Mi a hiperszonikus sebesség? Egy évvel ezelőtti legérdekesebb interjú a hiperhangról. A hiperhang távoli jövője

Januárban jelentős esemény történt: a hiperszonikus technológia tulajdonosainak klubja új taggal bővült. 2015. január 9-én Kína tesztelt egy WU-14 nevű hiperszonikus siklót. Ez egy irányított jármű, amely egy interkontinentális ballisztikus rakéta (ICBM) tetejére van felszerelve. A rakéta felemeli a vitorlázó repülőgépet az űrbe, majd a sikló a cél felé merül, több ezer kilométeres óránkénti sebességet fejlesztve.

A Pentagon szerint a kínai WU-14 hiperszonikus jármű különféle kínai ballisztikus rakétákra telepíthető, 2 ezer és 12 ezer km közötti lőtávolsággal. A januári tesztek során a WU-14 10 Mach sebességet ért el, ami több mint 12,3 ezer km/h. A modern légvédelmi rendszerek nem képesek megbízhatóan eltalálni egy ilyen sebességgel repülő manőverező célpontot. Így Kína az Egyesült Államok és Oroszország után a harmadik ország lett, amely rendelkezik a nukleáris és hagyományos fegyverek hiperszonikus hordozóinak technológiájával.

A HTV-2 hiperszonikus vitorlázógép elválik a felső szakasztól (USA)

Az Egyesült Államok és Kína a hiperszonikus vitorlázó repülőgépek hasonló tervein dolgoznak, amelyeket kezdetben hordozórakétával emelnek nagy magasságba, majd a nagy magasságból irányított süllyedés során felgyorsítanak. Egy ilyen rendszer előnyei a nagy hatótáv (akár globális csapás a Föld felszínének bármely pontján), a viszonylag egyszerű siklókialakítás (nincs propulziós motor), a robbanófej nagy tömege és a nagy repülési sebesség (több mint 10). Mach).

Oroszország a földről, hajókról vagy harci repülőgépekről indítható hiperszonikus ramjet (scramjet) rakéták fejlesztésére összpontosít. Létezik egy orosz-indiai projekt ilyen fegyverrendszerek fejlesztésére, hogy 2023-ra India is csatlakozhasson a „hiperszonikus klubhoz”. A hiperszonikus rakéták előnye az alacsonyabb költség és a nagyobb rugalmasság, ellentétben az ICBM-ekkel indított vitorlázógépekkel.

Kísérleti hiperszonikus rakéta scramjet X-51A WaveRiderrel (USA)

Mindkét típusú hiperszonikus fegyver hordozhat hagyományos vagy nukleáris robbanófejet. Az Ausztrál Stratégiai Politikai Intézet szakértői kiszámították, hogy egy 500 kg tömegű és 6 M sebességű hiperszonikus robbanófej (nagy robbanóanyag vagy nukleáris robbanófej nélkül) becsapódásának kinetikus energiája az okozott pusztítás szempontjából összehasonlítható a egy hagyományos szubszonikus AGM-84 Harpoon rakéta robbanófejének felrobbantása, körülbelül 100 kg robbanótömegű robbanófejjel. Ez csak a negyede a 150 kg robbanótömegű és 4 Mach sebességű orosz P-270 Moskit hajóelhárító rakéta tűzerejének.

Úgy tűnik, hogy a hiperszonikus fegyverek nem sokkal jobbak a meglévő szuperszonikus fegyvereknél, de minden nem olyan egyszerű. A tény az, hogy a ballisztikus rakéták robbanófejei könnyen észlelhetők nagy távolságból, és előre látható pálya mentén esnek. És bár sebességük óriási, a modern számítástechnika lehetővé tette a robbanófejek leszállási szakaszában történő elfogását, amit az amerikai rakétavédelmi rendszer váltakozó sikerrel bizonyít.

Ugyanakkor a hiperszonikus repülőgépek viszonylag lapos pályán közelítik meg a célt, rövid ideig maradnak a levegőben, és képesek manőverezni. A legtöbb forgatókönyv szerint a modern légvédelmi rendszerek nem képesek rövid időn belül észlelni és beavatkozni egy hiperszonikus célpontba.

Egy 6 M sebességű hiperszonikus rakéta mindössze 1 óra alatt repíti meg London és New York közötti távolságot

A modern légvédelmi rakéták egyszerűen nem tudnak utolérni egy hiperszonikus célpontot, például az S-300 légvédelmi rakétarendszer rakétája 7,5 Mach sebességre képes felgyorsulni, és még akkor is csak rövid ideig. Így az esetek túlnyomó többségében a 10 M körüli sebességű célpont „túl kemény” lesz hozzá. Ezenkívül a hiperszonikus fegyverek letalitása növelhető kazettás robbanófej használatával: a volfrám „szögekből” nagy sebességű repeszek ellehetetleníthetnek egy ipari létesítményt, egy nagy hajót, vagy megsemmisíthetik a munkaerő és a páncélozott járművek koncentrációját egy nagy területen. terület.

A bármilyen légvédelmi rendszeren áthaladni képes hiperszonikus fegyverek elterjedése új kérdéseket vet fel a globális biztonság és a katonai paritás biztosítása terén. Ha ezen a területen nem sikerül egyensúlyi elrettenteni, mint az atomfegyvereknél, a hiperszonikus csapások gyakori nyomásgyakorlási eszközzé válhatnak, hiszen néhány hiperszonikus robbanófej tönkreteheti egy kis ország gazdaságát.

A Pentagon számításai szerint a hiperszonikus fegyvereket alkalmazó, gyors globális csapásmérő amerikai program lehetővé teszi, hogy a világ bármely pontján egy órán belül bármely célpontot eltaláljanak a terület sugárszennyeződése nélkül. A rendszer még nukleáris konfliktus esetén is képes részben helyettesíteni a nukleáris fegyvereket, akár a célpontok 30%-át is eltalálhatja.

Így a „hiperszonikus klub” tagjainak lehetőségük lesz szinte garantálni az ellenség kritikus infrastruktúráinak, például erőműveknek, hadsereg irányító központjainak, katonai bázisainak, nagyvárosainak és ipari létesítményeinek megsemmisítését. Szakértők szerint 10-15 év van hátra a hiperszonikus fegyverek első sorozatgyártású modelljei megjelenéséig, így még van idő az ilyen fegyverek helyi konfliktusokban való használatát korlátozó politikai megállapodások kidolgozására. Ha nem születnek ilyen megállapodások, az új fegyverek használatához kapcsolódóan még nagyobb humanitárius katasztrófák veszélye áll fenn.

Ígéretes orosz bombázó – válasz a gyors globális csapás koncepciójára?

A repülés versenye a hiperszonikus sebesség elsajátításáért a hidegháború idején kezdődött. Azokban az években a Szovjetunió, az Egyesült Államok és más fejlett országok tervezői és mérnökei olyan új repülőgépeket terveztek, amelyek képesek voltak a hangsebességnél 2-3-szor gyorsabban repülni. A sebességért folytatott verseny számos felfedezést eredményezett a légköri repülés aerodinamikája terén, és gyorsan elérte a pilóták fizikai képességeinek határait és a repülőgép gyártási költségeit.

Ennek eredményeként a rakétatervező irodák voltak az elsők, amelyek alkotásaikban – interkontinentális ballisztikus rakétákban (ICBM) és hordozórakétákban – elsajátították a hiperhangot. A műholdak Föld-közeli pályára bocsátásakor a rakéták 18 000-25 000 km/h sebességet értek el. Ez messze meghaladta a leggyorsabb szuperszonikus repülőgépek maximális paramétereit, mind a polgári (Concord = 2150 km/h, Tu-144 = 2300 km/h) és a katonai (SR-71 = 3540 km/h, MiG-31 = 3000 km/h) h) óra).

Külön szeretném megjegyezni, hogy a MiG-31 szuperszonikus elfogó tervezésekor a repülőgép tervezője G.E. Lozino-Lozinsky korszerű anyagokat (titán, molibdén stb.) használt a repülőgépváz tervezésénél, ami lehetővé tette, hogy a repülőgép rekordmagasságot érjen el az emberes repüléshez (MiG-31D) és 7000 km/h-s maximális sebességet a felső légkörben. 1977-ben Alekszandr Fedotov tesztpilóta 37 650 méteres abszolút világrekordot állított fel elődjén, a MiG-25-ön (összehasonlításképpen az SR-71 maximális repülési magassága 25 929 méter volt). Sajnos a nagy magasságban, rendkívül ritka légkörű repülésekhez még nem készültek hajtóművek, mivel ezeket a technológiákat számos kísérleti munka részeként csak a szovjet kutatóintézetek és tervezőirodák belsejében fejlesztették ki.

A hiperhangtechnológiák fejlesztésének új állomását a repülés (műrepülés és manőverek, kifutópályákra való leszállás) és az űrhajók (pályára lépés, orbitális repülés, deorbit) képességeit ötvöző repülőgép-űrrendszerek létrehozására irányuló kutatási projektek jelentették. A Szovjetunióban és az USA-ban ezeket a programokat részben kidolgozták, felfedve a világ előtt a „Buran” és a „Space Shuttle” űrrepülőgépeket.

