Najhitrejše hiperzvočno letalo na svetu. Rusko hiperzvočno letalo

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Navadno potniško letalo leti s hitrostjo približno 900 km/h. Reaktivno lovsko letalo lahko doseže približno trikratno hitrost. Vendar sodobni inženirji iz Ruske federacije in drugih držav sveta aktivno razvijajo še hitrejše stroje - hiperzvočna letala. Kakšne so posebnosti zadevnih konceptov?

Merila za hiperzvočno letalo

Kaj je hiperzvočno letalo? Pod tem je običajno razumeti aparat, ki lahko leti s hitrostjo, ki je večkrat večja od hitrosti zvoka. Pristopi raziskovalcev k določanju njegovega specifičnega kazalnika se razlikujejo. Obstaja široko razširjena metodologija, po kateri je treba letalo šteti za hiperzvočno, če je večkratnik kazalnikov hitrosti najhitrejših sodobnih nadzvočnih vozil. Ki so približno 3-4 tisoč km / h. To pomeni, da bi hiperzvočno letalo, če sledite tej metodologiji, doseglo hitrost 6000 km/h.

Brez posadke innadzorovana vozila

Pristopi raziskovalcev se lahko razlikujejo tudi pri določanju meril za razvrstitev določene naprave kot letala. Obstaja različica, da se za take lahko štejejo samo tisti stroji, ki jih nadzoruje oseba. Obstaja stališče, po katerem lahko vozilo brez posadke štejemo tudi za letalo. Zato nekateri analitiki razvrščajo stroje te vrste na tiste, ki so pod človeškim nadzorom, in tiste, ki delujejo avtonomno. Takšna delitev je lahko upravičena, saj imajo lahko brezpilotna vozila veliko bolj impresivne tehnične lastnosti, na primer glede preobremenitve in hitrosti.

Ob tem mnogi raziskovalci hiperzvočna letala obravnavajo kot en sam koncept, za katerega je ključni kazalnik hitrost. Ni pomembno, ali oseba sedi za krmilom naprave ali pa stroj upravlja robot - glavna stvar je, da je letalo dovolj hitro.

Vzlet - solo ali asistirano?

Pogosta je klasifikacija hiperzvočnih letal, ki temelji na tem, da jih razvrstimo med tiste, ki lahko vzletijo samostojno, ali tiste, ki zahtevajo namestitev na močnejšega nosilca - raketo ali tovorno letalo. Obstaja stališče, po katerem je upravičeno sklicevati na naprave obravnavanega tipa predvsem tiste, ki so sposobne vzletati samostojno ali z minimalno vključevanjem drugih vrst opreme. Vendar bi morali tisti raziskovalci, ki verjamejo, da je glavno merilo, ki označuje hiperzvočno letalo, hitrostbiti najpomembnejši v vsaki klasifikaciji. Ne glede na to, ali napravo uvrščamo med brezpilotno, nadzorovano, sposobno vzletati samostojno ali s pomočjo drugih strojev - če ustrezni indikator doseže zgornje vrednosti, potem to pomeni, da govorimo o hiperzvočnem letalu.

Glavni problemi hiperzvočnih rešitev

Koncepti hiperzvočnih rešitev so stari več desetletij. Skozi leta razvoja ustrezne vrste vozil so svetovni inženirji reševali številne pomembne probleme, ki objektivno preprečujejo, da bi se proizvodnja "hiperzvoka" začela izvajati – podobno kot pri organizaciji proizvodnje turbopropelerskih letal..

Glavna težava pri načrtovanju hiperzvočnih letal je izdelava motorja, ki je lahko dovolj energetsko učinkovit. Druga težava je uskladitev potrebne toplotne zaščite aparata. Dejstvo je, da hitrost hiperzvočnega letala v vrednostih, ki smo jih obravnavali zgoraj, pomeni močno segrevanje trupa zaradi trenja ob ozračje.

Danes si bomo ogledali več vzorcev uspešnih prototipov letal ustreznega tipa, katerih razvijalci so lahko znatno napredovali pri uspešnem reševanju opaženih težav. Preučimo zdaj najbolj znan svetovni razvoj v smislu ustvarjanja hiperzvočnih letal zadevnega tipa.

