Najbrži hipersonični zrakoplov na svijetu. Ruski hipersonični zrakoplov

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Običan putnički avion leti brzinom od oko 900 km/h. Mlazni borbeni mlaznjak može doseći oko tri puta veću brzinu. Međutim, moderni inženjeri iz Ruske Federacije i drugih zemalja svijeta aktivno razvijaju još brže strojeve - hipersonične zrakoplove. Koje su specifičnosti pojedinih koncepata?

Kriteriji za hipersonični zrakoplov

Što je hipersonični zrakoplov? Pod takvim je uobičajeno shvaćati aparat sposoban letjeti mnogo puta većom brzinom od brzine zvuka. Pristupi istraživača određivanju specifičnog pokazatelja variraju. Postoji široko rasprostranjena metodologija prema kojoj se zrakoplov treba smatrati hipersoničnim ako je višestruki od pokazatelja brzine najbržih modernih nadzvučnih vozila. Što je oko 3-4 tisuće km/h. Odnosno, hipersonični zrakoplov, ako slijedite ovu metodologiju, trebao bi postići brzinu od 6000 km/h.

bez posade ikontrolirana vozila

Pristupi istraživača također se mogu razlikovati u smislu određivanja kriterija za klasificiranje određenog uređaja kao zrakoplova. Postoji verzija da se takvima mogu smatrati samo oni strojevi kojima upravlja osoba. Postoji stajalište prema kojem se bespilotno vozilo može smatrati i zrakoplovom. Stoga neki analitičari svrstavaju strojeve dotičnog tipa na one koji su podložni ljudskoj kontroli i na one koji funkcioniraju autonomno. Takva podjela može biti opravdana, budući da bespilotna vozila mogu imati mnogo impresivnije tehničke karakteristike, na primjer, u smislu preopterećenja i brzine.

U isto vrijeme, mnogi istraživači hipersonične letjelice smatraju jedinstvenim konceptom, za koji je ključni pokazatelj brzina. Nije važno sjedi li osoba za kormilom uređaja ili strojem upravlja robot - glavna stvar je da je avion dovoljno brz.

Polijetanje - solo ili asistirano?

Uobičajena je klasifikacija hipersoničnih zrakoplova, koja se temelji na klasificiranju kao onih koji mogu samostalno poletjeti, ili onih koji zahtijevaju postavljanje na snažniji nosač - raketu ili teretni avion. Postoji stajalište prema kojem je legitimno odnositi se na uređaje razmatrane vrste uglavnom one koji su sposobni poletjeti samostalno ili uz minimalno sudjelovanje drugih vrsta opreme. Međutim, trebali bi oni istraživači koji vjeruju da je glavni kriterij koji karakterizira hipersonični zrakoplov brzinabiti najvažniji u svakoj klasifikaciji. Bilo da se uređaj svrstava u bespilotne, kontrolirane, sposobne samostalno uzlijetati ili uz pomoć drugih strojeva - ako odgovarajući indikator dosegne gore navedene vrijednosti, onda to znači da je riječ o hipersoničnoj letjelici.

Glavni problemi hipersoničnih rješenja

Koncepti hipersoničnih rješenja stari su mnogo desetljeća. Tijekom godina razvoja odgovarajućeg tipa vozila, svjetski inženjeri rješavaju niz značajnih problema koji objektivno onemogućuju puštanje u pogon proizvodnje "hiperzvuka" - slično organizaciji proizvodnje turboelisnih zrakoplova.

Glavna poteškoća u dizajnu hipersoničnih zrakoplova je stvaranje motora koji može biti dovoljno energetski učinkovit. Drugi problem je usklađivanje potrebne toplinske zaštite aparata. Činjenica je da brzina hipersoničnog zrakoplova u vrijednostima koje smo gore razmotrili podrazumijeva snažno zagrijavanje trupa zbog trenja o atmosferu.

Danas ćemo pogledati nekoliko primjera uspješnih prototipova zrakoplova odgovarajućeg tipa, čiji su programeri uspjeli napraviti značajan napredak u uspješnom rješavanju uočenih problema. Proučimo sada najpoznatija svjetska dostignuća u smislu stvaranja hipersoničnih zrakoplova dotičnog tipa.