Miért részben? A helyzet az, hogy a repülőgép pályára állítása hordozórakéta segítségével történt. A kilövés költsége tetemes volt, mintegy 450 millió dollár (a Space Shuttle program szerint), ami többszöröse volt a legdrágább polgári és katonai repülőgépek költségének, és nem tette lehetővé az orbitális repülőgép tömegtermékké tételét. A rendkívül gyors interkontinentális repülést biztosító infrastruktúra (kozmodromok, repülésirányító központok, üzemanyag- és üzemanyagtöltő komplexumok) létrehozásába való hatalmas pénzösszegek befektetésének szükségessége végül eltemette az utasszállítás lehetőségét.

Az egyetlen vásárló, akit legalább valamilyen módon érdekelnek a hiperszonikus járművek, az a katonaság. Igaz, ez az érdeklődés epizodikus volt. A Szovjetunió és az USA katonai programjai a repülőgépek létrehozására különböző utakat követtek. Ezeket a legkövetkezetesebben a Szovjetunióban hajtották végre: a PKA (tervező űrhajó) létrehozásának projektjétől a MAKS-ig (többcélú légiközlekedési űrrendszer) és a Buranig a tudományos és műszaki alapozás következetes és megszakítás nélküli láncolata épült ki, a amely megteremtette az alapját a jövőnek.hiperszonikus repülőgép-prototípusok kísérleti repülései.

A rakétatervező irodák tovább fejlesztették ICBM-eiket. A modern légvédelmi és rakétavédelmi rendszerek megjelenésével, amelyek képesek az ICBM robbanófejek nagy távolságra történő lelövésére, új követelményeket támasztottak a ballisztikus rakéták ütőképes elemeivel szemben. Az új ICBM-ek robbanófejeinek meg kellett volna győzniük az ellenséges lég- és rakétavédelmet. Így jelentek meg azok a harci egységek, amelyek képesek voltak hiperszonikus sebességgel (M=5-6) leküzdeni a légvédelmet.

Az ICBM-ek robbanófejeinek hiperszonikus technológiáinak fejlesztése lehetővé tette számos projekt indítását védelmi és támadó hiperszonikus fegyverek létrehozására - kinetikus (vasútfegyver), dinamikus (cirkáló rakéták) és űrben (csapás a pályáról).

Az Egyesült Államok Oroszországgal és Kínával folytatott geopolitikai rivalizálásának felerősödése újjáélesztette a hiperhang témakörét, mint ígéretes eszközt, amely képes előnyt nyújtani az űr- és rakétafegyverek területén. Az e technológiák iránti megnövekedett érdeklődés annak a koncepciónak is köszönhető, hogy a hagyományos (nem nukleáris) fegyverekkel maximális károkat okoznak az ellenségnek, amelyet valójában az Egyesült Államok vezette NATO-országok valósítanak meg.

Valóban, ha a katonai parancsnokságnak legalább száz nem nukleáris hiperszonikus jármű áll rendelkezésére, amelyek könnyedén legyőzhetik a meglévő légvédelmi és rakétavédelmi rendszereket, akkor ez a „királyok utolsó érve” közvetlenül befolyásolja az atomhatalmak közötti stratégiai egyensúlyt. Ráadásul egy hiperszonikus rakéta a jövőben a stratégiai nukleáris erők elemeit mind a levegőből, mind az űrből megsemmisítheti a döntés meghozatalától a célpont eltalálásáig legfeljebb egy órán belül. Pontosan ez az az ideológia, amely a Prompt Global Strike (prompt global strike) amerikai katonai programba ágyazott be.

Megvalósítható-e egy ilyen program a gyakorlatban? A „mellett” és az „ellen” érvek nagyjából egyenlő arányban oszlottak meg. Találjuk ki.

Amerikai Prompt Global Strike program

A Prompt Global Strike (PGS) koncepciót a 2000-es években fogadták el az amerikai fegyveres erők parancsnokságának kezdeményezésére. Kulcsfontosságú eleme, hogy a döntés meghozatala után 60 percen belül nem nukleáris csapást indít a földgolyó bármely pontján. Ennek a koncepciónak a keretében egyidejűleg több irányban folyik a munka.

A PGS első iránya,és technikai szempontból a legreálisabbnak a nagy pontosságú, nem nukleáris robbanófejekkel – köztük a kazettás robbanófejekkel – ellátott ICBM-ek alkalmazása vált, amelyek egy sor irányító lőszerrel vannak felszerelve. Ennek a területnek a tesztelésére a tengeri alapú Trident II D5 ICBM-et választották, amely 11 300 kilométeres maximális hatótávolságig szállítja a pusztító elemeket. Jelenleg azon dolgoznak, hogy a robbanófejek CEP-jét 60-90 méteres értékre csökkentsék.

A PGS második iránya stratégiai hiperszonikus cirkálórakétákat (SGKR) választottak ki. Az elfogadott koncepció keretében megvalósul az X-51A Waverider (SED-WR) alprogram. Az amerikai légierő kezdeményezésére és a DARPA támogatásával 2001 óta a Pratt & Whitney és a Boeing végez hiperszonikus rakéta fejlesztését.

A folyamatban lévő munka első eredménye 2020-ra egy technológiai bemutató megjelenése kell, hogy legyen telepített hiperszonikus ramjet motorral (scramjet engine). Szakértők szerint az SGKR ezzel a motorral a következő paraméterekkel rendelkezhet: repülési sebesség M = 7–8, maximális repülési tartomány 1300–1800 km, repülési magasság 10–30 km.

2007 májusában, az X-51A "WaveRider"-en végzett munka részletes áttekintése után, a katonai ügyfelek jóváhagyták a rakétaprojektet. A kísérleti Boeing X-51A WaveRider egy klasszikus cirkálórakéta hasi scramjet-tel és négy konzolos farokkal. A passzív hővédelem anyagait és vastagságát a számított hőáram-becslések alapján választottuk ki. A rakéta orrmodulja szilikon bevonatú wolframból készült, amely 1500°C-ig bírja a kinetikus felmelegedést. A Boeing által a Space Shuttle programhoz kifejlesztett kerámialapokat használnak a rakéta alsó felületén, ahol akár 830°C-os hőmérséklet is várható. Az X-51A rakétának meg kell felelnie a lopakodó magas követelményeknek (ESR legfeljebb 0,01 m 2). A termék M = 5-nek megfelelő sebességre történő gyorsításához a tervek szerint egy tandem rakétagyorsítót telepítenek szilárd tüzelőanyaggal.

A tervek szerint az SGKR fő hordozójaként amerikai stratégiai repülési repülőgépeket használnak majd. Egyelőre nincs információ arról, hogyan helyezik el ezeket a rakétákat - a „stratég” szárnya alá vagy törzsébe.

A PGS harmadik iránya olyan kinetikus fegyverrendszerek létrehozására szolgáló programok, amelyek a Föld pályájáról célokat találnak el. Az amerikaiak részletesen kiszámolták egy körülbelül 6 méter hosszú és 30 cm átmérőjű volfrámrúd harci alkalmazásának eredményeit, amely leesett a pályáról és mintegy 3500 m/s sebességgel ütközött egy földi tárgyba. A számítások szerint a találkozási ponton 12 tonna trinitrotoluol (TNT) felrobbanásának megfelelő energia szabadul fel.

Az elméleti indoklás nyomán két hiperszonikus jármű (Falcon HTV-2 és AHW) projektjei születtek, amelyeket hordozórakétákkal bocsátanak pályára, és harci üzemmódban a légkörhöz közeledve sebességnövekedéssel siklanak majd a légkörben. cél. Jelenleg ezek a fejlesztések az előzetes tervezés és a kísérleti indítás stádiumában vannak. A fő problémás kérdések egyelőre továbbra is az űrben működő rendszerek (űrcsoportok és harci platformok), a nagy pontosságú célirányító rendszerek, valamint a pályára indítás titkosságának biztosítása (a kilövési és keringési objektumokat az orosz rakétatámadásra figyelmeztető és űrirányító rendszerek fedik fel) . Az amerikaiak azt remélik, hogy 2019 után megoldják a titoktartás problémáját egy újrafelhasználható légiközlekedési űrrendszer üzembe helyezésével, amely „repülőgépen” juttatja pályára a hasznos terhet, két lépcsőben - egy hordozó repülőgépen (Boeing 747 alapján) és egy pilóta nélküli űrrepülőgép (az X-37V készülék prototípusa alapján).

A PGS negyedik iránya egy program pilóta nélküli hiperszonikus felderítő repülőgép létrehozására a híres Lockheed Martin SR-71 Blackbird alapján.

A Lockheed Skunk Works részlege jelenleg egy ígéretes UAV-t fejleszt SR-72 munkanéven, aminek meg kell dupláznia az SR-71 maximális sebességét, körülbelül M = 6 értéket érve el.

