Cele mai rapide avioane hipersonice din lume. Aeronave hipersonice rusești

Un avion obișnuit de pasageri zboară cu o viteză de aproximativ 900 km / h. Un avion de aviație poate dezvolta cam de trei ori viteza. Cu toate acestea, inginerii moderni din Rusia și din alte țări dezvoltă în mod activ și mașini mai rapide - avioane hipersonice. Care este specificitatea conceptelor relevante?

Criteriile pentru aeronavele hipersonice

Ce este o aeronavă hipersonică? Prin aceasta se înțelege un aparat capabil să zboare cu o viteză mult mai mare decât cea pentru sunet. Abordările cercetătorilor la determinarea indicatorului său specific variază. O metodologie este folosită pe scară largă, conform căreia aeronava ar trebui considerată hipersonic, dacă este mai multe dintre indicatorii de viteză ai celor mai rapide vehicule supersonice moderne. Care sunt aproximativ 3-4 mii km / h. Adică, avionul hipersonic, dacă respectați această metodologie, ar trebui să dezvolte o viteză de 6 mii km / h.

Vehicule fără pilot și controlat

De asemenea, abordările cercetătorilor pot diferi în ceea ce privește determinarea criteriilor de clasificare a unei aeronave ca dispozitiv. Există o versiune pe care numai automobilele care sunt gestionate de o persoană sunt legitime. Există un punct de vedere potrivit căruia un vehicul fără pilot poate fi, de asemenea, considerat avion. Prin urmare, unii analiști clasifică mașinile de acest tip în mașinile care fac obiectul controlului uman și cele care funcționează în mod autonom. O astfel de divizare poate fi justificată, deoarece vehiculele fără pilot pot avea caracteristici tehnice mult mai impresionante, de exemplu, în ceea ce privește suprasarcina și viteza.

În același timp, mulți cercetători consideră aeronavele hipersone ca un concept unic, pentru care indicatorul cheie este viteza. Nu contează dacă persoana de la cârma vehiculului este așezată sau mașina este controlată de un robot - principalul lucru este că aeronava este suficient de rapidă.

Este decolarea independentă sau cu ajutor din afară?

Clasificarea aeronavelor hipersonice este larg răspândită, pe baza clasificării celor capabile să se decoleze independent sau a celor care sugerează plasarea pe un transportator mai puternic - o rachetă sau un avion de marfă. Există un punct de vedere pe care la aparate de acest tip în mod legitim atribuită în principal cele care sunt în măsură să decoleze pe cont propriu sau cu implicarea minimă a altor tipuri de echipamente. Cu toate acestea, acei cercetători care cred că principalul criteriu care caracterizează o aeronavă hipersonic - viteză, ar trebui să fie extrem de important în orice clasificare. Fie că este atribuirea dispozitivului la un fără pilot, controlat, capabil să decoleze pe cont propriu sau cu alte mașini - în cazul în care indicatorul corespunzător atinge valori ale celor de mai sus, înseamnă că este vorba despre un avion hipersonic.

Principalele probleme ale soluțiilor hipersonice

Conceptele soluțiilor hipersonice sunt vechi de zeci de ani. De-a lungul anilor de dezvoltare a tipului adecvat de dispozitive inginerilor din lume rezolva o serie de probleme semnificative, care împiedică în mod obiectiv a pus problema „hipersonic“ pe flux - cum ar fi organizarea producției de aeronave turbopropulsoare.

Principala dificultate în proiectarea avioanelor hipersonice este crearea unui motor capabil să fie suficient de eficient din punct de vedere energetic. O altă problemă este alinierea aparatului de protecție termică necesară. Faptul este că viteza unei aeronave hipersonice în acele valori pe care le-am considerat mai sus presupune o încălzire puternică a corpului datorită fricțiunii legate de atmosferă.

Astăzi vom examina mai multe exemple de prototipuri de succes ale aeronavelor de tip corespunzător, dezvoltatorii cărora au reușit să facă progrese semnificative în rezolvarea cu succes a problemelor semnalate. Vom studia acum cele mai renumite evoluții mondiale în dezvoltarea avioanelor hipersonice de acest tip.

Cel mai rapid avion de la Boeing

Cel mai rapid avion hipersonic din lume, potrivit unor experți, este americanul Boeing X-43A. Astfel, în timpul testării acestui aparat sa constatat că acesta a atins o viteză de peste 11 mii km / h. Aceasta este de aproximativ 9,6 ori mai rapidă viteza sunetului.