Boeingovo najhitrejše letalo

Najhitrejše hiperzvočno letalo na svetu je po mnenju nekaterih strokovnjakov ameriški Boeing X-43A. Tako je bilo med testiranjem te naprave zabeleženo, da je dosegla hitrostveč kot 11 tisoč km / h. To je približno 9,6-kratna hitrost zvoka.

Kaj je posebnega pri hiperzvočnem letalu X-43A? Značilnosti tega letala so naslednje:

- največja hitrost, zabeležena na testih - 11.230 km / h;

- razpon kril - 1,5 m;

- dolžina ohišja - 3,6 m;

- motor - direktni tok, nadzvočno izgorevanje Ramjet;

- gorivo - atmosferski kisik, vodik.

Možno je omeniti, da je obravnavana naprava ena najbolj okolju prijaznih. Dejstvo je, da uporabljeno gorivo praktično ne vključuje sproščanja škodljivih produktov zgorevanja.

Hiperzvočno letalo X-43A je bilo razvito s skupnimi prizadevanji Nasinih inženirjev, pa tudi Orbical Science Corporation in Minocraft. Letalo je nastajalo približno 10 let. V njen razvoj je bilo vloženih okoli 250 milijonov dolarjev. Konceptualna novost obravnavanega letala je, da je bilo zasnovano z namenom, da preizkusijo najnovejšo tehnologijo za zagotavljanje delovanja pogonskega potiska.

Razvil Orbital Science

Orbital Science, ki je, kot smo že omenili, sodelovala pri nastanku naprave X-43A, je uspelo ustvariti tudi lastno hiperzvočno letalo - X-34.

Njegova najvišja hitrost je več kot 12.000 km/h. Res je, med praktičnimi preizkusi to ni bilo doseženo - poleg tega ni bilo mogoče doseči indikatorja, ki ga je prikazalo letalo X43-A. Upoštevano letalonaprava pospeši, ko se aktivira raketa Pegasus, ki deluje na trdo gorivo. X-34 je bil prvič testiran leta 2001. Zadevno letalo je bistveno večje od naprave iz Boeinga - njegova dolžina je 17,78 m, razpon kril je 8,85 m. Največja višina leta hiperzvočnega vozila Orbical Science je 75 kilometrov.

Letalo iz Severne Amerike

Drugo dobro znano hiperzvočno letalo je X-15, ki ga proizvaja Severna Amerika. Analitiki ta aparat imenujejo eksperimentalni.

Opremljen je z raketnimi motorji, kar nekaterim strokovnjakom daje razlog, da ga ne uvrščajo med letala. Vendar pa prisotnost raketnih motorjev napravi omogoča zlasti suborbitalne lete. Tako so ga med enim od testov v tem načinu testirali piloti. Namen aparata X-15 je preučiti posebnosti hiperzvočnih letov, oceniti določene oblikovne rešitve, nove materiale in krmilne lastnosti tovrstnih strojev v različnih plasteh ozračja. Omeniti velja, da je bil koncept projekta odobren že leta 1954. X-15 leti s hitrostjo več kot 7 tisoč km / h. Njegov doseg letenja je več kot 500 km, njegova višina presega 100 km.

Najhitrejše serijsko letalo

Hiperzvočna vozila, ki smo jih preučevali zgoraj, dejansko spadajo v raziskovalno kategorijo. Koristno bo razmisliti o nekaterih serijskih vzorcih letal, ki so po lastnostih blizu hiperzvočnim ali so (po takšni ali drugačni metodologiji) hiperzvočni.

Med takimi stroji je ameriški razvoj SR-71. Nekateri raziskovalci niso nagnjeni k temu, da bi to letalo razvrstili kot hiperzvočno, saj je njegova največja hitrost približno 3,7 tisoč km / h. Med njegovimi najpomembnejšimi lastnostmi je njegova vzletna teža, ki presega 77 ton. Dolžina aparata je več kot 23 m, razpon kril je več kot 13 m.

Eno najhitrejših vojaških letal je ruski MiG-25. Naprava lahko doseže hitrosti več kot 3,3 tisoč km / h. Največja vzletna teža ruskega letala je 41 ton.

Tako je na trgu serijskih rešitev, ki so po lastnostih blizu hiperzvočnim, Ruska federacija med vodilnimi. Toda kaj lahko rečemo o ruskem razvoju v smislu "klasičnih" hiperzvočnih letal? Ali so inženirji iz Ruske federacije sposobni ustvariti rešitev, ki je konkurenčna strojem iz Boeinga in Orbital Scence?

ruska hiperzvočna vozila

Trenutno je rusko hiperzvočno letalo v razvoju. Je pa precej aktivna. Govorimo o letalu Yu-71. Njegovi prvi testi, sodeč po poročanju medijev, so bili izvedeni februarja 2015 v bližini Orenburga.