A hiperszonikus felderítő repülőgép fejlesztése teljes mértékben indokolt. Először is, az SR-72 kolosszális sebessége miatt rendkívül sebezhető lesz a légvédelmi rendszerekkel szemben. Másodszor, kitölti a műholdak működésében lévő „hézagokat”, gyorsan szerez stratégiai információkat, és észleli a mobil ICBM-rendszereket, hajóalakulatokat és ellenséges erők csoportjait a hadműveleti területen.

Az SR-72 repülőgép két változatát fontolgatják - pilóta és pilóta nélküli, és csapásmérő bombázóként és precíziós fegyverek hordozójaként való felhasználása sem kizárt. Valószínűleg a hajtómotor nélküli könnyű rakéták fegyverként használhatók, mivel 6 M sebességgel indítva nincs rá szükség. A felszabaduló súlyt valószínűleg a robbanófej erejének növelésére fogják használni. A Lockheed Martin 2023-ban tervezi bemutatni a repülőgép repülési prototípusát.

A DF-ZF hiperszonikus repülőgép kínai projektje

2016. április 27-én a Washington Free Beacon című amerikai kiadvány Pentagon forrásokra hivatkozva tájékoztatta a világot a DZ-ZF kínai hiperszonikus repülőgép hetedik tesztjéről. A repülőgépet a Taiyuan Satellite Launch Centerből (Shanxi tartomány) indították. Az újság szerint a gép 6400 és 11200 km/órás sebességgel hajtott végre manővereket, és egy nyugat-kínai gyakorlótéren zuhant le.

„Az Egyesült Államok hírszerzési értékelései szerint Kína hiperszonikus repülőgépet tervez rakétavédelmi rendszerek legyőzésére képes nukleáris robbanófejek szállítására” – szögezte le a kiadvány. „A DZ-ZF fegyverként is használható, és egy órán belül képes elpusztítani egy célpontot a világ bármely pontján.”

Az amerikai hírszerzés a tesztsorozat egészére vonatkozó elemzése szerint a hiperszonikus repülőgépeket rövid hatótávolságú DF-15 és DF-16 ballisztikus rakétákkal (hatótávolság 1000 km-ig), valamint közepes hatótávolságú DF-21-gyel indították. (hatótáv 1800 km). Nem zárták ki a kilövések további tesztelését a DF-31A ICBM segítségével (hatótávolság 11 200 km). A tesztprogram szerint a következő ismeretes: a légkör felső rétegeiben a hordozótól elszakadva a kúp alakú eszköz lefelé gyorsult, és a cél elérésének pályája mentén manőverezett.

Annak ellenére, hogy számos külföldi médiában megjelent, hogy a kínai hiperszonikus repülőgépet (HLA) amerikai repülőgép-hordozók megsemmisítésére tervezték, a kínai katonai szakértők szkeptikusak voltak az ilyen kijelentésekkel kapcsolatban. Rámutattak arra a közismert tényre, hogy a GLA szuperszonikus sebessége plazmafelhőt hoz létre a készülék körül, amely zavarja a fedélzeti radar működését az útirány beállításánál és olyan mozgó célpont megcélzásánál, mint egy repülőgép-hordozó. .

Shao Yongling ezredes, a PLA Rakétaerők Parancsnoksági Főiskola professzora a China Dailynek adott interjújában elmondta: „Az ultranagy sebesség és hatótávolság miatt (a GLA) kiváló eszköz a földi célok megsemmisítésére. A jövőben helyettesítheti az interkontinentális ballisztikus rakétákat.”

Az amerikai kongresszus illetékes bizottságának jelentése szerint a DZ-ZF-et 2020-ban, a továbbfejlesztett, hosszú távú változatát pedig 2025-re fogadhatja el a PLA.

Oroszország tudományos és műszaki lemaradása - hiperszonikus repülőgépek

Hiperszonikus Tu-2000

A Szovjetunióban a Tupolev Tervezőirodában az 1970-es évek közepén elkezdődtek a hiperszonikus repülőgépek, amelyek a Tu-144 sorozatú utasszállító repülőgépen alapultak. Az M=6 sebességig (TU-260) és 12 000 km-es repülési hatótávolságú repülőgépen, valamint egy TU-360 típusú hiperszonikus interkontinentális repülőgépen végeztek kutatást és tervezést. A repülési hatótávolságnak el kellett volna érnie a 16 000 km-t. A Tu-244 hiperszonikus utasszállító repülőgéphez még egy projektet is készítettek, amelyet 28-32 km magasságban, M = 4,5-5 sebességgel való repülésre terveztek.

1986 februárjában megkezdődött a kutatás-fejlesztés az Egyesült Államokban az X-30 űrrepülőgép megalkotására, légsugárhajtású erőművel, amely egylépcsős változatban képes pályára állni. A National Aerospace Plane (NASP) projektet rengeteg új technológia jellemezte, amelyek kulcsa egy kettős üzemmódú hiperszonikus sugárhajtómű volt, amely M=25 sebességgel repült. A Szovjetunió hírszerzéséhez kapott információk szerint a NASP-t polgári és katonai célokra fejlesztették ki.

A transzatmoszférikus X-30 (NASP) kifejlesztésére adott válasz a Szovjetunió kormányának 1986. január 27-i és július 19-i rendelete volt az amerikai légi űrrepülőgép (VKS) megfelelőjének létrehozásáról. 1986. szeptember 1-jén a védelmi minisztérium műszaki előírást adott ki egy egylépcsős újrafelhasználható repülőgépre (SAR). E műszaki megbízás szerint az MVKS-nek biztosítania kellett a rakományok alacsony földkörüli pályára történő hatékony és gazdaságos szállítását, a nagysebességű transzatmoszférikus interkontinentális szállítást, valamint a katonai problémák megoldását mind a légkörben, mind a közeli világűrben. A Tupolev Design Bureau, a Yakovlev Design Bureau és az NPO Energia által a pályázatra benyújtott munkák közül a Tu-2000 projekt kapott jóváhagyást.

Az MVKS program keretében végzett előzetes kutatások eredményeként bevált és bevált megoldások alapján választották ki az erőművet. Az atmoszférikus levegőt használó légbelélegző hajtóművek (WRD) hőmérséklet-korlátozással rendelkeztek; olyan repülőgépeken használták őket, amelyek sebessége nem haladta meg az M=3-at, a rakétahajtóműveknek pedig nagy mennyiségű üzemanyagot kellett szállítaniuk a fedélzeten, és nem voltak alkalmasak hosszú repülésekre. a légkörben. Ezért fontos döntés született - ahhoz, hogy a repülőgép szuperszonikus sebességgel és minden magasságban repülhessen, hajtóműveinek repülési és űrtechnológiai jellemzőkkel kell rendelkezniük.

Kiderült, hogy a hiperszonikus repülőgépek számára a legracionálisabb a ramjet motor (ramjet), amelynek nincsenek forgó alkatrészei, és egy turbósugárhajtóművel (TRE) kombinálják a gyorsításhoz. Feltételezték, hogy a folyékony hidrogén sugárhajtású hajtóművek a legalkalmasabbak a hiperszonikus sebességű repülésekre. A nyomásfokozó motor pedig egy kerozinnal vagy folyékony hidrogénnel működő turbósugárhajtómű.

Ennek eredményeként az M = 0-2,5 sebességtartományban működő gazdaságos turbósugárhajtómű, egy második hajtómű - egy sugárhajtómű, amely a repülőgépet M = 20-ra gyorsítja, és egy folyékony hajtóanyagú motor kombinációja a pályára lépéshez (gyorsulás az elsőre) 7. 9 km/s menekülési sebesség) és a keringési manőverek támogatása.

Az egylépcsős MVKS létrehozásához szükséges tudományos, műszaki és technológiai problémák komplex megoldásának összetettsége miatt a programot két szakaszra osztották: kísérleti hiperszonikus repülőgép létrehozása, amelynek repülési sebessége legfeljebb M = 5 -6, valamint egy orbitális MVKS prototípusának kifejlesztése, amely biztosítja a repülési kísérlet lebonyolítását a teljes hatótávolságú repüléseken, egészen az űrsétáig. Ezenkívül az MVKS munka második szakaszában a Tu-2000B űrbombázó verzióit tervezték létrehozni, amelyet kétüléses repülőgépnek terveztek, 10 000 km-es repülési hatótávolsággal és 350 felszálló tömeggel. tonna. Hat folyékony hidrogénnel hajtott motornak kellett volna M=6-8 sebességet biztosítania 30-35 km magasságban.

Az OKB szakemberei szerint im. A. N. Tupolev szerint egy videokonferencia-rendszer kiépítésének körülbelül 480 millió dollárba kellett volna kerülnie 1995-ös árakon (5,29 milliárd dolláros kutatási és fejlesztési költség mellett). Az indítás becsült költsége 13,6 millió dollár volt, évente 20 kilövéssel.

