Samolot hipersoniczny. Samolot hipersoniczny: rewolucja techniczna? Samolot z Ameryki Północnej

Obiecujący rosyjski bombowiec – odpowiedź na koncepcję szybkiego globalnego uderzenia?

Rywalizacja lotnictwa o osiągnięcie prędkości hipersonicznych rozpoczęła się już w czasie zimnej wojny. W tamtych latach projektanci i inżynierowie ZSRR, USA i innych krajów rozwiniętych zaprojektowali nowe samoloty zdolne latać 2-3 razy szybciej niż prędkość dźwięku. Wyścig o prędkość zaowocował wieloma odkryciami z zakresu aerodynamiki lotu w atmosferze i szybko osiągnął granice możliwości fizycznych pilotów oraz kosztów produkcji samolotu.

W rezultacie biura projektowe rakiet jako pierwsze opanowały hiperdźwięk w swoich dziełach - międzykontynentalnych rakietach balistycznych (ICBM) i pojazdach nośnych. Podczas wystrzeliwania satelitów na orbity bliskie Ziemi rakiety osiągały prędkość 18 000–25 000 km/h. To znacznie przekraczało maksymalne parametry najszybszego samolotu naddźwiękowego, zarówno cywilnego (Concord = 2150 km/h, Tu-144 = 2300 km/h), jak i wojskowego (SR-71 = 3540 km/h, MiG-31 = 3000 km/h). h) godzina).

Osobno chciałbym zauważyć, że projektując naddźwiękowy przechwytywacz MiG-31, projektant samolotu G.E. Łozino-Łoziński zastosował w konstrukcji płatowca zaawansowane materiały (tytan, molibden itp.), co umożliwiło samolotowi osiągnięcie rekordowej wysokości w locie załogowym (MiG-31D) i maksymalnej prędkości 7000 km/h w górnych warstwach atmosfery. W 1977 roku pilot doświadczalny Aleksander Fiedotow ustanowił absolutny światowy rekord wysokości lotu wynoszący 37 650 metrów na swoim poprzedniku MiG-25 (dla porównania maksymalna wysokość lotu SR-71 wyniosła 25 929 metrów). Niestety nie stworzono jeszcze silników do lotów na dużych wysokościach w warunkach wysoce rozrzedzonej atmosfery, ponieważ technologie te powstawały dopiero w trzewiach sowieckich instytutów badawczych i biur projektowych w ramach licznych prac eksperymentalnych.

Nowym etapem rozwoju technologii hiperdźwiękowych stały się projekty badawcze mające na celu stworzenie systemów lotniczych, łączących możliwości lotnictwa (akrobacje i manewry, lądowanie na pasach startowych) i statków kosmicznych (wejście na orbitę, lot orbitalny, deorbitacja). W ZSRR i USA programy te zostały częściowo opracowane, ujawniając światu kosmiczne samoloty orbitalne „Buran” i „Wahadłowiec kosmiczny”.

Dlaczego częściowo? Faktem jest, że wystrzelenie samolotu na orbitę odbyło się za pomocą rakiety nośnej. Koszt startu był ogromny, około 450 milionów dolarów (wg programu promu kosmicznego), kilkakrotnie wyższy niż koszt najdroższego samolotu cywilnego i wojskowego, i nie pozwolił na uczynienie samolotu orbitalnego produktem masowym. Konieczność inwestowania ogromnych sum pieniędzy w stworzenie infrastruktury zapewniającej ultraszybkie loty międzykontynentalne (kosmodromy, centra kontroli lotów, kompleksy paliwowo-tankacyjne) ostatecznie pogrzebała perspektywę transportu pasażerskiego.

Jedynym klientem, który jest przynajmniej w jakiś sposób zainteresowany pojazdami hipersonicznymi, jest wojsko. To prawda, że to zainteresowanie było epizodyczne. Programy wojskowe ZSRR i USA dotyczące stworzenia samolotów kosmicznych podążały różnymi ścieżkami. Najkonsekwentniej były one realizowane w ZSRR: od projektu stworzenia PKA (statku kosmicznego planistycznego) po MAKS (wielofunkcyjny lotniczy system kosmiczny) i Burana zbudowano spójny i nieprzerwany łańcuch podstaw naukowo-technicznych, w oparciu o stworzono podwaliny pod przyszłe eksperymentalne loty prototypów samolotów hipersonicznych.

Biura projektujące rakiety nadal udoskonalały swoje międzykontynentalne międzykontynentalne rakiety balistyczne. Wraz z pojawieniem się nowoczesnych systemów obrony powietrznej i przeciwrakietowej zdolnych zestrzelić głowice międzykontynentalnych rakiet balistycznych na duże odległości, zaczęto stawiać nowe wymagania elementom uderzającym rakiet balistycznych. Głowice nowych ICBM miały pokonać obronę powietrzną i przeciwrakietową wroga. Tak powstały jednostki bojowe zdolne do pokonania obrony powietrznej z prędkością hipersoniczną (M=5-6).

Rozwój technologii hipersonicznych dla głowic międzykontynentalnych międzykontynentalnych rakiet balistycznych umożliwił uruchomienie kilku projektów stworzenia defensywnej i ofensywnej broni hipersonicznej - kinetycznej (railgun), dynamicznej (pociski manewrujące) i kosmicznej (uderzenie z orbity).

Nasilenie rywalizacji geopolitycznej USA z Rosją i Chinami ożywiło temat hiperdźwięku jako obiecującego narzędzia mogącego zapewnić przewagę w obszarze broni kosmicznej i rakietowej. Wzrost zainteresowania tymi technologiami wynika także z koncepcji zadania maksymalnych uszkodzeń wrogowi przy użyciu broni konwencjonalnej (niejądrowej), która jest aktualnie realizowana przez państwa NATO na czele ze Stanami Zjednoczonymi.

Rzeczywiście, jeśli dowództwo wojskowe będzie dysponowało co najmniej stu niejądrowymi pojazdami hipersonicznymi, które z łatwością będą w stanie pokonać istniejące systemy obrony powietrznej i przeciwrakietowej, wówczas ten „ostatni argument królów” będzie miał bezpośredni wpływ na strategiczną równowagę między mocarstwami nuklearnymi. Co więcej, rakieta hipersoniczna w przyszłości będzie w stanie zniszczyć elementy strategicznych sił nuklearnych zarówno z powietrza, jak i z przestrzeni kosmicznej, w czasie nie dłuższym niż godzina od chwili podjęcia decyzji do momentu trafienia w cel. To jest właśnie ideologia osadzona w amerykańskim programie wojskowym Prompt Global Strike (szybki globalny strajk).

Czy taki program jest wykonalny w praktyce? Argumenty „za” i „przeciw” zostały podzielone mniej więcej po równo. Rozwiążmy to.

Amerykański program Prompt Global Strike

Koncepcja Prompt Global Strike (PGS) została przyjęta w pierwszej dekadzie XXI wieku z inicjatywy dowództwa Sił Zbrojnych USA. Jej kluczowym elementem jest możliwość przeprowadzenia ataku niejądrowego w dowolne miejsce na świecie w ciągu 60 minut od podjęcia decyzji. Prace w ramach tej koncepcji prowadzone są jednocześnie w kilku kierunkach.

Pierwszy kierunek PGS, a najbardziej realistyczne z technicznego punktu widzenia stało się wykorzystanie międzykontynentalnych rakiet balistycznych z wysoce precyzyjnymi głowicami niejądrowymi, w tym głowicami kasetowymi, które są wyposażone w zestaw samonaprowadzających pocisków rakietowych. Do przetestowania tego obszaru wybrano morski międzykontynentalny pocisk balistyczny Trident II D5, dostarczający elementy niszczycielskie na maksymalny zasięg 11 300 kilometrów. Obecnie trwają prace nad zmniejszeniem CEP głowic do wartości 60-90 metrów.

Drugi kierunek PGS wybrano strategiczne hipersoniczne rakiety manewrujące (SGKR). W ramach przyjętej koncepcji realizowany jest podprogram X-51A Waverider (SED-WR). Z inicjatywy Sił Powietrznych USA i przy wsparciu DARPA, od 2001 roku firmy Pratt & Whitney i Boeing zajmują się rozwojem rakiety hipersonicznej.

Pierwszym efektem prowadzonych prac powinno być pojawienie się do 2020 roku demonstratora technologii z zainstalowanym hipersonicznym silnikiem ramjet (silnik scramjet). Według ekspertów SGKR z tym silnikiem może mieć następujące parametry: prędkość lotu M = 7–8, maksymalny zasięg lotu 1300–1800 km, wysokość lotu 10–30 km.

W maju 2007 roku, po szczegółowej analizie postępu prac nad X-51A „WaveRider”, klienci wojskowi zatwierdzili projekt rakietowy. Eksperymentalny Boeing X-51A WaveRider to klasyczny pocisk manewrujący z przednim silnikiem scramjet i czterowspornikowym ogonem. Materiały i grubość pasywnej osłony termicznej zostały dobrane zgodnie z obliczonymi szacunkami przepływów ciepła. Moduł dziobowy rakiety wykonany jest z wolframu pokrytego silikonem, który wytrzymuje nagrzewanie kinetyczne do 1500°C. Płytki ceramiczne opracowane przez Boeinga dla programu promu kosmicznego zastosowano na dolnej powierzchni rakiety, gdzie spodziewane są temperatury do 830°C. Pocisk X-51A musi spełniać wysokie wymagania dotyczące niewidzialności (ESR nie więcej niż 0,01 m 2). Aby rozpędzić produkt do prędkości odpowiadającej M = 5, planowana jest instalacja tandemowego akceleratora rakietowego na paliwo stałe.

Planuje się wykorzystać amerykańskie samoloty lotnictwa strategicznego jako głównego przewoźnika SGKR. Nie ma jeszcze informacji, w jaki sposób rakiety zostaną umieszczone – pod skrzydłem czy w kadłubie „stratega”.

Trzeci kierunek PGS to programy do tworzenia systemów broni kinetycznej, które uderzają w cele z orbity okołoziemskiej. Amerykanie szczegółowo obliczyli skutki bojowego użycia wolframowego pręta o długości około 6 metrów i średnicy 30 cm, zrzuconego z orbity i uderzającego w obiekt naziemny z prędkością około 3500 m/s. Według obliczeń w miejscu spotkania wyzwolona zostanie energia odpowiadająca eksplozji 12 ton trójnitrotoluenu (TNT).