Letalo naj bi se uporabljalo v vojaške namene. Tako bo hiperzvočno vozilo po potrebi lahko dostavilo udarno orožje na velike razdalje, spremljalo ozemlje in se uporabljalo tudi kot element napadnega letalstva. Nekateri raziskovalci menijo, da v letih 2020-2025. Strateške raketne sile bodo prejele približno 20 letalustrezna vrsta.

V medijih je informacija, da bo obravnavano rusko hiperzvočno letalo postavljeno na balistično raketo Sarmat, ki je prav tako v fazi načrtovanja. Nekateri analitiki menijo, da hiperzvočno vozilo Yu-71 v razvoju ni nič drugega kot bojna glava, ki se bo morala v zadnjem segmentu letenja ločiti od balistične rakete, tako da lahko zaradi visoke manevriranja, značilne za letalo, premaga raketo. obrambni sistemi.

Projekt Ajax

Med najbolj omembe vrednimi projekti, povezanimi z razvojem hiperzvočnih letal, je Ajax. Preučimo ga podrobneje. Hiperzvočno letalo "Ajax" - konceptualni razvoj sovjetskih inženirjev. V znanstveni skupnosti se je o tem začelo govoriti že v 80. letih. Med najpomembnejšimi značilnostmi je prisotnost toplotnega zaščitnega sistema, ki je zasnovan za zaščito ohišja pred pregrevanjem. Tako so razvijalci aparata Ajax predlagali rešitev za enega od "hiperzvočnih" problemov, ki smo jih ugotovili zgoraj.

Tradicionalna shema toplotne zaščite letal vključuje namestitev posebnih materialov na telo. Razvijalci Ajaxa so predlagali drugačen koncept, po katerem naj naprave ne ščiti pred zunanjim segrevanjem, temveč spušča toploto v avto, hkrati pa povečuje njegov energetski vir. Glavni tekmec sovjetskega aparata je bilo hiperzvočno letalo Aurora, ustvarjeno v ZDA. Vendar pa zaradi dejstva, da so oblikovalci iz ZSSR bistveno razširili možnostikonceptu so novemu razvoju zaupali najširši nabor nalog, zlasti raziskav. Lahko rečemo, da je Ajax hiperzvočno večnamensko letalo.

Oglejmo si podrobneje tehnološke inovacije, ki so jih predlagali inženirji iz ZSSR.

Torej so sovjetski razvijalci Ajaxa predlagali uporabo toplote, ki nastane kot posledica trenja telesa letala ob ozračje, da bi jo pretvorili v uporabno energijo. Tehnično je to mogoče izvesti z namestitvijo dodatnih školjk na aparat. Posledično je nastalo nekaj podobnega drugemu objektu. Njegova votlina naj bi bila napolnjena z nekakšnim katalizatorjem, na primer mešanico gorljivega materiala in vode. Toplotnoizolacijski sloj iz trdnega materiala v Ajaxu naj bi zamenjali s tekočim, ki naj bi po eni strani ščitil motor, po drugi strani pa bi prispeval k katalitični reakciji, ki medtem pa bi ga lahko spremljal endotermni učinek - gibanje toplote iz zunanjih delov telesa v notranjost. Teoretično bi lahko bilo hlajenje zunanjih delov aparata karkoli. Odvečno toploto pa naj bi uporabili za povečanje učinkovitosti letalskega motorja. Hkrati bi ta tehnologija omogočila ustvarjanje prostih vrst vodika zaradi reakcije goriva.

Trenutno širši javnosti ni na voljo nobenih informacij o nadaljevanju razvoja Ajaxa, vendar raziskovalci menijo, da je udejanjanje sovjetskih konceptov v praksi zelo obetavno.

kitajska hiperzvočna vozila

TekmovalecRusija in ZDA na trgu hiperzvočnih rešitev je Kitajska. Med najbolj znanimi razvoji inženirjev iz Kitajske je letalo WU-14. To je hiperzvočno jadralno letalo, nameščeno na balistični izstrelek.