Boeingov najbrži avion

Najbrži hipersonični zrakoplov na svijetu, prema nekim stručnjacima, je američki Boeing X-43A. Dakle, tijekom testiranja ovog uređaja zabilježeno je da je dostigao brzinuprelazi 11 tisuća km/h. To je oko 9,6 puta brže od brzine zvuka.

Što je posebno u vezi s hipersoničnim zrakoplovom X-43A? Karakteristike ovog zrakoplova su sljedeće:

- najveća brzina zabilježena na testovima - 11.230 km/h;

- raspon krila - 1,5 m;

- dužina kućišta - 3,6 m;

- motor - s izravnim protokom, nadzvučni ramjet sa izgaranjem;

- gorivo - atmosferski kisik, vodik.

Može se primijetiti da je predmetni uređaj jedan od ekološki najprihvatljivijih. Činjenica je da korišteno gorivo praktički ne uključuje oslobađanje štetnih produkata izgaranja.

Hipersonični zrakoplov X-43A razvijen je zajedničkim naporima NASA-inih inženjera, kao i Orbical Science Corporation i Minocrafta. Zrakoplov je stvaran oko 10 godina. U njegov razvoj uloženo je oko 250 milijuna dolara. Konceptualna novost predmetnog zrakoplova je u tome što je zamišljen kako bi se testirala najnovija tehnologija za osiguranje rada pogonskog potiska.

Razvijena od strane Orbital Science

Orbital Science, koja je, kako smo gore napomenuli, sudjelovala u stvaranju uređaja X-43A, uspjela je stvoriti i vlastiti hipersonični zrakoplov - X-34.

Njegova najveća brzina je preko 12.000 km/h. Istina, tijekom praktičnih ispitivanja to nije postignuto - štoviše, nije bilo moguće postići pokazatelj koji pokazuje zrakoplov X43-A. Smatrani zrakoplovomuređaj ubrzava kada se aktivira raketa Pegasus, koja radi na kruto gorivo. X-34 je prvi put testiran 2001. godine. U pitanju je zrakoplov znatno veći od uređaja iz Boeinga - duljina mu je 17,78 m, raspon krila 8,85 m. Maksimalna visina leta hipersoničnog vozila iz Orbical Sciencea je 75 kilometara.

Zrakoplov iz Sjeverne Amerike

Još jedan dobro poznati hipersonični zrakoplov je X-15, proizveden u Sjevernoj Americi. Analitičari ovaj aparat nazivaju eksperimentalnim.

Opremljen je raketnim motorima, što nekim stručnjacima daje razlog da ga ne svrstavaju u zrakoplov. Međutim, prisutnost raketnih motora omogućuje uređaju, posebice, suborbitalne letove. Dakle, tijekom jednog od testova u ovom načinu rada, testirali su ga piloti. Svrha aparata X-15 je proučavanje specifičnosti hipersoničnih letova, ocjenjivanje određenih dizajnerskih rješenja, novih materijala i upravljanje značajkama takvih strojeva u različitim slojevima atmosfere. Važno je napomenuti da je koncept projekta odobren još 1954. godine. X-15 leti brzinom većom od 7 tisuća km / h. Domet mu je više od 500 km, visina prelazi 100 km.

Najbrži proizvodni zrakoplov

Hipersonična vozila koja smo prethodno proučavali zapravo pripadaju kategoriji istraživanja. Bilo bi korisno razmotriti neke serijske uzorke zrakoplova koji su po karakteristikama bliski hiperzvučnim ili su (prema jednoj ili drugoj metodologiji) hipersonični.

Među takvim strojevima je američki razvoj SR-71. Neki istraživači nisu skloni klasificirati ovaj zrakoplov kao hipersonični, budući da je njegova najveća brzina oko 3,7 tisuća km / h. Među njegovim najznačajnijim karakteristikama je njegova uzletna težina, koja prelazi 77 tona. Duljina aparata je veća od 23 m, raspon krila je veći od 13 m.

Jedan od najbržih vojnih zrakoplova je ruski MiG-25. Uređaj može postići brzinu veću od 3,3 tisuće km / h. Maksimalna težina pri polijetanju ruskog zrakoplova je 41 tona.