Z teoretycznego uzasadnienia wynikają projekty dwóch pojazdów hipersonicznych (Falcon HTV-2 i AHW), które zostaną wystrzelone na orbitę za pomocą rakiet nośnych i w trybie bojowym będą mogły szybować w atmosferze ze zwiększoną prędkością w miarę zbliżania się do cel. Obecnie opracowania te znajdują się na etapie wstępnego projektowania i eksperymentalnych uruchomień. Głównymi zagadnieniami problematycznymi pozostają na razie systemy działające w przestrzeni kosmicznej (grupy kosmiczne i platformy bojowe), systemy precyzyjnego naprowadzania celów oraz zapewniające tajność wystrzelenia na orbitę (wszelkie starty i obiekty orbitalne są ujawniane przez rosyjskie systemy ostrzegania przed atakiem rakietowym i kontroli przestrzeni kosmicznej). . Amerykanie mają nadzieję rozwiązać problem tajności po 2019 roku, wraz z uruchomieniem lotniczego systemu kosmicznego wielokrotnego użytku, który wyniesie ładunek na orbitę „samolotem” w dwóch etapach – samolot lotniskowcowy (na bazie Boeinga 747) oraz bezzałogowy statek kosmiczny (bazujący na prototypie urządzenia X-37V).

Czwarty kierunek PGS to program mający na celu stworzenie bezzałogowego hipersonicznego samolotu rozpoznawczego opartego na słynnym Lockheed Martin SR-71 Blackbird.

Oddział Skunk Works firmy Lockheed opracowuje obecnie obiecujący UAV pod roboczą nazwą SR-72, który powinien podwoić prędkość maksymalną SR-71, osiągając wartości około M = 6.

Rozwój hipersonicznego samolotu rozpoznawczego jest w pełni uzasadniony. Po pierwsze, SR-72 ze względu na swoją kolosalną prędkość będzie bardzo podatny na ataki systemów obrony powietrznej. Po drugie, wypełni „luki” w działaniu satelitów, szybko zdobywając informacje strategiczne i wykrywając mobilne systemy międzykontynentalne międzykontynentalne rakiety balistyczne, formacje okrętów i zgrupowania sił wroga w teatrze działań.

Rozważane są dwa warianty samolotu SR-72 – załogowy i bezzałogowy, nie wyklucza się także jego wykorzystania jako bombowca uderzeniowego i nośnika broni precyzyjnej. Najprawdopodobniej jako broń można wykorzystać lekkie rakiety bez silnika napędowego, ponieważ nie są one potrzebne przy wystrzeliwaniu z prędkością 6 M. Uwolniony ciężar zostanie prawdopodobnie wykorzystany do zwiększenia mocy głowicy bojowej. Lockheed Martin planuje pokazać prototyp lotu samolotu w 2023 roku.

Chiński projekt samolotu hipersonicznego DF-ZF

27 kwietnia 2016 roku amerykańska publikacja Washington Free Beacon, powołując się na źródła w Pentagonie, poinformowała świat o siódmym teście chińskiego samolotu hipersonicznego DZ-ZF. Samolot wystartował z Centrum Startów Satelitarnych Taiyuan (prowincja Shanxi). Według gazety samolot wykonywał manewry z prędkością od 6400 do 11 200 km/h i rozbił się na poligonie w zachodnich Chinach.

„Według ocen wywiadu Stanów Zjednoczonych Chiny planują wykorzystać samolot hipersoniczny do przenoszenia głowic nuklearnych zdolnych pokonać systemy obrony przeciwrakietowej” – zauważono w publikacji. „DZ-ZF może być również użyty jako broń zdolna do zniszczenia celu w dowolnym miejscu na świecie w ciągu godziny”.

Według analizy wywiadu USA całej serii testów, samoloty hipersoniczne zostały wystrzelone z rakietami balistycznymi krótkiego zasięgu DF-15 i DF-16 (zasięg do 1000 km) oraz średniego zasięgu DF-21. (zasięg 1800 km). Nie wykluczono dalszych testów startów z wykorzystaniem międzykontynentalnego pocisku balistycznego DF-31A (zasięg 11 200 km). Z programu testów wiadomo, że: oddzielając się od nośnika w górnych warstwach atmosfery, urządzenie w kształcie stożka przyspieszało w dół i manewrowało po trajektorii dotarcia do celu.

Pomimo licznych publikacji w mediach zagranicznych, że chiński samolot hipersoniczny (HLA) przeznaczony jest do niszczenia amerykańskich lotniskowców, chińscy eksperci wojskowi sceptycznie odnosili się do takich stwierdzeń. Zwrócili uwagę na dobrze znany fakt, że prędkość naddźwiękowa GLA tworzy wokół urządzenia chmurę plazmy, która zakłóca działanie radaru pokładowego podczas korygowania kursu i celowania w tak ruchomy cel, jak lotniskowiec .

Jak powiedział pułkownik Shao Yongling, profesor w Kolegium Dowództwa Sił Rakietowych PLA, w wywiadzie dla China Daily: „Niezwykle duża prędkość i zasięg sprawiają, że (GLA) jest doskonałym narzędziem do niszczenia celów naziemnych. W przyszłości może zastąpić międzykontynentalne rakiety balistyczne.”

Według raportu odpowiedniej komisji Kongresu USA DZ-ZF może zostać przyjęty na uzbrojenie PLA w 2020 roku, a jego udoskonalona wersja dalekiego zasięgu do 2025 roku.

Zaległości naukowo-techniczne Rosji – samoloty hipersoniczne

Hiperdźwiękowy Tu-2000

W ZSRR prace nad samolotem hipersonicznym rozpoczęto w Biurze Projektowym Tupolewa w połowie lat 70. XX wieku, bazującym na seryjnym samolocie pasażerskim Tu-144. Prowadzono prace badawczo-projektowe nad samolotem rozwijającym prędkość do M=6 (TU-260) i zasięgiem do 12 000 km oraz naddźwiękowym samolotem międzykontynentalnym TU-360. Jego zasięg lotu miał sięgać 16 000 km. Przygotowano nawet projekt pasażerskiego samolotu hipersonicznego Tu-244, przeznaczonego do lotu na wysokości 28-32 km z prędkością M=4,5-5.

W lutym 1986 roku w Stanach Zjednoczonych rozpoczęto badania i rozwój w celu stworzenia samolotu kosmicznego X-30 z elektrownią odrzutową, zdolną do wejścia na orbitę w wersji jednostopniowej. Projekt National Aerospace Plane (NASP) wyróżniał się bogactwem nowych technologii, których kluczem był hipersoniczny silnik odrzutowy działający w trybie dual-mode, umożliwiający lot z prędkością M=25. Według informacji wywiadu ZSRR, NASP był rozwijany do celów cywilnych i wojskowych.

Odpowiedzią na rozwój transatmosferycznego X-30 (NASP) były dekrety rządu ZSRR z 27 stycznia i 19 lipca 1986 r. w sprawie stworzenia odpowiednika amerykańskiego samolotu kosmicznego (VKS). 1 września 1986 roku Ministerstwo Obrony Narodowej wydało specyfikację techniczną jednostopniowego statku powietrznego wielokrotnego użytku (SAR). Zgodnie z tym zadaniem technicznym MVKS miał zapewnić sprawne i ekonomiczne dostarczanie ładunków na niską orbitę okołoziemską, szybki transatmosferyczny transport międzykontynentalny oraz rozwiązanie problemów militarnych, zarówno w atmosferze, jak i w bliskiej przestrzeni kosmicznej. Spośród prac nadesłanych na konkurs przez Biuro Projektowe Tupolew, Biuro Projektowe Jakowlew i NPO Energia, projekt Tu-2000 uzyskał akceptację.

W wyniku badań wstępnych w ramach programu MVKS elektrownia została wybrana w oparciu o sprawdzone i sprawdzone rozwiązania. Istniejące silniki oddychające powietrzem (WRD), wykorzystujące powietrze atmosferyczne, miały ograniczenia temperaturowe; stosowano je w samolotach, których prędkość nie przekraczała M=3, a silniki rakietowe musiały przewozić na pokładzie duże zapasy paliwa i nie nadawały się do długich lotów. w atmosferze. Dlatego podjęto ważną decyzję – aby samolot mógł latać z prędkościami naddźwiękowymi i na wszystkich wysokościach, jego silniki muszą posiadać cechy zarówno technologii lotniczej, jak i kosmicznej.

Okazało się, że najbardziej racjonalny dla samolotu hipersonicznego jest silnik strumieniowy (ramjet), który nie ma części wirujących, w połączeniu z silnikiem turboodrzutowym (TRE) do przyspieszania. Założono, że do lotów z prędkościami hipersonicznymi najlepiej nadają się silniki odrzutowe na ciekły wodór. Silnik wspomagający to silnik turboodrzutowy zasilany naftą lub ciekłym wodorem.

W efekcie powstało połączenie oszczędnego silnika turboodrzutowego pracującego w zakresie prędkości obrotowych M=0-2,5, drugiego silnika – strumieniowego, rozpędzającego samolot do M=20 oraz silnika na paliwo ciekłe służącego do wejścia na orbitę (przyspieszenie do pierwszego prędkość ucieczki 7,9 km/s) i wsparcie dla manewrów orbitalnych.

Ze względu na złożoność rozwiązania kompleksu problemów naukowych, technicznych i technologicznych przy tworzeniu jednostopniowego MVKS program podzielono na dwa etapy: stworzenie eksperymentalnego samolotu hipersonicznego o prędkości lotu do M = 5-6 oraz opracowanie prototypu orbitalnego MVKS, zapewniającego przeprowadzenie eksperymentu lotniczego w całym zakresie lotów, aż do spaceru kosmicznego. Ponadto w drugim etapie prac MVKS planowano stworzenie wersji kosmicznego bombowca Tu-2000B, który został zaprojektowany jako samolot dwumiejscowy o zasięgu lotu 10 000 km i masie startowej 350 mnóstwo. Sześć silników zasilanych ciekłym wodorem miało zapewniać prędkość M=6-8 na wysokości 30-35 km.

Zdaniem specjalistów z OKB im. A.N. Tupolewa koszt budowy jednego systemu wideokonferencyjnego powinien wynosić około 480 milionów dolarów według cen z 1995 roku (przy kosztach badań i rozwoju wynoszących 5,29 miliarda dolarów). Szacowany koszt startu miał wynieść 13,6 mln dolarów, przy 20 startach rocznie.

Po raz pierwszy na wystawie Mosaeroshow-92 pokazano model samolotu Tu-2000. Przed przerwaniem prac w 1992 roku dla Tu-2000 wyprodukowano: keson skrzydła ze stopu niklu, elementy kadłuba, kriogeniczne zbiorniki paliwa i kompozytowe przewody paliwowe.