A Tu-2000 repülőgép modelljét először a Mosaeroshow-92 kiállításon mutatták be. Mielőtt 1992-ben leállították a munkát, a Tu-2000-hez a következőket gyártották: nikkelötvözetből készült szárnycaisson, törzselemek, kriogén üzemanyagtartályok és kompozit üzemanyag-vezetékek.

Atom M-19

Az elnevezett Tervező Iroda stratégiai repülőgépeinek hosszú távú „versenytársa”. Tupolev – Kísérleti Gépgyártó Üzem (jelenleg EMZ Myasishchev néven) szintén részt vett egy egylépcsős VKS kifejlesztésében a Kholod-2 K+F részeként. A projekt az „M-19” nevet kapta, és a következő témákban dolgozott:

• Téma 19-1. Repülőlaboratórium létrehozása folyékony hidrogén üzemanyagot használó erőművel, kriogén üzemanyaggal való munkavégzés technológia fejlesztése;
• Téma 19-2. Tervezési munka a hiperszonikus repülőgép megjelenésének meghatározására;
• Téma 19-3. Tervezési és mérnöki munka egy ígéretes videokonferencia-rendszer megjelenésének meghatározására;
• Téma 19-4. Tervezési és fejlesztési munka a nukleáris meghajtó rendszerrel működő repülőgép-űrerők alternatív lehetőségeinek megjelenésének meghatározására.

Az ígéretes videokonferencia-rendszer munkálatai V.M. General Designer közvetlen irányítása mellett zajlottak. Myasishchev és az általános tervező A.D. Tokhuntsa. A K+F összetevőinek végrehajtása érdekében a Szovjetunió Légiközlekedési Minisztériumának vállalataival közös munkaterveket hagytak jóvá, köztük: TsAGI, CIAM, NIIAS, ITPM ​​és még sokan mások, valamint a Kutatóintézettel. Tudományos Akadémia és a Honvédelmi Minisztérium.

Az egyfokozatú VKS M-19 megjelenését számos alternatív aerodinamikai konfiguráció tanulmányozása után határozták meg. Az új típusú erőművek jellemzőinek kutatása szempontjából a scramjet modelleket szélcsatornákban tesztelték, Mach-számoknak = 3-12 sebességgel. A jövőbeli VKS hatékonyságának felmérésére a berendezésrendszerek és az atomrakétamotorral (NRE) kombinált erőmű matematikai modelljeit is kidolgozták.

A kombinált nukleáris meghajtású rendszerrel ellátott videokonferencia-rendszer használata kibővítette a lehetőségeket a Föld-közeli tér intenzív feltárására, beleértve a távoli geostacionárius pályákat, valamint a mélyűri területeket, beleértve a Holdat és a ciszlunáris teret.

Egy nukleáris létesítmény jelenléte a VKS fedélzetén azt is lehetővé tenné, hogy nagy teljesítményű energiaegységként használják fel új típusú űrfegyverek (sugárfegyverek, sugárfegyverek, éghajlati viszonyokat befolyásoló eszközök stb.) működését.

A kombinált meghajtási rendszer (CPS) a következőket tartalmazza:

• Sugárvédelemmel ellátott atomreaktoron alapuló, fenntartó nukleáris rakétamotor (NRE);
• 10 kétkörös turbósugárhajtómű (DTRDF) hőcserélővel a belső és külső körökben és egy utóégetővel;
• Hiperszonikus sugárhajtóművek (scramjet motorok);
• Két turbófeltöltő biztosítja a hidrogén szivattyúzását a DTRDF hőcserélőkön keresztül;
• Elosztó egység turbószivattyús egységekkel, hőcserélőkkel és csővezeték-szelepekkel, tüzelőanyag-ellátó rendszerekkel.

Hidrogént használtak üzemanyagként a DTRDF és scramjet motorokhoz, és ez volt a munkaközeg a nukleáris hajtómű zárt körében is.

Végső formájában az M-19 koncepciója így nézett ki: az 500 tonnás VKS zárt ciklusú hajtóművekkel ellátott nukleáris repülőgépként hajtja végre a felszállást és a kezdeti gyorsítást, a hidrogén pedig hűtőközegként szolgál, amely a reaktorból a hőt továbbítja tíz turbósugárhajtóműhöz. . Ahogy gyorsul és emelkedik a magasság, a hidrogén elkezdődik a turbóhajtómű utóégetőjébe, majd valamivel később a közvetlen áramlású scramjet motorba. Végül 50 km-es magasságban, 16 Mach-nál nagyobb repülési sebesség mellett egy 320 tf tolóerejű nukleáris meghajtású rakétamotort kapcsolnak be, amely hozzáférést biztosított egy működő pályára 185-200 kilométeres magasságban. . A körülbelül 500 tonnás felszálló tömegű VKS M-19-nek egy körülbelül 30-40 tonna súlyú rakományt kellett volna 57,3°-os dőlésszögű referenciapályára bocsátania.

Meg kell jegyezni egy kevéssé ismert tényt, hogy a turbó-ramjet, rakéta-ramjet és hiperszonikus repülési módokban a CDU jellemzőinek kiszámításakor a CIAM, TsAGI és ITPM ​​​​SB AS-nél végzett kísérleti vizsgálatok és számítások eredményei. Szovjetuniót használták.

Ajax" - hiperhang új módon

A Neva Tervezőirodában (Szentpétervár) is folyt egy hiperszonikus repülőgép megalkotása, amely alapján megalakult a Hiperszonikus Sebesség Állami Kutatóvállalata (jelenleg OJSC NIPGS HC Leninets).

A NIPGS alapvetően új módon közelítette meg a GLA létrehozását. Az Ajax GLA koncepcióját a 80-as évek végén terjesztették elő. Vladimir Lvovich Freishtadt. Lényege, hogy a GLA nem rendelkezik hővédelemmel (ellentétben a legtöbb VKS-sel és GLA-val). A hiperszonikus repülés során fellépő hőáramot bevezetik a HVA-ba, hogy növeljék energiaforrását. Így az Ajax GLA egy nyitott aerotermodinamikai rendszer volt, amely a hiperszonikus légáram mozgási energiájának egy részét kémiai és elektromos energiává alakította, ezzel egyidejűleg megoldotta a repülőgépváz hűtésének kérdését. Erre a célra egy katalizátoros kémiai hővisszanyerős reaktor fő elemeit tervezték, amelyek a repülőgép váza alatt helyezkednek el.

A légijármű héja a termikusan leginkább igénybe vett területeken kétrétegű héjjal rendelkezett. A héj rétegei között hőálló anyagból ("nikkelszivacsok") készült katalizátor helyezkedett el, amely egy aktív hűtő alrendszer volt kémiai hővisszanyerős reaktorokkal. A számítások szerint minden hiperszonikus repülési módban a GLA repülőgépváz elemeinek hőmérséklete nem haladta meg a 800-850°C-ot.

A GLA tartalmaz egy, a repülőgépvázba integrált szuperszonikus égésű sugárhajtóművet és a fő (meghajtó) motort - egy magnetoplazma vegyi motort (MPXE). Az MPHD célja a légáramlás szabályozása volt egy magneto-gáz-dinamikus gyorsító (MHD-gyorsító) segítségével, és egy MHD-generátor segítségével villamos energiát termelt. A generátor teljesítménye elérte a 100 MW-ot, ami bőven elég volt egy olyan lézer működtetéséhez, amely képes különféle célpontokat eltalálni a Föld-közeli pályán.

Feltételezték, hogy az MPHD fenntartó képes lesz a repülési sebesség megváltoztatására a repülési Mach-számok széles tartományában. A hiperszonikus áramlás mágneses térrel való megfékezésével optimális körülményeket teremtettek a szuperszonikus égéstérben. A TsAGI-nál végzett tesztek során kiderült, hogy az Ajax koncepció keretében létrehozott szénhidrogén üzemanyag többszörösen gyorsabban ég, mint a hidrogén. Az MHD gyorsító „felgyorsíthatja” az égéstermékeket, a maximális repülési sebességet M=25-re növelve, ami garantálta az alacsony Föld körüli pályára lépést.

A hiperszonikus repülőgép polgári változatát 6000-12000 km/h repülési sebességre, 19000 km-es repülési hatótávra és 100 utas szállítására tervezték. Az Ajax projekt katonai fejlesztéseiről nincs információ.

A hiperhang orosz koncepciója – rakéták és PAK DA

A Szovjetunióban és az új Oroszország fennállásának első éveiben a hiperszonikus technológiák terén végzett munka lehetővé teszi számunkra, hogy kijelenthessük, hogy az eredeti hazai módszertan, valamint a tudományos-technikai alapok megmaradtak és felhasználhatók az orosz HAV-ok létrehozásához - mind rakéta-, mind repülőgép verziók.

