Najbrži hipersonični avion na svijetu. Ruski hipersonični avion

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

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

Kriterijumi za hipersonični avion

Šta je hipersonični avion? Pod takvim se uobičajeno podrazumijeva aparat sposoban da leti brzinom koja je mnogo puta veća od brzine zvuka. Pristupi istraživača određivanju njegovog specifičnog indikatora se razlikuju. Postoji široko rasprostranjena metodologija prema kojoj se avion treba smatrati hipersoničnim ako je višestruki od pokazatelja brzine najbržih modernih nadzvučnih vozila. Što je oko 3-4 hiljade km/h. Odnosno, hipersonični avion, ako slijedite ovu metodologiju, trebao bi dostići brzinu od 6.000 km/h.

Bespilotni ikontrolisana vozila

Pristupi istraživača se takođe mogu razlikovati u smislu određivanja kriterijuma za klasifikovanje određenog uređaja kao aviona. Postoji verzija da se takvima mogu smatrati samo one mašine koje kontroliše osoba. Postoji stanovište prema kojem se bespilotno vozilo može smatrati i letjelicom. Stoga neki analitičari svrstavaju mašine dotičnog tipa na one koje su pod ljudskom kontrolom i one koje funkcionišu autonomno. Takva podjela može biti opravdana, jer 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 bitno da li osoba sjedi za kormilom uređaja ili mašinom upravlja robot - glavna stvar je da je avion dovoljno brz.

Polijetanje - solo ili asistirano?

Uobičajena je klasifikacija hipersoničnih aviona, koja se zasniva na tome da se oni klasifikuju kao oni koji mogu samostalno da polete, ili oni koji zahtevaju postavljanje na snažniji nosač - raketu ili teretni avion. Postoji stajalište prema kojem je legitimno na uređaje razmatrane vrste odnositi uglavnom one koji mogu samostalno ili uz minimalno sudjelovanje drugih vrsta opreme. Međutim, trebali bi oni istraživači koji vjeruju da je glavni kriterij koji karakterizira hipersonični avion brzinabiti najvažniji u svakoj klasifikaciji. Bilo da se uređaj svrstava u bespilotne, kontrolisane, sposobne da polete samostalno ili uz pomoć drugih mašina - ako odgovarajući indikator dostigne gornje vrednosti, onda to znači da je reč o hipersoničnoj letelici.

Glavni problemi hipersoničnih rješenja

Koncepti hipersoničnih rješenja stari su mnogo decenija. Tokom godina razvoja odgovarajućeg tipa vozila, svjetski inženjeri su rješavali niz značajnih problema koji objektivno onemogućavaju puštanje u pogon proizvodnje "hiperzvuka" - slično organizaciji proizvodnje turboelisnih aviona.

Glavna poteškoća u dizajnu hipersoničnih aviona je stvaranje motora koji može biti dovoljno energetski efikasan. Drugi problem je usklađivanje potrebne termičke zaštite aparata. Činjenica je da brzina hipersonične letjelice u vrijednostima koje smo gore razmatrali podrazumijeva snažno zagrijavanje trupa uslijed trenja o atmosferu.

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

Boeingov najbrži avion

Najbrži hipersonični avion na svijetu, prema nekim stručnjacima, je američki Boeing X-43A. Tako je tokom testiranja ovog uređaja zabilježeno da je dostigao brzinupreko 11 hiljada km/h. To je oko 9,6 puta brže od brzine zvuka.

Šta je posebno u vezi sa hipersoničnim avionom X-43A? Karakteristike ovog aviona su sljedeće:

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

- raspon krila - 1,5 m;

- dužina kućišta - 3,6 m;

- motor - direktni protok, Supersonic Combustion Ramjet;

- gorivo - atmosferski kiseonik, vodonik.

Može se napomenuti da je predmetni uređaj jedan od ekološki najprihvatljivijih. Činjenica je da gorivo koje se koristi praktično ne uključuje oslobađanje štetnih produkata sagorevanja.

Hipersonični avion X-43A razvijen je zajedničkim naporima NASA inženjera, kao i Orbical Science Corporation i Minocraft-a. Avion je stvaran oko 10 godina. U njegov razvoj uloženo je oko 250 miliona dolara. Konceptualna novina dotične letjelice je u tome što je zamišljen kako bi se testirala najnovija tehnologija za osiguranje rada pogonskog potiska.

Razvijeno od strane Orbital Science

Orbital Science, koja je, kao što smo gore napomenuli, učestvovala u kreiranju uređaja X-43A, uspela je da napravi i sopstveni hipersonični avion - X-34.

Njegova najveća brzina je preko 12.000 km/h. Istina, tokom praktičnih testova to nije postignuto - štaviše, nije bilo moguće postići indikator koji je pokazao avion X43-A. Smatra se avionomuređaj ubrzava kada se aktivira raketa Pegasus, koja radi na čvrsto gorivo. X-34 je prvi put testiran 2001. godine. U pitanju je avion znatno veći od uređaja iz Boeinga - njegova dužina je 17,78 m, raspon krila 8,85 m. Maksimalna visina leta hipersoničnog vozila Orbical Science-a je 75 kilometara.