Atomowy M-19

Wieloletni „konkurent” samolotów strategicznych Biura Projektowego im. Tupolew - Doświadczalny Zakład Budowy Maszyn (obecnie EMZ nazwany na cześć Miasiszczowa) był również zaangażowany w rozwój jednostopniowego VKS w ramach badań i rozwoju Kholod-2. Projekt nosił nazwę „M-19” i obejmował prace dotyczące następujących tematów:

Temat 19-1. Utworzenie latającego laboratorium z elektrownią na ciekły wodór, opracowanie technologii pracy z paliwem kriogenicznym;
Temat 19-2. Prace projektowe mające na celu określenie wyglądu samolotu hipersonicznego;
Temat 19-3. Prace projektowe i inżynieryjne mające na celu określenie wyglądu obiecującego systemu wideokonferencyjnego;
Temat 19-4. Prace projektowe i rozwojowe mające na celu określenie wyglądu alternatywnych opcji dla sił powietrzno-kosmicznych z napędem nuklearnym.

Prace nad obiecującym systemem wideokonferencyjnym prowadzono pod bezpośrednim nadzorem Generalnego Projektanta V.M. Myasishchev i generalny projektant A.D. Tochuntsa. W celu realizacji elementów prac badawczo-rozwojowych zatwierdzono plany wspólnej pracy z przedsiębiorstwami Ministerstwa Przemysłu Lotniczego ZSRR, w tym: TsAGI, CIAM, NIIAS, ITPM i wieloma innymi, a także z Instytutem Badawczym ZSRR Akademia Nauk i Ministerstwo Obrony Narodowej.

Wygląd jednostopniowego VKS M-19 ustalono po przestudiowaniu wielu alternatywnych opcji konfiguracji aerodynamicznej. W zakresie badań charakterystyki nowego typu elektrowni, modele typu scramjet poddano testom w tunelach aerodynamicznych przy prędkościach odpowiadających liczbom Macha = 3-12. Aby ocenić skuteczność przyszłego VKS, opracowano także modele matematyczne układów aparaturowych i zespołu napędowego z nuklearnym silnikiem rakietowym (NRE).

Zastosowanie systemu wideokonferencyjnego z połączonym napędem nuklearnym oznaczało poszerzenie możliwości intensywnej eksploracji zarówno przestrzeni bliskiej Ziemi, w tym odległych orbit geostacjonarnych, jak i obszarów głębokiej przestrzeni kosmicznej, w tym Księżyca i przestrzeni cislunarnej.

Obecność na pokładzie VKS instalacji nuklearnej umożliwiłaby także wykorzystanie jej jako potężnej jednostki energetycznej zapewniającej funkcjonowanie nowych rodzajów broni kosmicznej (broń promieniowa, broń promieniowa, środki oddziaływania na warunki klimatyczne itp.).

Połączony układ napędowy (CPS) obejmował:

Utrzymanie nuklearnego silnika rakietowego (NRE) opartego na reaktorze jądrowym z ochroną przed promieniowaniem;
10 dwuobwodowych silników turboodrzutowych (DTRDF) z wymiennikami ciepła w obwodzie wewnętrznym i zewnętrznym oraz dopalaczem;
Hypersoniczne silniki strumieniowe (silniki scramjet);
Dwie turbosprężarki zapewniające pompowanie wodoru przez wymienniki ciepła DTRDF;
Jednostka rozdzielcza z zespołami turbopomp, wymiennikami ciepła i zaworami rurociągowymi, układami kontroli zasilania paliwem.

Wodór stosowany był jako paliwo w silnikach DTRDF i scramjet, był też płynem roboczym w obiegu zamkniętym silnika o napędzie jądrowym.

W ostatecznej formie koncepcja M-19 wyglądała następująco: 500-tonowy VKS wykonuje start i wstępne przyspieszanie jak samolot nuklearny z silnikami o obiegu zamkniętym, a wodór służy jako chłodziwo przenoszące ciepło z reaktora do dziesięciu silników turboodrzutowych . W miarę przyspieszania i zdobywania wysokości wodór zaczyna być dostarczany do dopalaczy silnika turboodrzutowego, a nieco później do silnika scramjet o bezpośrednim przepływie. Wreszcie na wysokości 50 km, przy prędkości lotu ponad 16 Macha, włącza się silnik rakietowy o napędzie atomowym o ciągu 320 tf, który zapewnił dostęp do roboczej orbity na wysokości 185-200 kilometrów . Przy masie startowej około 500 ton VKS M-19 miał wynieść ładunek o masie około 30-40 ton na orbitę referencyjną o nachyleniu 57,3°.

Należy zwrócić uwagę na mało znany fakt, że przy obliczaniu charakterystyk CDU w trybach lotu turboodrzutowego, rakietowo-odrzutowego i hipersonicznego wyniki badań eksperymentalnych i obliczeń przeprowadzonych w CIAM, TsAGI i ITPM SB AS ZSRR był używany.

Ajax” – hiperdźwięk w nowym wydaniu

Prace nad stworzeniem samolotu hipersonicznego prowadzono także w Biurze Projektowym Neva (St. Petersburg), na bazie którego utworzono Państwowe Przedsiębiorstwo Badawcze ds. Prędkości Naddźwiękowych (obecnie OJSC NIPGS HC Leninets).

NIPGS podeszło do stworzenia GLA w całkowicie nowy sposób. Koncepcja Ajaxu GLA została wysunięta pod koniec lat 80-tych. Włodzimierz Lwowicz Freishtadt. Jego istotą jest to, że GLA nie ma zabezpieczenia termicznego (w przeciwieństwie do większości VKS i GLA). Przepływ ciepła występujący podczas lotu hipersonicznego jest wprowadzany do HVA w celu zwiększenia jego zasobów energii. Tym samym Ajax GLA był otwartym systemem aerotermodynamicznym, który zamieniał część energii kinetycznej hipersonicznego strumienia powietrza na energię chemiczną i elektryczną, rozwiązując jednocześnie problem chłodzenia płatowca. W tym celu zaprojektowano główne elementy reaktora chemicznego odzysku ciepła z katalizatorem, umieszczonego pod płatowcem.

Poszycie samolotu w obszarach najbardziej obciążonych termicznie miało powłokę dwuwarstwową. Pomiędzy warstwami płaszcza umieszczono katalizator wykonany z materiału żaroodpornego („gąbki niklowe”), który stanowił aktywny podukład chłodzenia z reaktorami chemicznego odzysku ciepła. Z obliczeń wynika, że we wszystkich trybach lotu hipersonicznego temperatura elementów płatowca GLA nie przekraczała 800-850°C.

GLA składa się z silnika strumieniowego ze spalaniem naddźwiękowym zintegrowanego z płatowcem oraz silnika głównego (napędowego) - chemicznego silnika magnetoplazmowego (MPXE). MPHD miał za zadanie sterować przepływem powietrza za pomocą akceleratora magneto-gazowo-dynamicznego (akcelerator MHD) oraz wytwarzać energię elektryczną za pomocą generatora MHD. Generator miał moc do 100 MW, co wystarczało do zasilania lasera zdolnego razić różne cele na orbitach bliskich Ziemi.

Założono, że podtrzymujący MPHD będzie w stanie zmieniać prędkość lotu w szerokim zakresie wartości Macha lotu. Hamując przepływ hipersoniczny za pomocą pola magnetycznego, stworzono optymalne warunki w naddźwiękowej komorze spalania. Podczas testów w TsAGI ujawniono, że paliwo węglowodorowe powstałe w ramach koncepcji Ajaxu spala się kilkakrotnie szybciej niż wodór. Akcelerator MHD mógł „przyspieszać” produkty spalania, zwiększając maksymalną prędkość lotu do M=25, co gwarantowało wejście na niską orbitę okołoziemską.

Cywilna wersja samolotu hipersonicznego została zaprojektowana na prędkość lotu 6000-12000 km/h, zasięg lotu do 19000 km i przewóz 100 pasażerów. Nie ma informacji o rozwoju militarnym projektu Ajax.

Rosyjska koncepcja hiperdźwięku – rakiety i PAK DA

Prace prowadzone w ZSRR i w pierwszych latach istnienia nowej Rosji nad technologiami hipersonicznymi pozwalają stwierdzić, że oryginalna krajowa metodologia oraz baza naukowo-techniczna została zachowana i wykorzystana do tworzenia rosyjskich HAV - zarówno rakietowych, jak i wersje samolotów.

W 2004 roku podczas ćwiczeń dowodzenia „Bezpieczeństwo 2004” prezydent Rosji W.V. Putin wygłosił oświadczenie, które wciąż ekscytuje umysły „opinie publicznej”. „Przeprowadzono eksperymenty i testy... Wkrótce Siły Zbrojne Rosji otrzymają systemy bojowe zdolne do działania na dystansach międzykontynentalnych, z prędkością hipersoniczną, z dużą celnością, z szerokim manewrem wysokości i kierunku uderzenia. Dzięki tym kompleksom wszelkie systemy obrony przeciwrakietowej, istniejące i przyszłe, nie będą obiecujące”..

Niektóre krajowe media zinterpretowały to stwierdzenie zgodnie ze swoim najlepszym zrozumieniem. Na przykład: „Rosja opracowała pierwszy na świecie hipersoniczny pocisk manewrujący, który został wystrzelony z bombowca strategicznego Tu-160 w lutym 2004 roku, kiedy odbywały się ćwiczenia dowództwa Security 2004…

Faktycznie w trakcie ćwiczeń wystrzelono rakietę balistyczną RS-18 Stiletto z nowym wyposażeniem bojowym. Zamiast konwencjonalnej głowicy bojowej RS-18 zawierał urządzenie zdolne do zmiany wysokości i kierunku lotu, a tym samym pokonywania wszelkich, w tym amerykańskich, obrony przeciwrakietowej. Najwyraźniej urządzeniem testowanym podczas ćwiczeń Security 2004 był mało znany hipersoniczny pocisk manewrujący (GKR) X-90, opracowany w Raduga IKB na początku lat 90. XX wieku.

Sądząc po charakterystyce tego pocisku, bombowiec strategiczny Tu-160 może przenosić dwa X-90. Reszta charakterystyk wygląda następująco: masa rakiety - 15 ton, silnik główny - scramjet, akcelerator - silnik rakietowy na paliwo stałe, prędkość lotu - 4-5 M, wysokość startu - 7000 m, wysokość lotu - 7000-20000 m, start zasięg 3000-3500 km, liczba głowic – 2, moc głowicy – 200 kt.