2004-ben, a „Security 2004” parancsnoki gyakorlat során az orosz elnök V.V. Putyin olyan kijelentést tett, amely még mindig izgatja a „közvéleményt”. „Kísérleteket és néhány tesztet végeztek... Hamarosan az orosz fegyveres erők olyan harcrendszereket kapnak, amelyek képesek interkontinentális távolságban, hiperszonikus sebességgel, nagy pontossággal, széles manőverezéssel a magasságban és a becsapódás irányában. Ezek a komplexumok kilátástalanná tesznek minden meglévő vagy jövőbeli rakétavédelmi rendszert.”.

Egyes hazai média legjobb tudása szerint értelmezte ezt a kijelentést. Például: „Oroszország kifejlesztette a világ első hiperszonikus manőverező rakétáját, amelyet egy Tu-160-as stratégiai bombázóról indítottak 2004 februárjában, amikor a Security 2004 parancsnoki gyakorlatot tartották...

Valójában az RS-18 Stiletto ballisztikus rakétát új harci felszereléssel indították a gyakorlat során. A hagyományos robbanófej helyett az RS-18 olyan eszközt tartalmazott, amely képes volt megváltoztatni a repülési magasságot és irányt, és ezzel legyőzni minden, köztük az amerikai rakétavédelmet is. Úgy tűnik, a Security 2004 gyakorlat során tesztelt eszköz egy kevéssé ismert hiperszonikus cirkálórakéta (GKR) X-90 volt, amelyet a Raduga IKB-nál fejlesztettek ki az 1990-es évek elején.

A rakéta teljesítményjellemzői alapján a Tu-160 stratégiai bombázó két X-90-et szállíthat. A többi jellemző így néz ki: rakéta tömege - 15 tonna, fő hajtómű - scramjet, gyorsító - szilárd hajtóanyagú rakétamotor, repülési sebesség - 4-5 M, kilövési magasság - 7000 m, repülési magasság - 7000-20000 m, indítás hatótáv 3000-3500 km, robbanófejek száma - 2, robbanófej teljesítménye - 200 kt.

Abban a vitában, hogy a repülőgép vagy a rakéta jobb-e, a repülőgépek leggyakrabban elvesztek, mivel a rakéták gyorsabbnak és hatékonyabbnak bizonyultak. A gép pedig 2500-5000 km távolságra lévő célpontokat eltaláló cirkáló rakéták hordozója lett. A rakéta célba való kilövésekor a stratégiai bombázó nem lépett be a légelhárító zónába, így a hiperszonikusnak nem volt értelme.

A repülőgépek és rakéták közötti „hiperszonikus versengés” most egy új végkifejlethez közeledik, kiszámítható eredménnyel – a rakéták ismét megelőzik a repülőgépeket.

Felmérjük a helyzetet. Az orosz légierőhöz tartozó nagy hatótávolságú légiközlekedés 60 Tu-95MS turbólégcsavaros repülőgéppel és 16 Tu-160-as sugárhajtású bombázóval rendelkezik. A Tu-95MS élettartama 5-10 év alatt jár le. A védelmi minisztérium úgy döntött, hogy a Tu-160-asok számát 40 egységre emeli. Folynak a munkálatok a Tu-160 modernizálásán. Így a VKS hamarosan megkapja az új Tu-160M-eket. A Tupolev Design Bureau az ígéretes nagy hatótávolságú repülési komplexum (PAK DA) fő fejlesztője is.

„Valószínű ellenfelünk” nem ül tétlenül, pénzt fektet a Prompt Global Strike (PGS) koncepció fejlesztésébe. Az amerikai katonai költségvetés finanszírozási képességei jelentősen meghaladják az orosz költségvetés lehetőségeit. A Pénzügyminisztérium és a Honvédelmi Minisztérium vitatkozik az Állami Fegyverkezési Program 2025-ig terjedő időszakra szóló támogatási összegéről. És nem csak az új fegyverek és katonai felszerelések beszerzésének jelenlegi költségeiről beszélünk, hanem ígéretes fejlesztésekről is, amelyek magukban foglalják a PAK DA és GLA technológiákat.

A hiperszonikus lőszerek (rakéták vagy lövedékek) létrehozásában nem minden világos. A hiperhang egyértelmű előnye a sebesség, a célhoz való rövid megközelítési idő, valamint a légvédelmi és rakétavédelmi rendszerek leküzdésének magas garanciája. Azonban sok probléma van - az eldobható lőszerek magas költsége, a vezérlés bonyolultsága a repülési útvonal megváltoztatásakor. Ugyanezek a hiányosságok döntő érvekké váltak az emberes hiperszonikus programok, vagyis a hiperszonikus repülőgépek visszaszorításában vagy bezárásában.

A lőszer magas költségének problémája megoldható, ha a repülőgép fedélzetén egy nagy teljesítményű számítógép-komplexum található a bombázási (indítási) paraméterek kiszámításához, amely a hagyományos bombákat és rakétákat nagy pontosságú fegyverekké alakítja. A hiperszonikus rakéták robbanófejeibe telepített hasonló fedélzeti számítógépes rendszerek lehetővé teszik, hogy a stratégiai nagypontosságú fegyverek osztályába sorolják őket, amelyek a PLA katonai szakértői szerint helyettesíthetik az ICBM rendszereket. A stratégiai hatótávolságú rakéták jelenléte megkérdőjelezi a nagy hatótávolságú repülés fenntartásának szükségességét, mivel ennek korlátai vannak a harci felhasználás sebességében és hatékonyságában.

A hiperszonikus légvédelmi rakéta (GZR) megjelenése bármely hadsereg fegyvertárában arra kényszeríti a stratégiai repülést, hogy „rejtőzzön” a repülőtereken, mert Azt a maximális távolságot, ahonnan a bombázók cirkálórakétái bevethetők, néhány perc alatt megteszik az ilyen GZR-ek. A GZR-ek hatótávolságának, pontosságának és manőverezhetőségének növelése lehetővé teszi számukra, hogy bármilyen magasságban lelőjék az ellenséges ICBM-eket, valamint megzavarják a stratégiai bombázók hatalmas rajtaütését, mielőtt elérnék a cirkálórakéták kilövési vonalát. A „stratéga” pilótája észlelheti a GZR indítását, de nem valószínű, hogy lesz ideje elterelni a gépet a vereségtől.

A GLA fejlesztése, amelyet a fejlett országokban ma már intenzíven folytatnak, azt jelzi, hogy folyamatban van egy olyan megbízható eszköz (fegyver) keresése, amely megbízhatóan megsemmisítheti az ellenség nukleáris arzenálját még az atomfegyverek alkalmazása előtt, ami a védekezés utolsó érve. állami szuverenitás. A hiperszonikus fegyverek egy állam politikai, gazdasági és katonai hatalmának fő központjai ellen is bevethetők.

A hiperhangot nem felejtették el Oroszországban, folynak a munkálatok ezen a technológián alapuló rakétafegyverek létrehozásán (Sarmat ICBM, Rubezh ICBM, X-90), de csak egyféle fegyverre támaszkodnak ("csodafegyver", "megtorló fegyver"). ") legalábbis helytelen lenne.

A PAK DA létrehozásában továbbra sincs egyértelműség, mivel a céljára és a harci használatára vonatkozó alapvető követelmények még nem ismertek. A meglévő stratégiai bombázók, mint Oroszország nukleáris hármasának alkotóelemei, fokozatosan veszítenek jelentőségükből az új típusú fegyverek, köztük a hiperszonikus fegyverek megjelenése miatt.

A NATO főfeladataként kikiáltott Oroszország „betartozásának” menete objektíve a hazánk elleni agresszióhoz vezethet, amelyben az Észak-atlanti Szerződés korszerű eszközökkel kiképzett és felfegyverzett hadseregei vesznek részt. A NATO létszámát és fegyverzetét tekintve 5-10-szer nagyobb, mint Oroszország. Oroszország körül „egészségügyi övet” építenek, amely katonai bázisokat és rakétavédelmi állásokat foglal magában. Lényegében a NATO-tevékenységeket katonai terminusokkal úgy írják le, mint a műveleti színtérre (hadműveleti helyszínre) való műveleti felkészülést. Ugyanakkor a fegyverszállítás fő forrása továbbra is az Egyesült Államok, ahogyan az első és a második világháborúban is volt.

Egy hiperszonikus stratégiai bombázó egy órán belül bárhol lehet a világon bármely katonai létesítmény (bázis) felett, ahonnan biztosított a csapatcsoportok erőforrásokkal való ellátása, beleértve az „egészségügyi övben” lévőket is. A rakétavédelmi és légvédelmi rendszerekkel szemben enyhén sérülékeny, nagy pontosságú, nem nukleáris fegyverekkel képes megsemmisíteni az ilyen objektumokat. Egy ilyen GLA jelenléte békeidőben további elrettentő tényezővé válik a globális katonai kalandok támogatói számára.

A polgári GLA az interkontinentális repülések és az űrtechnológiák fejlesztésében való áttörés műszaki alapjává válhat. A Tu-2000, M-19 és Ajax projektek tudományos és műszaki alapjai továbbra is relevánsak és keresletre számíthatnak.