Ceea ce este deosebit de notabil pentru avionul hipersonic X-43A? Caracteristicile acestei aeronave sunt următoarele:

- viteza maximă înregistrată pe teste este de 11,230 km / h;

- anvergura aripilor este de 1,5 m;

- lungimea corpului - 3,6 m;

- motor - flux direct, Supersonic Combustion Ramjet;

- combustibil - oxigen atmosferic, hidrogen.

Se poate observa că dispozitivul în cauză este unul dintre cele mai ecologice. Faptul este că combustibilul utilizat practic nu implică eliberarea de produse de ardere dăunătoare.

Dispozitivul X-43A a fost dezvoltat în comun de inginerii NASA, precum și de companiile Orbical Science Corporation și Minocraft. avioane a fost creat aproximativ 10 ani. Aproximativ 250 de milioane de dolari au fost investiți în dezvoltarea sa. Noutatea conceptuală a aeronavei în cauză este că a fost concepută cu scopul de a testa cea mai nouă tehnologie pentru asigurarea tracțiunii de propulsie.

Dezvoltat de Știința orbitală

Compania Orbital Science, care, după cum am menționat mai sus, a participat la crearea dispozitivului X-43A, de asemenea, a reușit să creeze propria aeronavă hipersonic - X-34.

Viteza maximă este mai mare de 12 mii km / h. Cu toate acestea, în cursul testelor practice nu a fost realizat - în plus, nu a fost posibil să se atingă indicele, care este demonstrat de aeronava X43-A. Aeronava luată în considerare este accelerată prin utilizarea rachetei Pegasus, care funcționează pe combustibil solid. Modelul X-34 a fost testat pentru prima dată în 2001. Vizualizat de aeronave unitate semnificativ mai mare de Boeing - cu o lungime de 17,78 metri, Anvergura - 8,85 m altitudine maxima utilaje hipersonice de Orbical Stiinta -. 75 km.

Avioane din America de Nord

Un alt avion hipersonic celebru - X-15, lansat de nord-american. Analiștii acestui dispozitiv se referă la cei experimentali.

Este echipat cu motoarele rachete, care dă naștere unor experți să nu o atribuie, de fapt, clasei de aeronave. Cu toate acestea, prezența motoarelor cu rachete permite dispozitivului, în special, să efectueze zboruri suborbitale. Deci, în timpul unuia dintre testele din acest mod a fost testat de piloți. Aparate Scop X-15 - studiu de specificul evaluării hipersonic de zbor de diverse soluții de proiectare, noi materiale și caracteristici cum ar fi controlul mașinii în diferite straturi ale atmosferei. Este demn de remarcat acest lucru proiect a fost aprobat în 1954. X-15 zboară cu o viteză mai mare de 7 mii km / h. Zona zborului său este mai mare de 500 km, înălțimea depășește 100 km.

Cea mai rapidă aeronavă de producție

Aparatele hipersonice studiate mai sus aparțin categoriei de cercetare. Va fi util să luăm în considerare câteva modele seriale de aeronave care sunt aproximative în ceea ce privește caracteristicile hipersonice sau sunt (prin una sau altă metodologie) ele.

Printre aceste mașini se numără dezvoltarea americană a SR-71. Această aeronavă unii cercetători nu sunt înclinați să atribuie hipersonic, deoarece viteza maximă este de aproximativ 3,7 mii km / h. Printre caracteristicile sale cele mai notabile se numără masa de decolare care depășește 77 de tone. Lungimea aparatului este mai mare de 23 m, anvergura aripii este mai mare de 13 m.

Una dintre cele mai rapide avioane militare este rusa MiG-25. Dispozitivul poate dezvolta o viteză mai mare de 3,3 mii km / h. Greutatea maximă la decolare a aeronavei rusești este de 41 de tone.

Astfel, pe piața de soluții de serie, aproximate de caracteristicile de hipersonic, RF - printre lideri. Dar ce se întâmplă cu evoluțiile rusești din partea aeronavei "hipersonice" clasice? Sunt inginerii din Federația Rusă capabili să creeze o soluție competitivă cu mașinile de la Boeing și Scenă orbitală?