Avioni iz Sjeverne Amerike

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

Opremljen je raketnim motorima, što nekim stručnjacima daje razlog da ga ne klasifikuju kao avion. Međutim, prisustvo raketnih motora omogućava uređaju, posebno, da obavlja suborbitalne letove. Dakle, tokom jednog od testova u ovom režimu, testirali su ga piloti. Svrha aparata X-15 je proučavanje specifičnosti hipersoničnih letova, procena određenih dizajnerskih rešenja, novih materijala i upravljanje karakteristikama takvih mašina u različitim slojevima atmosfere. Važno je napomenuti da je koncept projekta odobren još 1954. godine. X-15 leti brzinom većom od 7 hiljada km / h. Njegov domet leta je više od 500 km, njegova visina prelazi 100 km.

Najbrži proizvodni avion

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

Među takvim mašinama je američki razvoj SR-71. Neki istraživači nisu skloni klasifikovati ovaj avion kao hipersonični, jer mu je maksimalna brzina oko 3,7 hiljada km/h. Među njegovim najznačajnijim karakteristikama je njegova uzletna težina, koja prelazi 77 tona. Dužina aparata je veća od 23 m, raspon krila je veći od 13 m.

Jedan od najbržih vojnih aviona je ruski MiG-25. Uređaj može postići brzinu veću od 3,3 hiljade km/h. Maksimalna poletna težina ruskog aviona je 41 tona.

Tako je na tržištu serijskih rješenja, bliskih po karakteristikama hipersoničnim, Ruska Federacija među vodećima. Ali šta se može reći o ruskom razvoju u smislu "klasičnih" hipersoničnih aviona? Da li su inženjeri iz Ruske Federacije sposobni stvoriti rješenje koje je konkurentno mašinama iz Boeinga i Orbital Scence?

ruska hipersonična vozila

U ovom trenutku, ruski hipersonični avion je u razvoju. Ali ona je prilično aktivna. Reč je o avionu Yu-71. Njegova prva testiranja, sudeći prema medijskim izvještajima, obavljena su u februaru 2015. godine u blizini Orenburga.

Očekuje se da će se avion koristiti u vojne svrhe. Tako će hipersonično vozilo moći, ako je potrebno, isporučiti udarno oružje na značajne udaljenosti, nadgledati teritoriju, a također će se koristiti kao element napadačke avijacije. Neki istraživači smatraju da će u 2020-2025. Strateške raketne snage će dobiti oko 20 avionaodgovarajući tip.

U medijima se pojavljuju informacije da će ruski hipersonični avion koji se razmatra biti postavljen na balističku raketu Sarmat, koja je takođe u fazi projektovanja. Neki analitičari smatraju da hipersonično vozilo Yu-71 u razvoju nije ništa drugo do bojeva glava koja će se morati odvojiti od balističke rakete u završnom segmentu leta, kako bi, zahvaljujući visokoj manevarskoj karakteristici karakterističnoj za avion, mogla savladati raketu. sistemi odbrane.

Projekt Ajax

Među najznačajnijim projektima vezanim za razvoj hipersoničnih aviona je Ajax. Proučimo ga detaljnije. Hipersonični avion "Ajax" - konceptualni razvoj sovjetskih inženjera. U naučnoj zajednici se o tome počelo pričati još 80-ih godina. Među najznačajnijim karakteristikama je prisustvo sistema termičke zaštite, koji je dizajniran da zaštiti kućište od pregrijavanja. Stoga su programeri Ajax aparata predložili rješenje za jedan od "hipersoničnih" problema koje smo identificirali gore.

Tradicionalna šema termičke zaštite aviona podrazumeva postavljanje posebnih materijala na telo. Ajax programeri su predložili drugačiji koncept, prema kojem nije trebalo da štiti uređaj od vanjskog grijanja, već da pušta toplinu u automobil, a istovremeno povećava njegov energetski resurs. Glavni konkurent sovjetskom aparatu bio je hipersonični avion Aurora, stvoren u Sjedinjenim Državama. Međutim, zbog činjenice da su dizajneri iz SSSR-a značajno proširili mogućnostikonceptu, novom razvoju je povjeren najširi spektar zadataka, posebno istraživanja. Možemo reći da je Ajax hipersonični višenamjenski avion.

