit a fi mai rapide și mai eficiente. Și avionul a devenit transportator rachete de croazieră capabil să lovească ținte la o distanță de 2500-5000 km. Lansând o rachetă către o țintă, bombardierul strategic nu a intrat în zona de apărare aeriană opusă, așa că nu avea rost să-l facă hipersonic.

„Competiția hipersonică” dintre aeronave și rachetă se apropie acum de un nou deznodământ cu un rezultat previzibil - rachetele sunt din nou înaintea avioanelor.

Să evaluăm situația. Aviația cu rază lungă de acțiune, care face parte din Forțele Aerospațiale Ruse, este înarmată cu 60 de avioane turbopropulsoare Tu-95MS și 16 bombardiere cu reacție Tu-160. Durata de viață a lui Tu-95MS va expira în 5-10 ani. Ministerul Apărării a decis să mărească numărul de Tu-160 la 40 de unități. Se lucrează la modernizarea Tu-160. Astfel, noile Tu-160M ​​vor începe să sosească în curând la Forțele Aerospațiale. Biroul de proiectare Tupolev este, de asemenea, principalul dezvoltator al complexului promițător de aviație cu rază lungă de acțiune (PAK DA).

„Inamicul nostru potențial” nu stă cu mâinile în brațe, el investește în dezvoltarea conceptului Prompt Global Strike (PGS). Capacitățile bugetului militar al SUA în ceea ce privește finanțarea depășesc semnificativ capacitățile bugetului rus. Ministerul Finanțelor și Ministerul Apărării sunt în litigiu cu privire la cuantumul finanțării Programului de Stat pentru Arme pentru perioada până în 2025. Și nu este vorba doar despre costurile de funcționare pentru achiziționarea de noi arme și echipamente militare, dar și pe dezvoltări promițătoare, care includ tehnologiile PAK DA și GLA.

În crearea muniției hipersonice (rachete sau proiectile), nu totul este clar. Un avantaj clar hipersunet - viteză, timp scurt de apropiere de țintă, garanție mare de depășire a sistemelor de apărare antiaeriană și antirachetă. Cu toate acestea, există 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 hipersunetul cu echipaj, adică pentru aeronavele 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. Sistemele de calcul la bord similare instalate în focoasele rachetelor hipersonice fac posibilă echivalarea acestora cu clasa de arme strategice de înaltă precizie, care, potrivit specialiștilor militari ai PLA, poate înlocui sistemele ICBM. Prezența rachetei cu rază strategică GLA va pune sub semnul întrebării necesitatea menținerii aviației cu rază lungă de acțiune, ca având limitări în ceea ce privește viteza și eficacitatea utilizării în luptă.

Apariția în arsenalul oricărei armate a unei rachete antiaeriene hipersonice (GZR) va forța aviația strategică să se „ascundă” pe aerodromuri, tk. Distanța maximă de la care pot fi utilizate rachetele de croazieră ale unui bombardier, astfel de GZR o va depăși în câteva minute. Creșterea razei, preciziei și manevrabilității GZR le va permite să doboare ICBM inamice la orice altitudine, precum și să perturbe un raid masiv de bombardiere strategice înainte ca acestea să ajungă pe liniile de lansare a rachetelor de croazieră. Pilotul „strategiului” poate detecta lansarea sistemului de rachete de apărare aeriană, dar este puțin probabil să aibă timp să devieze avionul de la înfrângere.

Evoluțiile GLA, care se desfășoară acum intens în țările dezvoltate, indică faptul că este în curs de căutare un instrument de încredere (armă) care să poată garanta distrugerea arsenalului nuclear al inamicului înainte de utilizarea armelor nucleare, ca ultimul argument în protejarea suveranității statului. Armele hipersonice pot fi folosite în principalele centre ale puterii politice, economice și militare ale statului.

Hypersoundul nu a fost uitat în Rusia, se lucrează la crearea de arme de rachete bazate pe această tehnologie (ICBM-uri Sarmat, ICBM-uri Rubezh, X-90), dar se bazează pe un singur tip de armă („arma miracolă”, „arme de răzbunare ” ) Ar fi, cel puțin, nu corect.

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

Cursul de „conținere” a Rusiei, proclamată sarcina principală a NATO, este obiectiv capabil să conducă la o agresiune împotriva țării noastre, în care instruiți și înarmați mijloace moderne Armata „Tratatului Atlanticului de Nord”. 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 drept teatru de operațiuni (teatru de operațiuni) pregătire operațională. 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 se poate găsi, în decurs de o oră, oriunde în lume peste orice facilitate (bază) militară, din care se asigură aprovizionarea cu resurse pentru grupări de trupe, inclusiv în „centrul sanitar”. Vulnerabilitate scăzută la sistemele de apărare antirachetă și aeriană, poate distruge astfel de obiecte cu arme nenucleare puternice de înaltă precizie. Prezența unui astfel de GLA în timp de pace va deveni un element 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. Fundamentul științific și tehnic pentru proiectele Tu-2000, M-19 și Ajax este încă relevant și poate fi solicitat.

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

„Cine câștigă prin calcul preliminar înainte de luptă are multe șanse. Cine nu câștigă prin calcul înainte de luptă are șanse mici. Cine are multe șanse câștigă. Cei care au șanse mici nu câștigă. Mai mult, cel care nu are nicio șansă.” / Sun Tzu, „Arta războiului” /

Expertul militar Alexey Leonkov

• link .
  Costul abonamentului anual -
  12.000 RUB

 

Ar putea fi util să citiți:

• Artizanat din plastilină pentru ziua cosmonauticii;
• Ghicitori de școală - activitate distractivă pentru copii;
• Cum să modelezi un liliac de plastilină pas cu pas cu o fotografie;
• Brelocuri brodate Schema de brelocuri brodate;
• Joc de stație „târg”;
• Jocuri în tabăra de vară pentru copiii de școală primară;
• Concursuri de tabără pentru copii;
• Ghicitori pentru copii despre transport;