Hogy milyen lesz a jövőbeli PAK DA - szubszonikus SGKR-rel vagy hiperszonikus módosított hagyományos fegyverekkel -, azt a megrendelők - a Honvédelmi Minisztérium és Oroszország kormánya - döntik el.

„Aki a csata előtti előzetes számítással nyer, annak sok esélye van. Aki nem nyer számítással még a csata előtt, annak kevés esélye van. Akinek sok esélye van, az nyer. Akinek kevés az esélye, az nem nyer. Főleg annak, akinek semmi esélye.” /Sun Tzu, „A háború művészete”/

Alekszej Leonkov katonai szakértő

• link .
  Éves előfizetési költség -
  12 000 dörzsölje.

HIPERHANG

Hol van még helye a repülési technológiák alkalmazásának, azaz a földi légkörön belüli irányított repülés megvalósításának? Ez a rés a hiperhang, azaz a hangsebesség négyszeres vagy több (legfeljebb hatszoros) repülése. Mint minden technológia, a hiperszonikus technológia is kettős célú, azaz egy hiperszonikus repülőgép polgári és katonai célokra egyaránt használható. Sőt, a hiperszonikus sebességek tartománya felhasználható űrrepülőgépek üzemeltetésére is.

Az 1970-1980-as években, a műszaki optimizmus korszakában, Európában vízszintes fel- és leszállással rendelkező repülőgépekre fejlesztettek ki projekteket. Ezek a projektek közvetlen versenyt jelentettek az American Space Shuttle-lel, egy újrafelhasználható űrhajóval. A Shuttle, mint ismeretes, egy erős rakétaerősítő segítségével függőlegesen indul, és küldetésének teljesítése után repülőgépként száll le. Az Egyesült Királyságban egy hasonló űrrepülőgép projektjét „HOTOL”-nak (Horizontal Take-Off Landing) hívták. Nyilvánvaló, hogy egy légbeszívású motor használata első lépésként jelentősen növelné a rendszer egészének hatékonyságát.

Ebben az esetben a légkör rétegeiben a gyorsulás az égés során magából a légkörből származó oxigén felhasználásával történne, és nem a rakétatartályokban tárolódik.

Míg a HOTOL egy rakétás repülőgép-projekt volt, addig az akkori Német Szövetségi Köztársaságban az űrrepülőgép-projekt első szakaszában sugárhajtóművet használtak. Ez az eszköz a „Sänger” nevet kapta a híres német tudós és mérnök, Eugen Sänger tiszteletére, aki az 1930-1940-es években aktívan dolgozott. Németországban a rakéta- és sugárhajtóművek megalkotásáról. Aztán az 1980-as években úgy tűnt, hogy a repülőgép-rendszerek létrehozása teljesen lehetséges. Valószínűleg technikailag így volt. De ezek az ígéretes projektek soha nem valósultak meg a magas fejlesztési költségek miatt, amelyek meghaladták egy ország költségvetését. Ennek ellenére a nemzetközi együttműködés és a megfelelő munkamegosztás alapján még ma is van lehetőség ezekhez a projektekhez való visszatérésre. Most, a koncepcionálisan igen vitatott amerikai shuttle-program befejezése után, ideje elkezdeni egy ilyen rendszer létrehozását. Mindenesetre a látókör szélesítése érdekében hasznos ismerni azt a sémát, amellyel egy űrhajót repülési technológiák segítségével alacsony Föld körüli pályára bocsátanak.

Példaként vegyük először a Zenger űrrepülőgép működési diagramját. Ez egy kétlépcsős apparátus: az első fokozat egy hiperszonikus repülőgép hidrogénnel üzemelő közvetlen áramlású turbóerőművel, a második fokozat egy rakéta folyékony hidrogén-oxigén rakétamotorral. A Zenger úgy száll fel, mint egy repülőgép, a hagyományos turbóhajtóművek tolóerejét használva. Akárcsak egy repülőgép, szubszonikus sebességgel 11 km-es magasságot ér el. A pálya ezen a pontján (H=11 km, M=0,8) a repülőgép hosszú cirkálórepülést hajthat végre (1. cruising repülési mód). Ezután kezdődik a gyorsulás 3,5 Mach-ig, akár 20 km-es magassági emelkedéssel. A pálya ezen a pontján a turbóhajtómű le van kapcsolva, és be van fedve, helyette a sugárhajtómű-kört kapcsolják be. A röppályán van még egy pont (2. cruising mode), amelynél a repülési paraméterek a gép hosszú (H=25 km, M=4,5) cirkálórepülését is biztosítják. Végül a 30 km-es magasság és a 6,8-as repülési Mach-számnak megfelelő repülési sebesség elérésekor a második rakétafokozat elválik és elindul. Amint látjuk, ezt a fokozatot már nagy sebességre felgyorsították, és ezért az alacsony földi pályára lépéshez a második fokozatú rakétának lényegesen kisebb energiaellátásra (üzemanyagra) lesz szüksége, mint egy tisztán rakétaindítás esetén. a föld felszíne.

Emlékezzünk vissza, hogy a szénhidrogén üzemanyag (kerozin) használata a hiperhangban a Mach-szám = 4 szintre korlátozódik a hidrogénhez képest alacsony lánghőmérséklet miatt. Emiatt a korlátozás miatt a repülési sebesség növekedésével és a levegő kinetikus felmelegedésével a bemeneti nyílásnál fékezés közben a leadott hő mennyisége csökken, és ennek megfelelően csökken az elvégzett munka és a termikus hatásfok (emlékezzünk a Carnot-képletre). Ezért a tüzelőanyag kémiai energiájának munkává való hatékony átalakításához magasabb égési lánghőmérsékletű tüzelőanyagot kell használni. A hidrogénnek pontosan ilyen a minősége, de vannak sebességkorlátozásai is, mégpedig Mmax = 7. Ennek alternatívája a technológia... a levegő hűtése a motor bemeneténél hőcserélő-rekuperátor segítségével az üzemanyagtartályokban tárolt hűtőerőforrás felhasználásával ( folyékony hidrogén, amelynek alacsony a hőmérséklete).

Egy hiperszonikus utasszállító repülőgép elméleti fejlesztését a NASA (USA) végezte még az 1970-es években. Olyan „Orient Express” repülőgép létrehozását tervezték, amely három (!) óra alatt képes megtenni a New York-Tokió távolságot. Ezt a repülőgépet 300 utas szállítására tervezték 12 000 km távolságon, M=5 utazósebességgel. A 440 tonnás felszálló tömegű repülőgépet négy, egyenként 27,5 tonna tolóerővel rendelkező hajtóművel kellett felszerelni (teljesítményarány - ugyanaz a klasszikus 0,25 négymotoros repülőgépeknél). 1989-ben nemzetközi projekt indult egy ígéretes hiperszonikus utasszállító repülőgép erőművének technológiáinak kifejlesztésére. A motorprojekt integrációjának bázisországának Japánt választották a világ vezető gázturbinás motorok fejlesztői, a Rolls-Royce és a General Electric részvételével. A projekt húsz évig zökkenőmentesen zajlott, kísérleteket végeztek a leendő turbó-ramjet motor egyes alkatrészeivel, de az eredmény még nem született meg.

Az európaiak nem maradtak el az Egyesült Államoktól: már a 21. század elején 200 (300 tonna felszálló tömeg) és 300 (400 tonna felszálló tömeg) utas szállítására alkalmas hiperszonikus utasszállító repülőgépeket terveztek a tervezetten. Itt jelent meg a Brüsszel-Sydney útvonal is. A leendő hiperszonikus repülőgépnek ezt a távolságot három óra alatt kell megtennie. Mennyire reálisak ezek a projektek? Gazdasági hatékonyság szempontjából a hiperszonikus utasszállító repülőgép nagyon kockázatos projektnek tűnik. A fejlesztésbe fektetett hatalmas beruházások nem valószínű, hogy megtérülnek a drága üzemeltetésben. Ha csak... a majdani zsúfolt Peking-New York útvonalon.

De a hiperhang katonai és térhasználata teljesen valós, és itt az Egyesült Államok mindenkit megelőz, legalábbis a jól átgondolt stratégia tekintetében. Ezenkívül a NASA és az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma közös szervezeti struktúrát hozott létre National Aerospace Initiative (NAI) néven a projektek következő generációjának gyakorlati megvalósítására. Miután az űrsiklókkal megszenvedték azok megbízhatóságának előrejelzését az ismételt használat során, a NASA azt a feladatot tűzte ki maga elé, hogy radikálisan csökkentse az űrrepülőgép-kilövések költségeit egy új generációs hordozórakéta kifejlesztésével, hiperszonikus repülőgépekkel. Ezt az X-43-as űrrepülőgép-projektet (mint minden „X” jelzésű repülőgép prototípusát) a tervek szerint 2025-re fejezik be a demonstrátor repülési tesztjeivel. Igaz, az első szakasz típusának végső kiválasztása még nem történt meg. Mindkét lehetőséget mérlegelik: tisztán rakéta és gázturbinás hajtómű. De az első szakasz „felső” része egy szuperszonikus sugárhajtású, szuperszonikus égésű motor.