ICBM izstreli letalo v vesolje, od koder se stroj strmo potopi navzdol in razvije hiperzvočno hitrost. Kitajski aparat je mogoče namestiti na različne ICBM z dosegom od 2.000 do 12.000 km. Ugotovljeno je bilo, da je med testi WU-14 dosegel hitrosti nad 12 tisoč km/h in se tako po mnenju nekaterih analitikov spremenil v najhitrejše hiperzvočno letalo.

Ob tem mnogi raziskovalci menijo, da kitajskega razvoja ni povsem legitimno pripisovati razredu letal. Torej je razširjena različica, po kateri je treba napravo razvrstiti natančno kot bojno glavo. In zelo učinkovit. Pri letenju navzdol z izrazito hitrostjo tudi najsodobnejši sistemi protiraketne obrambe ne bodo mogli zagotoviti prestrezanja ustrezne tarče.

Možno je omeniti, da Rusija in ZDA razvijajo tudi hiperzvočna vozila, ki se uporabljajo v vojaške namene. Hkrati se ruski koncept, po katerem naj bi ustvarjali stroje ustrezne vrste, bistveno razlikujejo, kot kažejo podatki v nekaterih medijih, od tehnoloških načel, ki so jih izvajali Američani in Kitajci. Tako razvijalci iz Ruske federacije osredotočajo svoja prizadevanja na področju ustvarjanja letalvozila, opremljena z ramjet motorjem, ki ga je mogoče izstreliti s tal. Rusija načrtuje sodelovanje v tej smeri z Indijo. Za hiperzvočne naprave, ustvarjene po ruskem konceptu, so po mnenju nekaterih analitikov značilni nižji stroški in širši obseg.

Hkrati rusko hiperzvočno letalo, ki smo ga omenili zgoraj (Yu-71), po mnenju nekaterih analitikov nakazuje enako umestitev na ICBM. Če se bo ta teza izkazala za resnična, bo mogoče reči, da inženirji iz Ruske federacije delujejo hkrati na dveh priljubljenih konceptualnih področjih pri gradnji hiperzvočnih letal.

CV

Torej, verjetno najhitrejše hiperzvočno letalo na svetu, če govorimo o letalih, ne glede na njihovo klasifikacijo, je to še vedno kitajsko WU-14. Čeprav morate razumeti, da je resnične podatke o njem, vključno s tistimi, ki so povezani s testi, mogoče razvrstiti. To je v skladu z načeli kitajskih razvijalcev, ki si pogosto prizadevajo za vsako ceno ohraniti skrivnost svoje vojaške tehnologije. Hitrost najhitrejšega hiperzvočnega letala je več kot 12.000 km/h. "Dohiti" ameriški razvoj X-43A – številni strokovnjaki ga ocenjujejo za najhitrejšega. Teoretično lahko hiperzvočno letalo X-43A, pa tudi kitajsko WU-14, dohitita razvoj Orbical Science, zasnovanega za hitrost več kot 12 tisoč km / h.

Lastnosti ruskega letala Yu-71 širši javnosti še niso znane. Možno je, da bodo blizu parametrovkitajsko letalo. Ruski inženirji razvijajo tudi hiperzvočno letalo, ki bi lahko vzletelo ne na podlagi ICBM, ampak samostojno.

Trenutni projekti raziskovalcev iz Rusije, Kitajske in ZDA so nekako povezani z vojaško sfero. Hiperzvočna letala, ne glede na njihovo možno klasifikacijo, veljajo predvsem za nosilce orožja, najverjetneje jedrskega. Vendar pa v delih raziskovalcev z vsega sveta obstajajo teze, da je "hiperzvok", kot je jedrska tehnologija, lahko miroljuben.

Gre za nastanek cenovno dostopnih in zanesljivih rešitev, ki vam omogočajo organizacijo množične proizvodnje strojev ustreznega tipa. Uporaba takšnih naprav je možna v najširšem obsegu panog gospodarskega razvoja. Največje povpraševanje po hiperzvočnih letalih je verjetno v vesoljski in raziskovalni industriji.

Ker stroški proizvodnih tehnologij za ustrezne stroje postajajo cenejši, lahko transportna podjetja začnejo kazati zanimanje za vlaganje v takšne projekte. Industrijske korporacije, ponudniki različnih storitev, bodo morda začeli obravnavati »hiperzvok« kot orodje za povečanje konkurenčnosti poslovanja v smislu organizacije mednarodnih komunikacij.