W debacie o tym, czy lepszy jest samolot, czy rakieta, najczęściej przegrywały samoloty, gdyż rakiety okazywały się szybsze i skuteczniejsze. A samolot stał się nośnikiem rakiet manewrujących zdolnych razić cele w odległości 2500-5000 km. Bombowiec strategiczny wystrzeliwując rakietę w cel, nie wszedł w strefę obrony przeciwlotniczej, więc uczynienie go hiperdźwiękowym nie miało sensu.

„Hipersoniczna rywalizacja” między samolotami a rakietami zbliża się obecnie do nowego zakończenia z przewidywalnym skutkiem – rakiety ponownie wyprzedzają samoloty.

Oceńmy sytuację. Lotnictwo dalekiego zasięgu wchodzące w skład Rosyjskich Sił Powietrzno-Kosmicznych jest uzbrojone w 60 samolotów turbośmigłowych Tu-95MS i 16 bombowców odrzutowych Tu-160. Żywotność Tu-95MS kończy się za 5-10 lat. Ministerstwo Obrony podjęło decyzję o zwiększeniu liczby Tu-160 do 40 sztuk. Trwają prace nad modernizacją Tu-160. Tym samym VKS wkrótce zacznie otrzymywać nowe Tu-160M. Biuro Projektowe Tupolewa jest także głównym twórcą obiecującego kompleksu lotniczego dalekiego zasięgu (PAK DA).

Nasz „prawdopodobny przeciwnik” nie siedzi bezczynnie, on inwestuje pieniądze w rozwój koncepcji Prompt Global Strike (PGS). Możliwości budżetu wojskowego USA pod względem wielkości finansowania znacznie przekraczają możliwości budżetu Rosji. Ministerstwo Finansów i Ministerstwo Obrony spierają się o wysokość finansowania Państwowego Programu Uzbrojenia na okres do 2025 roku. I mówimy nie tylko o bieżących kosztach zakupu nowej broni i sprzętu wojskowego, ale także o obiecujących rozwiązaniach, do których zaliczają się technologie PAK DA i GLA.

W tworzeniu amunicji hipersonicznej (pocisków lub pocisków) nie wszystko jest jasne. Oczywistą zaletą hiperdźwięku jest szybkość, krótki czas dotarcia do celu oraz duża gwarancja pokonania systemów obrony powietrznej i przeciwrakietowej. Istnieje jednak wiele problemów – wysoki koszt jednorazowej amunicji, złożoność kontroli przy zmianie toru lotu. Te same niedociągnięcia stały się decydującymi argumentami w ograniczeniu lub zamknięciu załogowych programów hipersonicznych, czyli samolotów hipersonicznych.

Problem wysokich kosztów amunicji można rozwiązać poprzez obecność na pokładzie samolotu potężnego kompleksu komputerowego do obliczania parametrów bombardowania (wystrzeliwania), który zamienia konwencjonalne bomby i rakiety w broń o wysokiej precyzji. Podobne systemy komputerów pokładowych instalowane w głowicach rakiet hipersonicznych pozwalają zrównać je z klasą strategicznej broni precyzyjnej, która zdaniem ekspertów wojskowych PLA może zastąpić systemy międzykontynentalne międzykontynentalne rakiety balistyczne. Obecność rakiet zasięgu strategicznego postawi pod znakiem zapytania potrzebę utrzymania lotnictwa dalekiego zasięgu, gdyż ma ono ograniczenia w szybkości i efektywności użycia bojowego.

Pojawienie się w arsenale jakiejkolwiek armii hipersonicznego pocisku przeciwlotniczego (GZR) zmusi lotnictwo strategiczne do „ukrywania się” na lotniskach, ponieważ Maksymalny dystans, z jakiego można użyć rakiet manewrujących bombowca, taki GZR pokona w ciągu kilku minut. Zwiększenie zasięgu, celności i zwrotności GZR pozwoli im zestrzelić wrogie międzykontynentalne międzykontynentalne rakiety balistyczne na dowolnej wysokości, a także zakłócić masowy nalot bombowców strategicznych, zanim dotrą one do linii startu rakiet manewrujących. Pilot „stratega” może wykryć wystrzelenie GZR, ale jest mało prawdopodobne, że będzie miał czas na pokierowanie samolotem przed porażką.

Rozwój GLA, który jest obecnie intensywnie prowadzony w krajach rozwiniętych, wskazuje, że trwają poszukiwania niezawodnego narzędzia (broni), które będzie w stanie niezawodnie zniszczyć arsenał nuklearny wroga przed użyciem broni nuklearnej, jako ostatni argument w ochronie suwerenność państwa. Broni hipersonicznej można także użyć przeciwko głównym ośrodkom władzy politycznej, gospodarczej i militarnej państwa.

Hypersound nie został zapomniany w Rosji, trwają prace nad stworzeniem broni rakietowej opartej na tej technologii (Sarmat ICBM, Rubezh ICBM, X-90), ale opierającej się tylko na jednym rodzaju broni („cudowna broń”, „broń odwetu” „) byłoby co najmniej nieprawidłowe.

Nadal nie ma jasności w tworzeniu PAK DA, ponieważ podstawowe wymagania dotyczące jego przeznaczenia i zastosowania bojowego są nadal nieznane. Istniejące bombowce strategiczne, będące elementami rosyjskiej triady nuklearnej, stopniowo tracą na znaczeniu w związku z pojawieniem się nowych rodzajów broni, w tym hipersonicznej.

Proklamowany jako główne zadanie NATO przebieg „powstrzymania” Rosji może obiektywnie doprowadzić do agresji na nasz kraj, w której wezmą udział wyszkolone i uzbrojone w nowoczesne środki armie Traktatu Północnoatlantyckiego. Pod względem liczebności personelu i uzbrojenia NATO jest 5–10 razy większe od Rosji. Wokół Rosji budowany jest „pas sanitarny”, obejmujący bazy wojskowe i pozycje obrony przeciwrakietowej. Zasadniczo działania NATO opisywane są w kategoriach wojskowych jako przygotowanie operacyjne teatru działań (teatru działań). Jednocześnie głównym źródłem dostaw broni pozostają Stany Zjednoczone, podobnie jak miało to miejsce zarówno podczas I, jak i II wojny światowej.

Hipersoniczny bombowiec strategiczny może w ciągu godziny znaleźć się w dowolnym miejscu na świecie, nad dowolnym obiektem wojskowym (bazą), z którego zapewnione jest zaopatrzenie w surowce grup wojsk, w tym znajdujących się w „pasie sanitarnym”. Mało podatny na systemy obrony przeciwrakietowej i przeciwlotniczej, może niszczyć takie obiekty za pomocą potężnej, precyzyjnej broni niejądrowej. Obecność takiego GLA w czasie pokoju stanie się dodatkowym czynnikiem odstraszającym zwolenników globalnych przygód militarnych.

Cywilny GLA może stać się techniczną podstawą przełomu w rozwoju lotów międzykontynentalnych i technologii kosmicznych. Podstawa naukowa i techniczna projektów Tu-2000, M-19 i Ajax jest nadal aktualna i może być pożądana.

O tym, jaki będzie przyszły PAK DA – poddźwiękowy z SGKR czy hiperdźwiękowy ze zmodyfikowaną bronią konwencjonalną – zadecydują klienci – Ministerstwo Obrony Narodowej i Rząd Rosji.

„Kto zwycięży według wstępnej kalkulacji przed bitwą, ma duże szanse. Kto nie wygra kalkulacją jeszcze przed bitwą, ma małe szanse. Wygrywa ten, kto ma duże szanse. Ci, którzy mają małe szanse, nie wygrywają. Zwłaszcza taki, który nie ma żadnych szans. /Sun Tzu, „Sztuka wojny”/

Ekspert wojskowy Aleksiej Leonkow

łącze.
Roczny koszt subskrypcji -
10 800 rubli.

Jest zbyt wcześnie, aby mówić o wyścigu zbrojeń w tym obszarze – dziś jest to wyścig technologiczny. Projekty hipersoniczne nie wyszły jeszcze poza zakres prac badawczo-rozwojowych: na razie w lot wysyłane są głównie demonstratory. Ich poziom gotowości technologicznej w skali DARPA plasuje się głównie na pozycjach od czwartej do szóstej (w dziesięciopunktowej skali).

O hiperdźwiękach nie trzeba jednak mówić jako o jakiejś nowince technicznej. Głowice międzykontynentalne międzykontynentalne rakiety balistyczne (ICBM) wchodzą do atmosfery przy hiperdźwiękach, pojazdy zniżające z astronautami i promy kosmiczne również są hiperdźwiękowe. Jednak latanie z prędkością hipersoniczną podczas deorbitacji jest konieczną koniecznością i nie trwa długo. Porozmawiamy o samolotach, dla których hiperdźwięk jest normalnym trybem działania, a bez niego nie będą w stanie wykazać się swoją wyższością oraz pokazać swoich możliwości i mocy.

Szybki skaut
SR-72 to obiecujący amerykański samolot, który może stać się funkcjonalnym odpowiednikiem legendarnego SR-71 - naddźwiękowego i superzwrotnego samolotu rozpoznawczego. Główną różnicą w stosunku do poprzednika jest brak pilota w kokpicie i prędkość hipersoniczna.

Uderzenie z orbity

Porozmawiamy o hipersonicznym manewrowaniu kontrolowanymi obiektami - głowicach manewrowych międzykontynentalnych rakiet balistycznych, hipersonicznych rakietach manewrujących, hipersonicznych UAV. Co dokładnie mamy na myśli, mówiąc o samolocie hipersonicznym? Przede wszystkim mamy na myśli następujące cechy: prędkość lotu - 5-10 M (6150-12 300 km/h) i więcej, zasięg przelatywanych wysokości lotu - 25-140 km. Jedną z najbardziej atrakcyjnych cech pojazdów hipersonicznych jest niemożność niezawodnego śledzenia przez systemy obrony powietrznej, ponieważ obiekt leci w chmurze plazmowej, niewidocznej dla radarów. Warto również zwrócić uwagę na dużą zwrotność i minimalny czas reakcji na porażkę. Przykładowo pojazd hipersoniczny potrzebuje zaledwie godziny od opuszczenia orbity oczekującej, aby trafić w wybrany cel.

Projekty pojazdów hipersonicznych były opracowywane nie raz i nadal są rozwijane w naszym kraju. Można przywołać Tu-130 (6 M), samolot Ajax (8-10 M), projekty szybkich samolotów hipersonicznych z Biura Projektowego im. Mikojan na paliwie węglowodorowym do różnych zastosowań oraz samolot hipersoniczny (6 M) na dwóch rodzajach paliwa – wodorze dla dużych prędkości lotu i nafcie dla niższych.