Általában az optimális űrhajómotor természetes átalakulása így néz ki. Indításkor, amikor a kezdeti repülési sebesség a légkörben nulla, a munkavégzéshez szükséges levegősűrítést a gázturbinás motor kompresszora végzi. A repülési sebesség növekedésével egyre nagyobb a kompresszió, amikor a levegőt lelassítják a légbeömlőben, és egyre kevesebb a kompresszorban. A 3–3,5 repülési Mach-számtól kezdve a kompresszor lényegében elfajul, gyakorlatilag semmit sem ad hozzá a légbeömlő sűrítési arányához. Itt célszerű a motor gázturbinás részét kikapcsolni, és tisztán közvetlen áramlású, szubszonikus égésű körre váltani M = 5 nagyságrendű repülési sebességig. A motor következő optimális módosítása a közvetlen áramlású, szuperszonikus égésű motor (M4-nél a stabilizátor körül áramló stagnálási hőmérséklet eléri a gyújtási értéket, és a stabil égés magas, beleértve a szuperszonikus sebességeket is). És végül, amikor elhagyja a légkört, ahol a levegő alacsony sűrűségű és nem szolgálhat munkafolyadékként, folyékony hajtóanyagú rakétamotort használnak, amely a légköri levegő helyett saját oxidálószert használ a rakétában vagy a repülőgép tartályában. Az égéstérben a szükséges nyomást a munkaközeg áramlása biztosítja, amelyet viszont az oxidálószert és az üzemanyagot a szükséges mennyiségben szivattyúzó szivattyúk biztosítanak.

Míg a 3-as Mach repülésig terjedő gázturbinás technológiák jól fejlettek, addig a szuperszonikus égésű (M4) sugárhajtómű működési területe tudományosan és gyakorlatilag is problematikus. Ebben az irányban pedig intenzív kutatások folynak. Emellett csábítónak tűnik a gázturbinás motor alkalmazási körének kiterjesztése (bár közvetlen áramlású motorral kombinált változatban) M = 4-re. Ezután az űrhajóban a gyorsítására szolgáló erőmű három különálló modullal rendelkezik: turbósugaras, szuperszonikus égésű ramjet és rakétahajtóművek.

Az USA megfelelő programot fogadott el az úgynevezett „Revolutionary Turbine Accelerator” (RTU vagy angolul RTA) fejlesztésére, amelyben a híres General Electric cég is részt vesz. Az ilyen „forradalmi” motor prototípusa az F-120, egy úgynevezett „változtatható ciklusú motor”, mechanikusan állítható áramlási területekkel (különösen a turbina fúvóka berendezésével).

A hiperszonikus repülőgépek létrehozása során számos probléma merül fel. Egy ilyen eszköz külső ellenállásának előrejelzésének nem megfelelő pontosságából, és ebből következően az erőmű szükséges tolóerő-mennyiségének felméréséből kiindulva. A helyzet az, hogy ilyen hiperszonikus sebességeknél a geometriai modellezés megbízhatósága az aerodinamikai fújás során még megerősítést igényel. Nem világos, hogy a szubszonikus és szuperszonikus (de nem hiperszonikus) repülőgépmodellek tanulmányozásában oly sikeresen alkalmazott hasonlósági elmélet működik-e (valószínűleg nem működik) ebben az esetben. Az aerodinamika számítására és modellezésére szolgáló modern módszerek is igazolást igényelnek. A hiperszonikus áramlás kölcsönhatása a hajtóművel és a repülőgéppel jelentős nemlineáris hatásokat eredményez, amelyeket a modern rács alapú matematikai modellezési módszerek nem tudnak pontosan leírni. Minden oda vezet, hogy az ilyen drága rendszerek fejlesztését nagyrészt a helyszínen, repülési körülmények között kell végrehajtani. Itt a nagy rakétahajtóművek fejlesztésének kezdeti szakaszához hasonló helyzetben vagyunk.

A szuperszonikus belsőégésű motorok ramjet áramköre is kutatást igényel, kezdve az új, könnyebb hővezető anyagok, például a gamma-titán-alumínium vagy szilícium alapú kerámia kompozitok kifejlesztésétől az üzemanyag típusának megválasztásáig. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy itt üzemanyagot használnak az égéstér hűtésére. Stb.

Mi a helyzet a hiperhanggal Oroszországban? És mi a lehetséges haszna a hiperszonikus repülőgépeknek? Aligha számíthatunk arra, hogy hiperhangot használnak űrhajók és hajók pályára állításához. Oroszország már régóta rendelkezik egy megbízható rendszerrel a rakétahordozórakéták ilyen célú felhasználására. Oroszországban nem lesz hiperszonikus légi közlekedés – nincs ilyen igény, és gazdasági szempontból ez nem megfelelő. De a hiperhang katonai felhasználásának területén csábító kilátások vannak, meg kell jegyezni, hogy ezt a témát Oroszországban hosszú ideje (az 1970-es évektől) tanulmányozták a Repülési Motorok Központi Intézetében szövetségi célprogramok keretében. („Hideg” a hidrogén használatához stb.). Ez a témakör nemcsak az alapvető tudomány fejlődésére nyújt kiváló lehetőségeket, elsősorban a folyadék- és gázmechanika, valamint az égésfizika területén, hanem nyilvánvalóan alkalmazott jellegű is. Új matematikai folyamatmodellek kidolgozása, egyedi kísérletek végzése – mindez önmagában is nagy érték az ország innovatív fejlődése szempontjából. A hiperszonikus fegyverhordozó megalkotása esetén az ország védelme új minőséget kap a megnövekedett reakciósebesség és az esetleges fenyegetésekre adott válasz sebezhetetlensége miatt.

A CIAM-nál a scramjet (hiszonikus ramjet motor) témáját 1985-ben kezdték érdemben tanulmányozni (012-es osztály, A.S. Rudakov osztályvezető), egy űrrepülőgép megalkotására összpontosítva. Egy ilyen repülőgép koncepcióját a Tupolev Tervező Iroda dolgozta ki, és a jövőbeni repülőgép-projektet Tu-2000-nek nevezték el. De sok okból nem lehetett szisztematikus munkát megszervezni egy ilyen repülőgép létrehozására, beleértve a célzott finanszírozás hiányát. Mint tudják, a „peresztrojka” elkezdődött, és Mamai „sok projekten átment ezen a „peresztrojkán”. Ennek ellenére a Cold program egy S-57 jelzésű scramjet hajtómű repülési kísérletét tervezte. Ez a munka összetett volt: létre kellett hozni egy hiperszonikus repülő laboratóriumot az S-200 légvédelmi rakéta alapján, ki kellett fejleszteni egy kilövőkomplexumot, meg kellett alkotni magát a scramjet-et és az üzemanyag-ellátó vezérlőrendszert, egy fedélzeti rendszert a tároláshoz. és folyékony hidrogén ellátása, folyékony hidrogén üzemanyag-feltöltő és szállító komplexuma stb.

Magát a scramjet motort a CIAM műszaki specifikációi szerint (a Tushinsky Motor Tervező Iroda részvételével) a híres voronyezsi "Khimavtomatika" tervezőirodában (alapító - S. A. Kosberg) fejlesztették ki, amely folyékony rakétahajtóműveket fejlesztett ki mind az űrre, mind az űrre. V. Chelomey harci rakétái. A motor tengelyszimmetrikus légbeömlővel rendelkezett, és a rakéta fejébe szerelték be. A TsAGI elvégezte a légbeömlő és az S-200 rakéta aerodinamikai tisztítását. A Cryogenmash vállalat egy fedélzeti hidrogéntároló rendszert fejlesztett ki. A repülő laboratóriumot természetesen az S-200 fejlesztői hozták létre. A Honvédelmi Minisztérium szervezetei aktívan részt vettek a projektben - a teszteket a Sary-Shagan gyakorlótéren (Kazahsztán) tervezték végrehajtani.

Az orosz scramjet korábban lépett be a repülési kísérletbe, mint az amerikai. Már 1991-ben végrehajtották az első repülést egy 27,5 másodpercig tartó scramjet indításával, az égéstér automatikus be- és kikapcsolásával. Az égéstér kiégése ellenére nagy siker volt. De 1992-ben... ennek a programnak a finanszírozása leállt: mindannyian jól emlékszünk a „liberális” reformok idejére. Franciaországban pénzt találtak információért cserébe, és 1992 végén az S-57 második, még sikeresebb tesztjét is elvégezték, melynek során a motor 40 másodpercig működött, ebből több mint 20 másodpercig szuperszonikus égésnél. üzemmód a kamrában. A tesztelés során francia mérnökök is jelen voltak.