Tako je na tržištu serijskih rješenja, po karakteristikama bliskih hiperzvučnim, Ruska Federacija među vodećima. Ali što se može reći o ruskom razvoju u smislu "klasičnih" hipersoničnih zrakoplova? Jesu li inženjeri iz Ruske Federacije sposobni stvoriti rješenje koje je konkurentno strojevima iz Boeinga i Orbital Scencea?

ruska hipersonična vozila

U ovom trenutku, ruski hipersonični zrakoplov je u razvoju. Ali ona je dosta aktivna. Riječ je o zrakoplovu Yu-71. Njegova prva testiranja, sudeći prema medijskim izvještajima, obavljena su u veljači 2015. u blizini Orenburga.

Očekuje se da će se zrakoplov koristiti u vojne svrhe. Tako će hipersonično vozilo moći, ako je potrebno, isporučiti udarno oružje na značajne udaljenosti, nadzirati teritorij, a također će se koristiti kao element napadačkog zrakoplovstva. Neki istraživači smatraju da je 2020.-2025. Strateške raketne snage dobit će oko 20 zrakoplovaodgovarajuća vrsta.

U medijima se pojavljuju informacije da će ruski hipersonični zrakoplov koji se razmatra biti postavljen na balističku raketu Sarmat, koja je također u fazi projektiranja. Neki analitičari smatraju da hipersonično vozilo Yu-71 u razvoju nije ništa drugo do bojna glava koja će se morati odvojiti od balističke rakete u završnom segmentu leta, kako bi, zahvaljujući visokoj upravljivosti karakterističnoj za zrakoplov, mogla svladati projektil obrambeni sustavi.

Projekt Ajax

Među najznačajnijim projektima koji se odnose na razvoj hipersoničnih zrakoplova je Ajax. Proučimo ga detaljnije. Hiperzvučni zrakoplov "Ajax" - konceptualni razvoj sovjetskih inženjera. U znanstvenoj zajednici se o tome počelo govoriti još 80-ih godina. Među najznačajnijim karakteristikama je prisutnost sustava toplinske zaštite, koji je dizajniran da zaštiti kućište od pregrijavanja. Stoga su programeri Ajax aparata predložili rješenje za jedan od "hiperzvučnih" problema koje smo gore identificirali.

Tradicionalna shema toplinske zaštite zrakoplova uključuje postavljanje posebnih materijala na tijelo. Programeri Ajaxa predložili su drugačiji koncept, prema kojem uređaj nije trebao štititi od vanjskog zagrijavanja, već puštati toplinu u automobil, a istovremeno povećavati njegov energetski resurs. Glavni konkurent sovjetskom aparatu bio je hipersonični zrakoplov Aurora, stvoren u Sjedinjenim Državama. Međutim, zbog činjenice da su dizajneri iz SSSR-a značajno proširili mogućnostikonceptu, novom razvoju je povjeren najširi spektar zadataka, posebice istraživanja. Možemo reći da je Ajax hipersonični višenamjenski zrakoplov.

Pogledajmo pobliže tehnološke inovacije koje su predložili inženjeri iz SSSR-a.

Dakle, sovjetski programeri Ajaxa predložili su korištenje topline koja nastaje kao rezultat trenja tijela zrakoplova o atmosferu, kako bi se pretvorila u korisnu energiju. Tehnički, to bi se moglo provesti postavljanjem dodatnih školjki na aparat. Kao rezultat toga, formirano je nešto poput druge zgrade. Njegova je šupljina trebala biti ispunjena nekom vrstom katalizatora, na primjer, mješavinom zapaljivog materijala i vode. Toplinski izolacijski sloj od čvrstog materijala u Ajaxu je trebao biti zamijenjen tekućim, koji bi s jedne strane trebao štititi motor, a s druge strane bi doprinio katalitičkoj reakciji, koja, u međuvremenu, moglo bi biti popraćeno endotermnim efektom - kretanjem topline iz vanjskih dijelova tijela unutra. Teoretski, hlađenje vanjskih dijelova aparata moglo bi biti bilo što. Višak topline, pak, trebao se iskoristiti kako bi se povećala učinkovitost motora zrakoplova. U isto vrijeme, ova tehnologija bi omogućila stvaranje slobodnih vrsta vodika zbog reakcije goriva.

Trenutno nema dostupnih informacija široj javnosti o nastavku razvoja Ajaxa, ali istraživači smatraju vrlo obećavajućim provesti sovjetske koncepte u praksi.

kineska hipersonična vozila

NatjecateljRusija i SAD na tržištu hipersoničnih rješenja su Kina. Među najpoznatijim razvojima inženjera iz Kine je zrakoplov WU-14. To je hipersonična jedrilica postavljena na balističku raketu.