Pocisk hipersoniczny Boeing X-51A Waverider opracowywany jest w Stanach Zjednoczonych

Projekt OKB odcisnął swoje piętno na inżynierii. Mikojana „Spirala”, w którym hipersoniczny samolot powrotny został wyniesiony na orbitę sztucznego satelity za pomocą hipersonicznego samolotu wspomagającego, a po zakończeniu misji bojowych na orbicie powrócił do atmosfery, wykonując w niej manewry również z prędkościami hipersonicznymi. Rozwój projektu Spiral został wykorzystany w projektach promów kosmicznych BOR i Buran. Oficjalnie niepotwierdzone są informacje na temat powstającego w USA hipersonicznego samolotu Aurora. Wszyscy o nim słyszeli, ale nikt go nigdy nie widział.

„Cyrkon” dla floty

17 marca 2016 roku ujawniono, że Rosja oficjalnie rozpoczęła testy hipersonicznego przeciwokrętowego pocisku manewrującego (ASC) Zircon. Atomowe okręty podwodne piątej generacji (Husky) również zostaną uzbrojone w najnowszy pocisk nawodny i, oczywiście, otrzyma go również okręt flagowy rosyjskiej floty, Piotr Wielki. Prędkość 5-6 m i zasięg co najmniej 400 km (rakieta pokona tę odległość w cztery minuty) znacznie utrudnią stosowanie środków zaradczych. Wiadomo, że rakieta będzie wykorzystywać nowe paliwo Decilin-M, które zwiększa zasięg lotu o 300 km. Twórcą przeciwokrętowego systemu rakietowego Zircon jest NPO Mashinostroeniya, część korporacji Taktycznej Broni Rakietowej. Pojawienia się seryjnej rakiety można spodziewać się do 2020 roku. Warto wziąć pod uwagę, że Rosja ma duże doświadczenie w tworzeniu szybkich przeciwokrętowych rakiet manewrujących, takich jak seryjny pocisk przeciwokrętowy P-700 Granit (2,5 M), seryjny pocisk przeciwokrętowy P-270 Moskit (2,8 M ), który zostanie zastąpiony nowym systemem rakiet przeciwokrętowych Zircon.

skrzydlate uderzenie
Bezzałogowy hipersoniczny samolot szybujący, opracowany w Biurze Projektowym Tupolewa pod koniec lat 50. XX wieku, miał stanowić ostatni etap systemu rakietowego uderzenia.

Przebiegła głowica bojowa

Pierwsze informacje o wyniesieniu produktu Yu-71 (jak się go nazywa na Zachodzie) na niską orbitę okołoziemską przez rakietę RS-18 Stiletto i jego powrocie do atmosfery pojawiły się w lutym 2015 roku. Wystrzelenie nastąpiło z obszaru pozycji formacji Dombrovsky przez 13. dywizję rakietową Strategicznych Sił Rakietowych (obwód Orenburg). Poinformowano także, że do 2025 roku dywizja otrzyma 24 produkty Yu-71 na wyposażenie nowych rakiet Sarmat. Produkt Yu-71 został również stworzony przez NPO Mashinostroeniya w ramach Projektu 4202 od 2009 roku.

Produkt jest superzwrotną głowicą rakietową, wykonującą lot ślizgowy z prędkością 11 000 km/h. Może wylecieć w bliski kosmos i stamtąd razić cele, a także przenosić ładunek nuklearny i być wyposażony w elektroniczny system walki. W momencie „zanurzenia” w atmosferę prędkość może wynosić 5000 m/s (18 000 km/h), dzięki czemu Yu-71 jest chroniony przed przegrzaniem i przeciążeniami oraz może łatwo zmienić kierunek lotu bez konieczności zniszczony.

Element płatowca hipersonicznego, który pozostał projektem
Długość samolotu miała wynosić 8 m, rozpiętość skrzydeł 2,8 m.

Produkt Yu-71, charakteryzujący się dużą manewrowością przy prędkościach hipersonicznych na wysokości i kursie oraz lataniu nie po trajektorii balistycznej, staje się nieosiągalny dla żadnego systemu obrony powietrznej. Ponadto głowicą można sterować, dzięki czemu ma bardzo wysoką dokładność rażenia: pozwoli to również na użycie jej w niejądrowej wersji o wysokiej precyzji. Wiadomo, że w latach 2011–2015 odbyło się kilka startów. Przewiduje się, że produkt Yu-71 zostanie oddany do użytku w 2025 roku i zostanie wyposażony w międzykontynentalny międzykontynentalny pocisk rakietowy Sarmat.

Powstań

Wśród projektów z przeszłości można wymienić rakietę X-90 opracowaną przez Raduga IKB. Początki projektu sięgają 1971 r.; zamknięto go w 1992 r., trudnym dla kraju roku, chociaż przeprowadzone testy wykazały dobre wyniki. Rakietę wielokrotnie demonstrowano na pokazach lotniczych MAKS. Kilka lat później projekt wznowiono: rakieta po wystrzeleniu z lotniskowca Tu-160 uzyskała prędkość 4-5 M i zasięg 3500 km. Lot demonstracyjny odbył się w 2004 roku. Miał on uzbroić rakietę w dwie odłączane głowice bojowe umieszczone po bokach kadłuba, jednak pocisk nigdy nie wszedł do służby.

Pocisk hipersoniczny RVV-BD został opracowany przez Biuro Projektowe Vympel imienia I.I. Toropowa. Kontynuuje linię rakiet K-37, K-37M, które służą w MiG-31 i MiG-31BM. Hipersoniczne myśliwce przechwytujące projektu PAK DP również zostaną uzbrojone w rakietę RVV-BD. Jak wynika z oświadczenia szefa KTRV Borysa Wiktorowicza Obnosowa złożonego na targach MAKS 2015, rakieta zaczęła być produkowana masowo, a jej pierwsze partie zjadą z linii montażowej w 2016 roku. Pocisk waży 510 kg, posiada głowicę odłamkowo-burzącą i będzie razić cele w odległości do 200 km na różnych wysokościach. Dwusystemowy silnik rakietowy na paliwo stałe pozwala mu osiągnąć prędkość hipersoniczną 6 Macha.

SR-71
Dziś ten samolot, dawno wycofany ze służby, zajmuje poczesne miejsce w historii lotnictwa. Zastępuje go hiperdźwięk.

Hypersound Niebiańskiego Imperium

Jesienią 2015 roku Pentagon poinformował, co potwierdził Pekin, że Chiny pomyślnie przeprowadziły testy hipersonicznego samolotu manewrującego DF-ZF Yu-14 (WU-14), który został wystrzelony z poligonu w Wuzhai. Yu-14 oddzielił się od lotniskowca „na krawędzi atmosfery”, a następnie poszybował w kierunku celu położonego kilka tysięcy kilometrów w zachodnich Chinach. Lot DF-ZF był monitorowany przez amerykańskie służby wywiadowcze i według ich danych urządzenie manewrowało z prędkością 5 Mach, choć jego prędkość mogła potencjalnie osiągnąć 10 Mach. Chiny twierdziły, że rozwiązały problem hipersonicznego odrzutowca silniki do takich urządzeń i stworzyli nowe, lekkie materiały kompozytowe chroniące przed nagrzewaniem kinetycznym. Przedstawiciele Chin poinformowali także, że Yu-14 jest w stanie przebić się przez amerykański system obrony powietrznej i przeprowadzić globalny atak nuklearny.

Projekty Ameryki

Obecnie w Stanach Zjednoczonych „działają” różne samoloty hipersoniczne, które przechodzą próby w locie z różnym powodzeniem. Prace nad nimi rozpoczęły się na początku XXI wieku, a dziś znajdują się na różnym poziomie gotowości technologicznej. Niedawno twórca pojazdu hipersonicznego X-51A, firma Boeing, ogłosiła, że X-51A zostanie oddany do użytku w 2017 roku.

Do projektów realizowanych w Stanach Zjednoczonych należą: projekt hipersonicznej głowicy manewrującej AHW (Advanced Hypersonic Weapon), hipersoniczny samolot Falcon HTV-2 (Hyper-Sonic Technology Vehicle) wystrzelony przy użyciu międzykontynentalnych rakiet międzykontynentalnych, hipersoniczny samolot X-43 Hyper-X, prototypowy hipersoniczny pocisk manewrujący Boeing X-51A Waverider, wyposażony w hipersoniczny silnik strumieniowy ze spalaniem naddźwiękowym. Wiadomo również, że w Stanach Zjednoczonych trwają prace nad hipersonicznym UAV SR-72 firmy Lockheed Martin, który oficjalnie ogłosił prace nad tym produktem dopiero w marcu 2016 roku.

Kosmiczna „spirala”
Hiperdźwiękowy samolot wspomagający opracowany w ramach projektu Spiral. Oczekiwano również, że system będzie obejmował wojskowy samolot orbitalny ze wzmacniaczem rakietowym.

Pierwsza wzmianka o dronie SR-72 pochodzi z 2013 roku, kiedy Lockheed Martin ogłosił, że opracuje hipersoniczny UAV SR-72, który zastąpi samolot rozpoznawczy SR-71. Będzie latał z prędkością 6400 km/h na wysokościach eksploatacyjnych 50-80 km do wysokości suborbitalnej, będzie posiadał dwuobwodowy układ napędowy ze wspólnym wlotem powietrza i aparatem dyszowym opartym na silniku turboodrzutowym do przyspieszania od prędkości 3 M oraz hipersoniczny silnik strumieniowy ze spalaniem naddźwiękowym do lotu z prędkościami powyżej 3 M. SR-72 będzie wykonywał misje rozpoznawcze, a także uderzał precyzyjną bronią powietrze-ziemia w postaci lekkich rakiet bez silnik – nie będą go potrzebować, ponieważ dostępna jest już dobra prędkość startu hipersonicznego.

Do problematycznych kwestii SR-72 eksperci zaliczają wybór materiałów i konstrukcję obudowy, która wytrzymuje duże obciążenia termiczne wynikające z nagrzewania kinetycznego w temperaturach 2000°C i wyższych. Konieczne będzie także rozwiązanie problemu oddzielania broni od wewnętrznych przedziałów przy prędkości lotu hipersonicznego 5-6 M i wyeliminowanie przypadków utraty łączności, które wielokrotnie obserwowano podczas testów obiektu HTV-2. Lockheed Martin Corporation stwierdziła, że rozmiar SR-72 będzie porównywalny z rozmiarem SR-71 – w szczególności długość SR-72 wyniesie 30 m. Oczekuje się, że SR-72 wejdzie do służby 2030.