Dispozitive hipersonice rusești

În prezent, avionul hipersonic rus este în curs de dezvoltare. Dar merge destul de activ. Vorbim despre avionul U-71. Potrivit rapoartelor mass-media, primele sale teste au fost efectuate în februarie 2015 lângă Orenburg.

Se presupune că aeronava va fi utilizată în scopuri militare. Deci, aparatul hipersonic poate, dacă este necesar, să efectueze livrarea de active dăunătoare pe distanțe considerabile, să monitorizeze teritoriul și, de asemenea, să fie folosit ca element al aviației de atac. Unii cercetători cred că în 2020-2025. forțele strategice de rachete vor primi aproximativ 20 de aeronave de tipul potrivit.

În mass-media există informații că avionul hipersonic din Rusia va fi situat pe racheta balistică "Sarmat", care este și în faza de proiectare. Unii analiști cred că dezvoltarea unei mașini hipersonic Ju-71 - este nimic ca focosul, care trebuie să fie separate de rachete balistice în faza finală a zborului, și apoi, datorită caracteristicii ridicate a manevrabilității aeronavei pentru a depăși sistemele de apărare antirachetă.

Proiectul Ajax

Printre proiectele cele mai notabile legate de dezvoltarea avioanelor hipersonice - Ajax. Să o studiem mai detaliat. Dispozitivul aerian "Ajax" hipersonic - dezvoltarea conceptuală a inginerilor sovietici. În comunitatea științifică, vorbim despre aceasta a început în anii 80. Printre caracteristicile cele mai notabile este prezența unui sistem de protecție termică, care este proiectat pentru a proteja carcasa de supraîncălzire. Astfel, dezvoltatorii aparatului "Ajax" au propus o soluție la una dintre problemele "hipersonice", indicate de noi mai sus.

Schema tradițională protecția termică aeronavele necesită plasarea pe corp a materialelor speciale. Dezvoltatorii companiei "Ajax" au propus un concept diferit, conform căruia nu trebuia să protejeze dispozitivul de încălzirea exterioară, ci să lase căldura în interiorul mașinii, în timp ce creștea simultan resursa sa de energie. Principalul concurent al aparatului sovietic a fost avionul hipersonic Aurora, creat în Statele Unite. Cu toate acestea, în legătură cu faptul că designerii din URSS au extins semnificativ capacitățile conceptului, noua dezvoltare a primit cea mai largă gamă de sarcini, în special cercetarea. Putem spune că Ajax este o aeronavă hipersonic multifuncțională.

Să analizăm în detaliu inovațiile tehnologice propuse de inginerii din URSS.

Deci, dezvoltatorii sovietici ai "Ajax" au propus folosirea căldurii, care rezultă din fricțiunea corpului aeronavei față de atmosferă, să se transforme în energie utilă. Din punct de vedere tehnic, acest lucru s-ar putea realiza prin plasarea unor cochilii suplimentare pe aparat. Ca urmare, se formează ceva de genul unui al doilea corp. Cavitatea sa trebuia să fie umplută cu un anumit catalizator, de exemplu un amestec de material combustibil și apă. Stratul izolator termic realizat dintr-un material dur, „Ajax“ ar fi înlocuit pe lichid, care pe de o parte, ar trebui să protejeze motorul, pe de altă parte - ar contribui la reacția catalitică, care, cu toate acestea, ar putea fi însoțită de un efect endoterm - circulația căldurii din exterior părți ale corpului interior. Răcirea teoretică a părților exterioare ale aparatului ar putea fi orice. Căldura excesivă, la rândul ei, trebuia utilizată pentru a îmbunătăți eficiența motorului aeronavei. În acest caz, această tehnologie ar permite generarea de hidrogen liber datorită reacției combustibilului și speciilor.

În prezent, informațiile disponibile publicului larg cu privire la continuarea dezvoltării "Ajax" nu sunt disponibile, însă cercetătorii consideră că este foarte promițătoare să introducă în practică conceptele sovietice.

Dispozitive hipersonice chinezești

Concurentul Rusiei și al SUA pe piața soluțiilor hipersonice este China. Printre cele mai cunoscute dezvoltări ale inginerilor din Republica Populară Chineză - avionul WU-14. Este un planor controlat hipersonic, plasat pe o rachetă balistică.