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

Dakle, sovjetski programeri Ajaxa su predložili da se toplota nastala kao rezultat trenja tela aviona o atmosferu, pretvori u korisnu energiju. Tehnički, ovo bi se moglo implementirati postavljanjem dodatnih školjki na aparat. Kao rezultat toga, formirano je nešto poput druge zgrade. Njegova šupljina je trebala biti ispunjena nekom vrstom katalizatora, na primjer, mješavinom zapaljivog materijala i vode. Toplotnoizolacijski sloj od čvrstog materijala u Ajaxu je trebao biti zamijenjen tekućim, koji bi s jedne strane trebao štititi motor, s druge strane bi doprinio katalitičkoj reakciji, koja, u međuvremenu, moglo bi biti praćeno endotermnim efektom - kretanjem topline iz vanjskih dijelova tijela unutra. Teoretski, hlađenje vanjskih dijelova aparata može biti bilo šta. Višak toplote je, pak, trebalo da se iskoristi kako bi se povećala efikasnost motora aviona. U isto vrijeme, ova tehnologija bi omogućila stvaranje slobodnih vrsta vodonika zbog reakcije goriva.

Trenutno nema dostupnih informacija široj javnosti o nastavku razvoja Ajaxa, ali istraživači smatraju da je vrlo obećavajuće prevođenje sovjetskih koncepata u praksu.

kineska hipersonična vozila

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

ICBM lansira letelicu u svemir, odakle mašina naglo roni prema dole, razvijajući hipersoničnu brzinu. Kineski aparat se može montirati na različite ICBM-e sa dometom od 2.000 do 12.000 km. Utvrđeno je da je tokom testova WU-14 mogao postići brzine veće od 12 hiljada km/h, pretvarajući se tako u najbrži hipersonični avion prema nekim analitičarima.

U isto vrijeme, mnogi istraživači vjeruju da kineski razvoj nije sasvim legitimno pripisivati klasi aviona. Dakle, verzija je široko rasprostranjena, prema kojoj uređaj treba klasificirati upravo kao bojevu glavu. I veoma efikasna. Prilikom letenja na dole značajnom brzinom, čak ni najsavremeniji sistemi protivraketne odbrane neće moći da garantuju presretanje odgovarajuće mete.

Može se primijetiti da Rusija i Sjedinjene Države također razvijaju hipersonična vozila koja se koriste u vojne svrhe. Istovremeno, ruski koncept, prema kojem bi trebalo da se prave mašine odgovarajućeg tipa, značajno se razlikuje, pokazuju podaci u pojedinim medijima, od tehnoloških principa koje primenjuju Amerikanci i Kinezi. Dakle, programeri iz Ruske Federacije koncentrišu svoje napore na polju stvaranja avionavozila opremljena ramjet motorom koji se može lansirati sa zemlje. Rusija planira saradnju u tom pravcu sa Indijom. Hiperzvučni uređaji, kreirani prema ruskom konceptu, prema nekim analitičarima, odlikuju se nižom cijenom i širim dometom.

U isto vreme, ruski hipersonični avion, koji smo već spomenuli (Yu-71), sugeriše, prema nekim analitičarima, isti položaj na ICBM. Ako se ova teza pokaže istinitom, onda će se moći reći da inženjeri iz Ruske Federacije rade istovremeno u dvije popularne konceptualne oblasti u konstrukciji hipersoničnih aviona.

CV

Dakle, vjerovatno najbrži hipersonični avion na svijetu, ako govorimo o avionima, bez obzira na njihovu klasifikaciju, to je ipak kineski WU-14. Iako morate razumjeti da stvarne informacije o njemu, uključujući i one vezane za testove, mogu biti povjerljive. Ovo je u skladu sa principima kineskih programera, koji često nastoje da svoju vojnu tehnologiju sačuvaju u tajnosti po svaku cenu. Brzina najbrže hipersonične letjelice je preko 12.000 km/h. On "sustiže" američki razvoj X-43A - mnogi stručnjaci ga smatraju najbržim. Teoretski, hipersonični avion X-43A, kao i kineski WU-14, mogu sustići razvoj Orbical Science, dizajniran za brzinu veću od 12 hiljada km/h.

Karakteristike ruskog aviona Yu-71 još nisu poznate široj javnosti. Moguće je da će biti blizu parametaraKineski avion. Ruski inženjeri takođe razvijaju hipersonični avion koji može da poleti ne na osnovu ICBM-a, već samostalno.

Aktuelni projekti istraživača iz Rusije, Kine i SAD nekako su povezani sa vojnom sferom. Hipersonični avioni, bez obzira na njihovu moguću klasifikaciju, smatraju se prvenstveno nosiocima oružja, najvjerovatnije 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 omogućavaju organiziranje masovne proizvodnje strojeva odgovarajućeg tipa. Upotreba ovakvih uređaja moguća je u najširem spektru grana ekonomskog razvoja. Najveća potražnja za hipersoničnim avionima vjerovatno će se naći u svemirskoj i istraživačkoj industriji.

Kako troškovi proizvodnih tehnologija za odgovarajuće mašine postaju jeftiniji, transportna preduzeća mogu početi pokazivati interes za ulaganje u takve projekte. Industrijske korporacije, pružaoci različitih usluga mogu početi da razmatraju "hiperzvuk" kao alat za povećanje konkurentnosti poslovanja u smislu organizacije međunarodnih komunikacija.