W historii GLA zostały one wdrożone w postaci kilku samolotów testowych, bezzałogowych statków powietrznych i stopni orbitalnych-samolotów kosmicznych statków kosmicznych wielokrotnego użytku (MTSC). Istniała i nadal istnieje duża liczba projektów pojazdów tego typu, a także systemów lotniczych i kosmicznych (samoloty orbitalne) z hipersonicznym wzmacniaczem i stopniami orbitalnymi czy jednostopniowych samolotów kosmicznych AKS i samolotów pasażerskich.

Jednym z pierwszych szczegółowych projektów GLA był niezrealizowany projekt Zengera mający na celu stworzenie częściowo orbitalnego bojowego statku kosmicznego-bombowca „Silbervogel” w nazistowskich Niemczech.

W przeciwieństwie do samolotów kosmicznych, ze względu na potrzebę stosowania o rząd wielkości bardziej złożonych technologii napędowych i konstrukcyjnych przy tworzeniu statków kosmicznych, dotychczas nie wdrożono ani jednego projektu statku kosmicznego.

Samolot hipersoniczny

W latach 60. XX w. Stany Zjednoczone realizowały program opracowania i pilotażu eksperymentalnego samolotu rakietowego North American X-15, który stał się pierwszym w historii i przez 40 lat jedynym samolotem GLA wykonującym suborbitalne załogowe loty kosmiczne. W USA 13 jego lotów odbyło się na dystansie powyżej 80 km, a na świecie (FAI) - 2 z nich, w których przekroczono granicę przestrzeni 100 km, uznawane są za suborbitalne załogowe loty kosmiczne, a ich uczestnikami są astronauci.

Podobne programy w ZSRR i innych krajach.

Na początku XXI wieku w Rosji istniał projekt częściowo wielokrotnego użytku ze skrzydłami statku kosmicznego Clipper, wystrzelonego na konwencjonalnej rakiecie nośnej, ale został on anulowany.

W USA kontynuowany jest projekt Boeing X-37, obejmujący loty na orbitę eksperymentalnego samolotu kosmicznego wystrzelonego na rakiecie nośnej. Trwają prace nad projektami: w Wielkiej Brytanii – jednostopniowy samolot kosmiczny AKS Skylon z poziomym startem i lądowaniem, w Indiach – prototypowy samolot kosmiczny wystrzelony na rakiecie nośnej – prototyp jednostopniowego statku kosmicznego AKS RLV/AVATAR z start pionowy i lądowanie poziome, w Chinach – samolot kosmiczny wystrzelony na rakiecie nośnej i jego prototyp Shenlong oraz dwustopniowy MTKK z poziomym startem i lądowaniem itp.

Jednostopniowy system przestrzeni

Hypersoniczne UAV

Opracowywane i wdrażane są projekty specjalnych eksperymentalnych bezzałogowych statków powietrznych w celu sprawdzenia możliwości budowy dwu- i jednostopniowych statków kosmicznych transportowych wielokrotnego użytku (samolotów kosmicznych i statków kosmicznych) kolejnych generacji oraz obiecujących technologii silników rakietowych (silniki scramjet) i innych.

Projekty bezzałogowych GAV doprowadzono do różnych początkowych etapów realizacji w USA – Boeing X-43, Rosji – „Cold” i „Igla”, Niemczech – SHEFEX (prototyp samolotu kosmicznego/samolotu kosmicznego), Australii – AUSROCK i innych.

Pociski hipersoniczne i głowice rakietowe

Wcześniej opracowano szereg projektów eksperymentalnych i bojowych rakiet manewrujących (na przykład X-90 w ZSRR) i innych niż rejsowe (na przykład X-45 w ZSRR) rakiet osiągających prędkości hipersoniczne.

Technologie i zastosowania

GZLA mogą być pozbawione silników lub wyposażone w różnego rodzaju układy napędowe: silniki rakietowe na ciecz (LPRE), hipersoniczne silniki strumieniowe (SCREM), silniki rakietowe na paliwo stałe (SDTT) (a także teoretycznie nuklearne silniki rakietowe (NRE) i inne), w tym łącznie z kombinacją takich silników i akceleratorów. Oznacza to, że termin „hipersoniczny” oznacza zdolność pojazdu do poruszania się w powietrzu z prędkością hipersoniczną, wykorzystując zarówno silniki, jak i powietrze w takiej czy innej formie.

Biorąc pod uwagę potencjał tej technologii, organizacje na całym świecie prowadzą badania nad lotem hipersonicznym i rozwojem. odrzutowiec. Najwyraźniej pierwsze zastosowanie będzie dotyczyło kierowanych rakiet wojskowych, gdyż w tym obszarze wymagany jest jedynie tryb samolotowy w zakresie wysokościowym, a nie przyspieszenie do prędkości orbitalnej. Zatem główne środki na rozwój w tej dziedzinie pochodzą właśnie w ramach kontraktów wojskowych.

Hiperdźwiękowe systemy kosmiczne mogą, ale nie muszą, czerpać korzyści ze stosowania stopni odrzutowiec. Specyficzny impuls lub wydajność odrzutowiec teoretycznie waha się od 1000 do 4000 sekund, natomiast w przypadku rakiety wartość ta nie przekracza w 2009 roku 470 sekund, co w zasadzie oznacza znacznie tańszy dostęp do przestrzeni kosmicznej. Jednak liczba ta szybko się zmniejszy wraz ze wzrostem prędkości, a także nastąpi pogorszenie jakości aerodynamicznej. Problem małego przełożenia ciągu jest istotny odrzutowiec do jego masy, która wynosi 2, co stanowi około 50 razy więcej niż ten wskaźnik dla LRE. Częściowo rekompensuje to fakt, że koszt kompensacji grawitacji w rzeczywistym trybie samolotu jest niewielki, ale dłuższy pobyt w atmosferze oznacza większe straty aerodynamiczne.

Samolot - samolot pasażerski z odrzutowiec powinien znacznie skrócić czas podróży z jednego punktu do drugiego, potencjalnie umożliwiając dotarcie do dowolnego punktu na Ziemi w ciągu 90 minut. Pozostają jednak pytania, czy takie pojazdy będą w stanie przewieźć wystarczającą ilość paliwa, aby przelecieć wystarczająco duże odległości i czy będą w stanie latać na wystarczającej wysokości, aby uniknąć efektów dźwiękowych towarzyszących lotom naddźwiękowym. Niepewne pozostają także kwestie związane z całkowitym kosztem takich lotów i możliwością ponownego wykorzystania urządzeń po locie hipersonicznym.

Zalety i wady w przypadku statku kosmicznego

Zaletą samolotu hipersonicznego jest np X-30 polega na wyeliminowaniu lub zmniejszeniu ilości transportowanego środka utleniającego. Na przykład zewnętrzny zbiornik promu kosmicznego w momencie startu zawiera 616 ton ciekłego tlenu (utleniacza) i 103 ton ciekłego wodoru (paliwa). Sam prom kosmiczny w momencie lądowania waży nie więcej niż 104 tony. Zatem 75% całej struktury stanowi transportowany utleniacz. Wyeliminowanie tej dodatkowej masy powinno odciążyć pojazd i, miejmy nadzieję, zwiększyć współczynnik ładowności. Ten ostatni można uznać za główny cel badania odrzutowiec wraz z perspektywą obniżenia kosztów dostarczania ładunku na orbitę.

Ale są pewne wady:

Niski stosunek ciągu do masy

Silnik rakietowy na ciecz („ LRE") jest inny Bardzo wysoki ciąg w stosunku do masy (do 100:1 lub więcej), co pozwala rakietom osiągać wysokie osiągi w dostarczaniu ładunku na orbitę. Wręcz przeciwnie, współczynnik ciągu odrzutowiec do jego masy wynosi około 2, co oznacza zwiększenie udziału silnika w masie startowej urządzenia (bez uwzględnienia konieczności co najmniej czterokrotnego zmniejszania tej wartości ze względu na brak utleniacza). Ponadto obecność niższego ograniczenia prędkości odrzutowiec a spadek jego wydajności wraz ze wzrostem prędkości determinuje potrzebę stosowania w takich systemach kosmicznych LRE ze wszystkimi ich wadami.

Potrzeba dodatkowych silników, aby osiągnąć orbitę

Naddźwiękowy Ramjet mają teoretyczny zakres prędkości roboczych od 5-7 do pierwszej prędkości ucieczki 25, ale jak wykazały badania w ramach projektu X-30 górną granicę wyznacza możliwość spalania paliwa w przepływającym powietrzu i wynosi około 17. Zatem w nieroboczym zakresie prędkości wymagany jest kolejny dodatkowy układ przyspieszania reakcji. Ponieważ wymagana różnica w uzupełnianiu prędkości jest niewielka i proporcja pon Ponieważ masa startowa samolotu hipersonicznego jest duża, zastosowanie dodatkowych wspomagaczy rakietowych różnego typu jest całkowicie akceptowalną opcją. Przeciwnicy badań odrzutowiec argumentują, że jakakolwiek obietnica tego typu aparatury może objawiać się tylko w przypadku jednostopniowych systemów kosmicznych. Zwolennicy tych badań twierdzą, że możliwości wykorzystania systemów wielostopniowych odrzutowiec również uzasadnione.

Etap powrotu

Potencjalnie dolna część osłony termicznej hipersonicznego statku kosmicznego musiałaby zostać podwojona, aby pojazd mógł powrócić na powierzchnię. Zastosowanie powłoki ablacyjnej może oznaczać jej utratę po wejściu na orbitę; aktywna ochrona termiczna wykorzystująca paliwo jako chłodziwo wymaga pracy silnika.

Cena

Zmniejszenie ilości paliwa i utleniacza w przypadku pojazdów hipersonicznych oznacza zwiększenie udziału kosztu samego urządzenia w całkowitym koszcie systemu. W rzeczywistości koszt jednego samolotu z odrzutowiec może być bardzo wysoki w porównaniu z kosztem paliwa, ponieważ koszt sprzętu lotniczego jest co najmniej o dwa rzędy wielkości wyższy niż koszt ciekłego tlenu i zbiorników na niego. Zatem urządzenia z odrzutowiec najbardziej uzasadnione jako systemy wielokrotnego użytku. Nie do końca jasne jest, czy sprzęt będzie mógł być ponownie użyty w ekstremalnych warunkach lotu hipersonicznego i czy będzie można go ponownie wykorzystać – żaden z dotychczas zaprojektowanych systemów nie przewidywał możliwości jego zwrotu i ponownego użycia.