ICBM lansează o aeronavă în spațiu, de unde mașina se scufundă brusc, dezvoltând viteza hipersonic. Dispozitivul chinezesc poate fi montat pe diferite ICBM-uri cu o distanță de la 2 la 12 mii km. Se constată că în timpul testelor WU-14 a reușit să dezvolte o viteză de peste 12 mii km / h, transformându-se astfel în cea mai rapidă aeronavă hipersonicică, potrivit unor analiști.

Cu toate acestea, mulți cercetători consideră că dezvoltarea chineză nu este în întregime legitimă pentru clasificarea aeronavelor. Deci, versiunea pe care dispozitivul ar trebui să fie clasificată ca o capcană este comună. Și foarte eficient. Când zboară în jos cu o viteză marcată, chiar și cele mai avansate sisteme de apărare antirachetă nu pot garanta interceptarea țintei corespunzătoare.

Se poate observa că Rusia și Statele Unite se implică, de asemenea, în dezvoltarea dispozitivelor hipersone folosite în scopuri militare. În același timp, conceptul rus, conform căruia se presupune că se creează mașini de tipul potrivit, diferă semnificativ, după cum reiese din datele din unele media, din principiile tehnologice implementate de americani și chinezi. Deci, dezvoltatorii din Federația Rusă își concentrează eforturile în domeniul creării de aeronave echipate cu un motor cu debit direct capabil să se lanseze de la sol. Rusia intenționează să coopereze în această direcție cu India. Dispozitivele hipersonice create conform conceptului rusesc, conform unor analiști, se caracterizează printr-un cost mai redus și un domeniu de aplicare mai larg.

În același timp, avionul hipersonic al Rusiei, pe care l-am menționat mai sus (Yu-71), sugerează, după cum cred unii analiști, exact aceeași plasare pe ICBM. Dacă această teză se dovedește a fi corectă, atunci va fi posibil să spunem că inginerii din Federația Rusă lucrează pe două direcții conceptuale populare în construcția de aeronave hipersonice.

rezumat

Probabil cea mai rapidă aeronavă hipersonică din lume, vorbind de mașini zburătoare, indiferent de clasificarea lor, este totuși un chinez WU-14. Deși este necesar să se înțeleagă că informațiile reale despre acesta, inclusiv cele referitoare la teste, pot fi clasificate. Acest lucru este în concordanță cu principiile dezvoltatorilor chinezi, care, de cele mai multe ori, tind să-și păstreze în secret tehnologia militară. Viteza celui mai rapid avion hipersonic este de peste 12 mii km / h. "Coborârea" cu dezvoltarea americană a modelului X-43A - mulți experți consideră că acesta este cel mai rapid. Teoretic, avionul hipersonic X-43A, precum și chinezii WU-14 pot să ajungă la dezvoltarea de la Orbical Science, proiectată pentru o viteză mai mare de 12 mii km / h.

Caracteristicile avionului rus Yu-71 nu sunt încă cunoscute publicului larg. Este posibil ca acestea să fie aproape de parametrii avionului chinez. Inginerii ruși dezvoltă, de asemenea, o aeronavă hipersonică capabilă să decoleze nu pe baza ICBM, ci în mod independent.

Proiectele actuale ale cercetătorilor din Rusia, China și Statele Unite sunt într-o anumită legătură cu sfera militară. Avioanele hipersonice, indiferent de posibila lor clasificare, sunt considerate în primul rând ca purtători de arme, cel mai probabil nucleari. Cu toate acestea, în lucrările cercetătorilor din diferite țări ale lumii există teze că "hipersundul", ca și tehnologiile atomice, poate fi foarte pașnic.

Cazul pentru apariția unor soluții accesibile și fiabile, care să permită organizarea unei producții în serie a mașinilor de tipul corespunzător. Utilizarea unor astfel de dispozitive este posibilă în cea mai mare varietate de ramuri ale dezvoltării economice. Cea mai mare cerere pentru aeronave hipersonice este probabil să se găsească în industria spațială și de cercetare.

Pe măsură ce tehnologia de producție a mașinilor corespunzătoare devine mai ieftină, sectorul transporturilor poate începe să manifeste interesul de a investi în proiecte similare. Corporațiile industriale, furnizorii de diverse servicii pot începe să considere "hipersound" ca un instrument de sporire a competitivității afacerilor în organizarea comunicațiilor internaționale.