ICBM lansira letjelicu u svemir, odakle se stroj naglo spušta, razvijajući hipersoničnu brzinu. Kineski aparat može se montirati na razne ICBM s dometom od 2.000 do 12.000 km. Utvrđeno je da je tijekom testova WU-14 mogao postići brzine veće od 12 tisuća km/h, pretvarajući se tako u najbrži hipersonični zrakoplov prema nekim analitičarima.

U isto vrijeme, mnogi istraživači vjeruju da kineski razvoj nije sasvim legitimno pripisivati klasi zrakoplova. Dakle, verzija je široko rasprostranjena, prema kojoj uređaj treba klasificirati upravo kao bojnu glavu. I vrlo učinkovit. Prilikom letenja dolje velikom brzinom, čak ni najmoderniji sustavi proturaketne obrane neće moći jamčiti presretanje odgovarajuće mete.

Može se primijetiti da Rusija i Sjedinjene Države također razvijaju hipersonična vozila koja se koriste u vojne svrhe. Istodobno, ruski koncept, prema kojem bi se trebali proizvoditi strojevi odgovarajućeg tipa, značajno se razlikuje, o čemu svjedoče podaci u pojedinim medijima, od tehnoloških principa koje provode Amerikanci i Kinezi. Dakle, programeri iz Ruske Federacije koncentriraju svoje napore na području stvaranja zrakoplovavozila opremljena ramjet motorom koji se može lansirati sa zemlje. Rusija planira suradnju u tom smjeru s Indijom. Hiperzvučni uređaji, stvoreni prema ruskom konceptu, prema nekim analitičarima, karakteriziraju niža cijena i širi opseg.

U isto vrijeme, ruski hipersonični zrakoplov, koji smo spomenuli gore (Yu-71), sugerira, prema nekim analitičarima, isti položaj na ICBM-ima. Ako se ova teza pokaže istinitom, tada će se moći reći da inženjeri iz Ruske Federacije rade istovremeno u dva popularna konceptualna područja u konstrukciji hipersoničnih zrakoplova.

CV

Dakle, vjerojatno najbrži hipersonični zrakoplov na svijetu, ako govorimo o zrakoplovima, bez obzira na njihovu klasifikaciju, to je ipak kineski WU-14. Iako morate razumjeti da se stvarne informacije o njemu, uključujući one vezane uz testove, mogu klasificirati. To je u skladu s načelima kineskih programera, koji često nastoje pod svaku cijenu zadržati svoju vojnu tehnologiju u tajnosti. Brzina najbrže hipersonične letjelice je preko 12.000 km/h. “Sustiže” američki razvoj X-43A – mnogi stručnjaci ga smatraju najbržim. Teoretski, hipersonični zrakoplov X-43A, kao i kineski WU-14, može sustići razvoj Orbical Science, dizajniran za brzinu veću od 12 tisuća km/h.

Karakteristike ruskog zrakoplova Yu-71 još nisu poznate široj javnosti. Moguće je da će biti blizu parametarakineski zrakoplov. Ruski inženjeri također razvijaju hipersonični zrakoplov koji može poletjeti ne na temelju ICBM-a, već samostalno.

Aktualni projekti istraživača iz Rusije, Kine i SAD-a nekako su povezani s vojnom sferom. Hiperzvučni zrakoplovi, bez obzira na njihovu moguću klasifikaciju, smatraju se prvenstveno nositeljima oružja, najvjerojatnije nuklearnog. Međutim, u radovima istraživača iz cijelog svijeta postoje teze da "hiperzvuk", poput nuklearne tehnologije, može biti miran.

Radi se o pojavi pristupačnih i pouzdanih rješenja koja vam omogućuju organiziranje masovne proizvodnje strojeva odgovarajućeg tipa. Korištenje takvih uređaja moguće je u najširem rasponu grana gospodarskog razvoja. Najveća potražnja za hipersoničnim zrakoplovima vjerojatno će se naći u svemirskoj i istraživačkoj industriji.

Kako troškovi proizvodnih tehnologija za odgovarajuće strojeve postaju jeftiniji, transportna poduzeća mogu početi pokazivati interes za ulaganje u takve projekte. Industrijske korporacije, pružatelji različitih usluga mogu početi razmatrati "hiperzvuk" kao alat za povećanje konkurentnosti poslovanja u smislu organizacije međunarodnih komunikacija.