Ostateczny koszt takiego urządzenia jest przedmiotem intensywnych dyskusji, ponieważ obecnie nie ma jednoznacznej pewności co do perspektyw takich systemów. Najwyraźniej, aby było to ekonomicznie uzasadnione, pojazd hipersoniczny będzie musiał mieć więcej pon w porównaniu z rakietą nośną o tej samej masie startowej.

Samoloty hipersoniczne, które w najbliższej przyszłości osiągną dojrzałość techniczną, mogą radykalnie zmienić całą dziedzinę broni rakietowej. A Rosja będzie musiała dołączyć do tego wyścigu, w przeciwnym razie istnieje ryzyko, że straci zbyt wiele. W końcu mówimy o niczym innym jak o rewolucji naukowo-technologicznej.

Szybki samolot rozpoznawczy: SR-72 to obiecujący amerykański samolot, który może stać się funkcjonalnym odpowiednikiem legendarnego SR-71 - naddźwiękowego i superzwrotnego samolotu rozpoznawczego. Główną różnicą w stosunku do poprzednika jest brak pilota w kokpicie i prędkość hipersoniczna.

Uderzenie z orbity

Warto również zwrócić uwagę na dużą zwrotność i minimalny czas reakcji na porażkę. Przykładowo pojazd hipersoniczny potrzebuje zaledwie godziny od opuszczenia orbity oczekującej, aby trafić w wybrany cel.

Pocisk hipersoniczny Boeing X-51A Waverider opracowywany jest w Stanach Zjednoczonych

Projekt OKB pozostawił ślad w historii inżynierii. Mikojana „Spirala”, w którym hipersoniczny samolot powrotny został wyniesiony na orbitę sztucznego satelity za pomocą hipersonicznego samolotu wspomagającego, a po zakończeniu misji bojowych na orbicie powrócił do atmosfery, wykonując w niej manewry również z prędkościami hipersonicznymi. Rozwój projektu Spiral został wykorzystany w projektach promów kosmicznych BOR i Buran. Oficjalnie niepotwierdzone są informacje na temat powstającego w USA hipersonicznego samolotu Aurora. Wszyscy o nim słyszeli, ale nikt go nigdy nie widział.

„Cyrkon” dla floty

17 marca 2016 roku ujawniono, że Rosja oficjalnie rozpoczęła testy hipersonicznego przeciwokrętowego pocisku manewrującego (ASC). W najnowszy pocisk nawodny zostaną uzbrojone także nuklearne okręty podwodne piątej generacji („Husky”) i oczywiście otrzyma go również okręt flagowy rosyjskiej floty. Prędkość 5-6 m i zasięg co najmniej 400 km (rakieta pokona tę odległość w cztery minuty) znacznie utrudnią stosowanie środków zaradczych. Wiadomo, że rakieta będzie wykorzystywać nowe paliwo Decilin-M, które zwiększa zasięg lotu o 300 km.

Twórcą przeciwokrętowego systemu rakietowego Zircon jest NPO Mashinostroeniya, część korporacji Taktycznej Broni Rakietowej. Pojawienia się seryjnej rakiety można spodziewać się do 2020 roku. Warto wziąć pod uwagę, że Rosja ma duże doświadczenie w tworzeniu szybkich przeciwokrętowych rakiet manewrujących, takich jak seryjny pocisk przeciwokrętowy P-700 Granit (2,5 M), seryjny pocisk przeciwokrętowy P-270 Moskit (2,8 M ), który zostanie zastąpiony nowym systemem rakiet przeciwokrętowych Zircon.

Winged Strike: bezzałogowy hipersoniczny samolot szybujący, opracowany przez Biuro Projektowe Tupolewa pod koniec lat pięćdziesiątych XX wieku, miał reprezentować końcowy etap systemu uderzenia rakietowego.

Przebiegła głowica bojowa

Pierwsze informacje o wyniesieniu produktu Yu-71 (jak się go nazywa na Zachodzie) na niską orbitę okołoziemską przez rakietę RS-18 Stiletto i jego powrocie do atmosfery pojawiły się w lutym 2015 roku. Wystrzelenie nastąpiło z obszaru pozycji formacji Dombrovsky przez 13. dywizję rakietową Strategicznych Sił Rakietowych (obwód Orenburg). Poinformowano również, że do 2025 roku dywizja otrzyma 24 produkty Yu-71 na wyposażenie nowych. Produkt Yu-71 został również stworzony przez NPO Mashinostroeniya w ramach Projektu 4202 od 2009 roku.

Element płatowca broni hipersonicznej, który pozostał projektem. Długość samolotu miała wynosić 8 m, rozpiętość skrzydeł 2,8 m.

Produkt Yu-71, charakteryzujący się dużą manewrowością przy prędkościach hipersonicznych na wysokości i kursie oraz lataniu nie po trajektorii balistycznej, staje się nieosiągalny dla żadnego systemu obrony powietrznej. Ponadto głowicą można sterować, dzięki czemu ma bardzo wysoką dokładność rażenia: pozwoli to również na użycie jej w niejądrowej wersji o wysokiej precyzji. Wiadomo, że w latach 2011–2015 odbyło się kilka startów. Przewiduje się, że produkt Yu-71 zostanie wprowadzony do służby w 2025 roku i zostanie w niego wyposażony.

Powstań

Pocisk hipersoniczny RVV-BD został opracowany przez Biuro Projektowe Vympel imienia I.I. Toropowa. Kontynuuje linię rakiet K-37, K-37M, które są w służbie i. Hipersoniczne myśliwce przechwytujące projektu PAK DP również zostaną uzbrojone w rakietę RVV-BD. Jak wynika z oświadczenia szefa KTRV Borysa Wiktorowicza Obnosowa złożonego na targach MAKS 2015, rakieta zaczęła być produkowana masowo, a jej pierwsze partie zjadą z linii montażowej w 2016 roku. Pocisk waży 510 kg, posiada głowicę odłamkowo-burzącą i będzie razić cele w odległości do 200 km na różnych wysokościach. Dwusystemowy silnik rakietowy na paliwo stałe pozwala mu osiągnąć prędkość hipersoniczną 6 Macha.

SR-71: Dziś, dawno wycofany, samolot ten zajmuje poczesne miejsce w historii lotnictwa. Zastępuje go hiperdźwięk.

Hypersound Niebiańskiego Imperium

Chiny oświadczyły, że rozwiązały problem hipersonicznego napędu odrzutowego takich pojazdów i stworzyły nowe, lekkie materiały kompozytowe chroniące przed nagrzewaniem kinetycznym. Przedstawiciele Chin poinformowali także, że Yu-14 jest w stanie przebić się przez amerykański system obrony powietrznej i przeprowadzić globalny atak nuklearny.

Projekty Ameryki

Kosmiczna „spirala”: hipersoniczny samolot wspomagający opracowany w ramach projektu „Spiral”. Oczekiwano również, że system będzie obejmował wojskowy samolot orbitalny ze wzmacniaczem rakietowym.

Nie powstał ani jeden pojazd hipersoniczny

Tworzenie i rozwój walki naddźwiękowy samoloty to jedna z największych tajemnic nie tylko w Rosji, ale także w USA, Chinach i innych krajach świata. Informacje o nich należą do kategorii „ściśle tajne” - ściśle tajne. W ekskluzywnym wywiadzie dla Izwiestii legendarny projektant technologii rakietowej i kosmicznej Herbert Efremov, który poświęcił ponad 30 lat tworzeniu technologii hipersonicznej, wyjaśnił, czym są pojazdy hipersoniczne i jakie trudności napotykają w ich rozwoju.

- Herbert Aleksandrowicz, dużo się teraz mówi o stworzeniu samolotów hipersonicznych, ale większość informacji na ich temat jest zamknięta dla ogółu społeczeństwa...

Zacznijmy od tego, że produkty rozwijają prędkość hipersoniczną stworzony dawno temu. Są to na przykład zwykłe głowice międzykontynentalnych rakiet balistycznych. Wchodząc w atmosferę ziemską, rozwijają prędkość hipersoniczną. Ale są niekontrolowane i lecą określoną trajektorią. A ich przechwycenie przez systemy obrony przeciwrakietowej (BMD) wykazano więcej niż raz.

Jako kolejny przykład podam naszą strategię rakieta manewrująca „Meteoryt”, który kiedyś leciał z zawrotną prędkością 3 Mach – około 1000 m/s. Dosłownie na granicy hiperdźwięku (prędkości hipersoniczne zaczynają się od 4,5 Macha - Izwiestia). Jednak głównym zadaniem współczesnych samolotów hipersonicznych (HZLA) nie jest tylko szybkie dotarcie gdzieś, ale wykonanie misji bojowej z dużą skutecznością w warunkach silnego przeciwdziałanie wróg. Przykładowo sami Amerykanie mają na morzu 65 niszczycieli klasy Arleigh Burke z obroną przeciwrakietową. Istnieją także 22 krążowniki przeciwrakietowe klasy Ticonderoga, 11 lotniskowców- z których każdy opiera się na aż setkach samolotów zdolnych stworzyć niemal nieprzenikniony system obrona przeciwrakietowa.

- Chcesz powiedzieć, że prędkość sama w sobie niczego nie rozwiązuje?

Z grubsza rzecz biorąc, prędkość hipersoniczna wynosi 2 km/s. Aby pokonać 30 km, musisz lecieć przez 15 sekund. Na końcowym odcinku trajektorii, gdy samolot hipersoniczny zbliży się do celu, na pewno zostaną rozmieszczone systemy przeciwrakietowe i przeciwlotnicze wroga, które GZV wykryje. A gotowość nowoczesnych systemów obrony powietrznej i przeciwrakietowej, jeśli zostaną rozmieszczone na pozycjach, zajmuje kilka sekund. Dlatego dla skutecznego wykorzystania bojowego GZLA Sama prędkość nie wystarczy w żaden sposób, jeśli na ostatnim etapie lotu nie zapewniono elektronicznej niewidoczności i niezwyciężoności systemów obrony powietrznej/rakietowej. Istotna będzie tu zarówno szybkość, jak i możliwości radiotechnicznego zabezpieczenia urządzenia za pomocą własnych stacji zagłuszających. Wszystko jest w kompleksie.

- Mówisz, że musi być nie tylko prędkość - produkt musi być sterowalny, aby osiągnąć cel. Opowiedz nam o możliwości sterowania urządzeniem w przepływie hipersonicznym.

Wszystkie pojazdy hipersoniczne latają w plazmie. Głowice bojowe nuklearne latają w plazmie i tak dalej przekroczył Mach 4, zwłaszcza 6. Wokół tworzy się zjonizowana chmura, a nie tylko przepływ z wirami: cząsteczki nadal są rozbijane na naładowane cząstki. Jonizacja wpływa na komunikację i przechodzenie fal radiowych. Konieczne jest, aby systemy sterowania i nawigacji GZV penetrowały tę plazmę przy tych prędkościach lotu.

Na „Meteorycie” musieliśmy mieć pewność, że za pomocą radaru zobaczymy powierzchnię Ziemi. Nawigacja została zapewniona przez porównanie zdjęcia lokalizacji z pokładu rakiety z osadzoną w systemie referencją wideo. Inaczej było to niemożliwe. „Caliber” i inne rakiety manewrujące mogą latać w ten sposób: użyłem wysokościomierza radiowego do rozpoznania terenu - tu jest wzgórze, tu jest rzeka, tu jest dolina. Jest to jednak możliwe, gdy lecisz na wysokości setek metrów. A kiedy wzniesiemy się na wysokość 25 km, radiowysokościomierz nie będzie w stanie dostrzec tam żadnych pagórków. Dlatego znaleźliśmy pewne obszary na ziemi, porównaliśmy je z tym, co zarejestrowano w nagraniu wideo, i określiliśmy przemieszczenie rakiety w lewo lub w prawo, do przodu, do tyłu i o ile.

- W wielu podręcznikach dla manekinów lot hipersoniczny w atmosferze porównywany jest do ślizgania się po papierze ściernym ze względu na bardzo duży opór. Jak prawdziwe jest to stwierdzenie?

Trochę niedokładne. Przy hiperdźwiękach zaczynają się wszelkiego rodzaju burzliwe przepływy, wiry i drgania pojazdu. Reżimy intensywności cieplnej zmieniają się w zależności od tego, czy przepływ na powierzchni jest laminarny (gładki), czy też z zakłóceniami. Jest wiele trudności. Na przykład obciążenie cieplne gwałtownie wzrasta. Jeśli lecisz z prędkością Mach 3, nagrzewanie się skóry GZLA wynosi w atmosferze około 150 stopni, w zależności od wysokości. Im wyższa wysokość lotu, tym mniejsze ogrzewanie. Ale jednocześnie, jeśli polecisz z dwukrotnie większą prędkością, nagrzewanie będzie znacznie większe. Dlatego konieczne jest zastosowanie nowych materiałów.

- Co można podać jako przykład takich materiałów?

Różne materiały węglowe. Nawet włókno szklane. W przypadku hiperdźwięków temperatura wynosi wiele tysięcy stopni. A stal wytrzymuje tylko 1200 stopnie Celsjusza. To są okruszki.

Temperatury hipersoniczne usuwają tzw. „warstwę ofiarną” (warstwa powłoki zużywana podczas lotu samolotu. - Izwiestia). Dlatego skorupa głowic nuklearnych jest zaprojektowana tak, aby większość z niej została „pochłonięta” przez hiperdźwięki, a wewnętrzne wypełnienie zostało zachowane. Ale GZLA nie może być „warstwy ofiarnej”. Jeśli lecisz na produkcie kontrolowanym, musisz zachować aerodynamiczny kształt. Nie można „stępić” produktu tak, aby palce i krawędzie skrzydełek itp. uległy spaleniu. Nawiasem mówiąc, zrobiono to w języku amerykańskim „Shuttles” i na naszym „Buran”. Jako zabezpieczenie termiczne zastosowano tam materiały grafitowe.

- Czy słusznie piszą w literaturze popularnonaukowej, że hipersoniczny wehikuł atmosferyczny powinien mieć konstrukcję jako pojedyncze, monolityczne ciało stałe?

Niekoniecznie. Mogą składać się z przegródek i różnych elementów.

- Czyli możliwa jest klasyczna konstrukcja rakiety?

Z pewnością. Wybierz materiały, zamów nowe rozwiązania, jeśli to konieczne, sprawdź, popracuj na ławkach, w locie, popraw, jeśli coś pójdzie nie tak. Trzeba także mieć możliwość zmierzenia tego za pomocą setek czujników telemetrycznych o niewiarygodnej złożoności.

- Który silnik jest lepszy – paliwo stałe czy płyn do pojazdu hipersonicznego?

Paliwo stałe w ogóle się tu nie nadaje, ponieważ może przyspieszyć, ale nie da się z nim długo latać. Pociski balistyczne mają takie silniki rakiety takie jak „Buława”, „Topol”. W przypadku GZLA jest to niedopuszczalne. W naszym pocisku Yakhont (pocisk manewrujący przeciw okrętom, część kompleksu Bastion. - Izwiestia) jedynie przyspieszacz rozruchowy jest na paliwo stałe. Następnie leci na silniku strumieniowym z płynnym silnikiem strumieniowym.

Podejmowane są próby wykonania silnika strumieniowego z wewnętrzną zawartością paliwa stałego, które jest rozprowadzane po całej komorze spalania. Ale to też nie wystarczy na duże odległości.

W przypadku paliwa płynnego zbiornik można zmniejszyć, o dowolnym kształcie. Jeden z „meteorytów” latał z czołgami na skrzydłach. Został przetestowany, bo musieliśmy osiągnąć zasięg 4-4,5 tys. km. I poleciał na silniku oddychającym powietrzem, zasilanym paliwem płynnym.

- Jaka jest różnica między silnikiem oddychającym powietrzem a silnikiem odrzutowym na paliwo ciekłe?

Silnik odrzutowy na ciecz zawiera utleniacz i paliwo w oddzielnych zbiornikach, które są mieszane w komorze spalania. Silnik odrzutowy zasilany jest jednym paliwem: nafta, decylina lub bicylina. Utleniaczem jest tlen z powietrza. Bicilin (paliwo produkowane z próżniowego oleju napędowego w procesach uwodornienia - Izvestia) zostało precyzyjnie opracowane na nasze zamówienie dla Meteorit. To paliwo ciekłe ma bardzo duża gęstość, co pozwala na wykonanie zbiornika o mniejszej objętości.

- Znane są zdjęcia samolotów hipersonicznych z silnikiem odrzutowym. Wszystkie mają ciekawy kształt: nie opływowy, ale raczej kanciasty i kwadratowy. Dlaczego?

Pewnie mówisz o X-90, czyli jak to się nazywa na Zachodzie, AS-X-21 Koala(pierwszy radziecki eksperymentalny GZLA. - Izwiestia). Tak, to niezdarny niedźwiedź. Z przodu znajdują się tak zwane „deski” i „kliny” (elementy konstrukcyjne z ostrymi narożnikami i występami. - Izwiestia). Robi się wszystko, aby przepływ powietrza wlatujący do silnika był akceptowalny dla spalania i normalnego spalania paliwa. Aby to zrobić, tworzymy tak zwane fale uderzeniowe (gwałtowny wzrost ciśnienia, gęstości, temperatury gazu i spadek jego prędkości, gdy przepływ naddźwiękowy napotyka jakąkolwiek przeszkodę. - Izwiestia). Skoki powstają właśnie na „deskach” i „klinach” – elementach konstrukcyjnych tłumiących prędkość powietrza.

W drodze do silnika może nastąpić druga fala uderzeniowa, trzecia. Cały niuans polega na tym, że powietrze nie powinno przedostawać się do komory spalania z tą samą prędkością, z którego leci GZLA. Zdecydowanie trzeba to zmniejszyć. I to bardzo. Najlepiej do wartości poddźwiękowych, dla których wszystko zostało opracowane, sprawdzone i przetestowane. Ale to jest dokładnie problem, który próbują rozwiązać twórcy GZLA nie zdecydowałem od 65 lat.

Gdy tylko przeskoczysz prędkość powyżej 4,5 Macha, przy tak dużych prędkościach cząsteczki powietrza szybko przedostają się do silników. I trzeba „złączyć” zatomizowane paliwo i utleniacz – tlen atmosferyczny. Ta interakcja musi odbywać się przy wysokiej wydajności spalania. Interakcja nie powinna być zakłócana przez wahanie lub dodatkowy oddech w środku. Nikt jeszcze nie wpadł na to, jak to zrobić.

- Czy możliwe jest utworzenie GZLA na potrzeby cywilne, do przewozu pasażerów i ładunków?

Może. Na jednym z paryskich pokazów lotniczych pokazano samolot opracowany przez Francuzów wspólnie z Brytyjczykami. Silnik turboodrzutowy unosi go na wysokość, po czym samochód przyspiesza do około 2 machów. Następnie silniki odrzutowe otwierają się, rozpędzając samolot do prędkości 3,5 lub 4 Macha. A potem leci na wysokości około 30 kilometrów gdzieś z Nowego Jorku do Japonii. Przed lądowaniem aktywowany jest tryb odwrotny: maszyna opada, przełącza się na silnik turboodrzutowy, jak zwykły samolot, wchodzi w atmosferę i ląduje. Wodór uważany jest za paliwo za najbardziej wysokokaloryczną substancję.

- Obecnie najaktywniej rozwijają samoloty hipersoniczne w Rosji i Stanach Zjednoczonych. Czy potrafisz ocenić sukces naszych przeciwników?

Jeśli chodzi o oceny, mogę powiedzieć - dajcie chłopakom pracować. Przez 65 lat tak naprawdę nic nie zrobili. Przy prędkościach od 4,5 do 6 Macha nie ma ani jednego faktycznie wyprodukowanego GZLA.

Najnowszy samolot hipersoniczny Yu-71 (Yu-71)

Broń hipersoniczna i hiperprędkość: jak fizyka uniemożliwia wojsku zbudowanie rakiety ich marzeń

Więcej szczegółów a różnorodne informacje o wydarzeniach odbywających się w Rosji, na Ukrainie i w innych krajach naszej pięknej planety można uzyskać pod adresem Konferencje internetowe, stale prowadzonym na stronie internetowej „Klucze Wiedzy”. Wszystkie Konferencje mają charakter otwarty i całkowity bezpłatny. Zapraszamy wszystkich zainteresowanych...

Podobne artykuły

Dyskusja:

Procedura wprowadzenia i wprowadzenia nowego pracownika: Po powołaniu menadżera na nowe stanowisko zawsze ma pytania...
Recenzje o KNOW-HOW na Kolomenskaya (25): 16.06. W 2015 roku mój mąż kupił w sklepie Know-How laptop marki Asus. Otrzymaliśmy pożyczkę od...
Jak mądrze wyjść z długów: przydatne wskazówki: Dziś bardzo łatwo jest otrzymać pożyczkę: banki są gotowe jej udzielić nawet bez...
Wiarygodność kredytowa organizacji: Zdolność kredytowa rozumiana jest jako taka sytuacja finansowo-ekonomiczna...