1994-ben az amerikaiak (NASA) is csatlakoztak ehhez a programhoz - nagyon csábító volt a kész infrastruktúra és egy kutatási objektum használata. A NASA szerződést kötött a kísérletben való részvételre megfelelő finanszírozással. A teszt célja a 6,5 ​​Mach-számnak megfelelő repülési sebesség elérése és a scramjet hajtómű stabil működésének bemutatása volt. Ennek a követelménynek a kapcsán a scramjet módosításra került, ideértve az égéstér-hűtés továbbfejlesztését is, és 1998. február 12-én sikeresen végrehajtották a scramjet repülési tesztjét. A motor a szükséges 70 másodpercig roncsolás nélkül működött, és elérte a maximálisan előírt fordulatszámot. Megjegyzendő, hogy az amerikai X-43 scramjet 2001-ben hajtotta végre első hiperszonikus repülését, M = 6,8 sebességet ért el. Az orosz kísérlet nyilvánvaló sikere ellenére sok probléma megoldatlan maradt. És az egyik legfontosabb a repülőgép valódi külső ellenállásának meghatározása. Ehhez autonóm (rakéta „booster” nélküli) repülés szükséges.

Tu-2000 hiperszonikus repülőgép-projekt.

Mi a következő lépés? Az amerikaiak a maguk útját járták, és 2025-ben megvalósították a „Hypersonic Access to Space” elnevezésű nagyszabású „útvonaltervet”, amely 2025-ben készül el. Nincs hova menniük – a „siklókat” minél előbb le kell írni, és van nincs mit repülni az űrbe. Az ember azt gondolná, hogy két űrsikló-katasztrófa után a NASA igazgatóját meg kellett volna keresztelni, mielőtt aláírta volna a következő repülési engedélyt. Oroszországnak nem volt pénze, vagy inkább megértése az ország vezetésében, hogy egy ilyen igazán innovatív témát erőltessen. Ám a szegénység miatt Franciaország is Oroszországra „akasztott”: a kísérleti, 4,2 méter hosszú LEA hiperszonikus repülőgépet az orosz rendszerrel tervezik a tervezési repülési paraméterek indukálására. Maga a készülék egy klasszikus repülőgép, „lapos” légbeömlővel és fúvókával. Ennek a repülőgépnek az alsó felületei egyidejűleg az elülső részben az áramlás lassításának és a hátsó részben a hő hozzáadását követő tágulásnak a külső felületei. A szerződést (2006) orosz részről a Rosoboronexport támogatja. Az orosz résztvevők között van a Raduga vállalat (rakétaerősítő), a TsAGI (aerodinamikus fúvók), a Repüléskutató Intézet. Gromov (telemetria), CIAM és Moszkvai Repülési Intézet (égési folyamatok tesztelése és folyamatok matematikai modellezése).

Hiperszonikus sugárhajtómű rajza szuperszonikus égésű M›4-nél. Behúzható (hiperszonikus működés esetén) lángstabilizátorok láthatók.

Tervezett 2013...2015. hajtson végre négy, 30–40 másodperces repülést M = 4–8 hiperszonikus sebességtartományban 30–40 km magasságban. A tervezett repülési paraméterekhez való kilövést egymás után a Tu-22MZ szuperszonikus bombázóval („booster” + LEA) kell végrehajtani, majd a berendezéssel ellátott „booster” rakétát le kell választani a repülőgépről, és segítségével a készüléket el kell indítani arra a tervezési magasságra, amelyen vízszintes repülést hajt végre. E tesztek eredményeként a tervek szerint kulcsfontosságú információkhoz jutunk mind a hiperszonikus repülőgép tulajdonságairól, mind a hajtóműben zajló égési és hűtési folyamatokról. Sikereket kívánunk ehhez a projekthez. Minden rendben van, de ha nem az Oboronprom lenne a féktelen pénzkereseti vágya megbízható és, ahogy a tisztviselők szerint túl drága mérnöki támogatás nélkül.

Hiperszonikus sebesség – ez egy járat innen sebesség tól től NÉGY hangsebességés több. Között repülés a szakemberek leggyakrabban a not nevet használják "hangsebesség", A – Mach. Ez a név innen származik osztrák vezetéknevek tudós Ernst Mach fizikája ( Ernst Mach ), aki kutatott aerodinamikai kísérő folyamatok szuperszonikus testek mozgása És így, 1 mach – Ez EGY hangsebesség. Illetőleg hiperszonikus sebesség - Ez NÉGY Machés több. BAN BEN 1987év december 7 V Washingtonállamfők SzovjetunióÉs USA, Mihail GorbacsovÉs Ronald Reagan aláírva megegyezés a felszámolásról nukleáris rakéták átlagos hatótávolság "Úttörő"És "Pershing 2". Ennek az eseménynek az eredményeként volt állj meg fejlesztés Szovjet stratégiai körút rakéták "X-90" amelyeknek volt hiperszonikus sebesség repülési. Rakéta alkotók X-90 csak lebonyolítására kapott engedélyt EGY teszt repülési. Adott sikeres a teszt grandiózushoz vezethet a szovjet légierő újbóli felszerelése repülőgéppel hiperszonikus sebesség járatokat, amelyeket biztosítani tudnának fölény V Szovjetunió levegő.

BAN BEN 1943év Amerikai légitársaság « Harang» alkotni kezdett repülőgép, aminek kellett volna leküzdeni a hangsebességet. Golyó, felől lövés puskák, legyek gyorsabb, mint a hangsebesség, szóval vége törzs alakjaúj gép sokáig nem így gondolta.Övé tervezés feltételezte nagy biztonsági határ. Néhány helyen galvanizálás meghaladta vastagsága EGY centiméter. Golyó sikerült nehéz. RÓL RŐL független levesz nem lehetett legyen és beszéd. Az égbe új a gép felszállt segítséggel bombázó B-29. Amerikai számára tervezett repülőgép a hangsebesség megtörése, megkapta a nevet "X-1" ( lásd a cikket "Ismeretlen repülőgép") X-1 törzs alakú alkalmas lehet hiperszonikus sebesség repülési.

Civil tesztpilóta Chalmers Goodlin tegye feltétel – bónusz legyőzéséért hangsebesség 150.000 dollárt ! Akkor fizetés kapitány Amerikai légierő elérte 283 dollár havonta. Fiatal kapitány idős 24-esévek Chuck Yeager, harc hadnagy szamár, lelőtték 19 fasiszta repülőgépek, 5 közülük arra egy csatában, úgy döntöttem, hogy az Ő legyőzi a hangsebességet. Ezt senki sem tudta a repülés alatt a hangsebesség megtörése az övé eltört két bordaés rosszul mozgott jobb kéz. Ez ennek eredményeként történt esik Val vel lovak alatt séták Val vel feleség előző nap. Chuck Yeager megértette, hogy az övé szélső előtt repülve kórházÉs csendben maradt, repülni NEM törölték. Leküzdése hangsebesség válik az első szakasz felé haladó úton hiperszonikus sebesség repülési .

BAN BEN 1947év október 14 ban ben kedd titkos légibázisról emelkedett az egekbe B-29-es amerikai stratégiai bombázó hez csatolva bombaöbölben repülővel . Tovább magasság hozzávetőlegesen, körülbelül 7 km elvált tőle legénységgel készülék akkoriban szokatlan formák. Keresztül Pár perc fülsiketítő volt pamut, mint amikor kirúgták több fegyvert egyszerre, de az volt NEM katasztrófa. Ezen a napon Amerikai berepülő pilóta Charles Elwood Yeager ismertebb nevén Chuck Yeager ( Chuck Yeager ) vagy Chuck Eager első az emberiség történetében felülmúlta a HANG SEBESSÉGÉT tovább KÍSÉRLETI egy repülőgépen X-1. Szuperszonikus repülőgép X-1 maximum volt repülési sebesség - 1556 km/h és ez innen van közvetlen szárnyas, praktikus mennyezet X-1 – 13 115 méter, maximum motor tolóerő - 2500 kgf. Leszállt X-1 magát, be tervezés mód. Később ugyanezt légibázis, ismertebb nevén "51-es zóna", alján található szárított sós tavak Vőlegény ( Vőlegény ), tovább déliállapot Nevada végeztek tesztek eszközökkel hiperszonikus sebesség repülési .

Az átvétel után Egyesült Államok doktrínák nukleáris háborús mennyiség stratégiai bombázók V Egyesült Államok növelte négy alkalommal. A bombázóknak védeni kellett volna több ezer sugárhajtású harcosok F-80 És F-82. Keresztül egy év után Chuck Yeager megtörte a hangsebességetÉs szovjet berepülő pilóta Ivan Evgrafovich Fedorov egy harcoson "La-176".

Az első szovjet CRUISED rakéta "Burya" az indítóálláson kilövés közben

Söprés szárny La-176 elérte 45 fok, maximum motor tolóerő - 2700 kgf, praktikus felső határ – 15 000 m, maximum sebesség - 1105 km/h Abban a pillanatban határ emberes repülőgépekre úgy tűnt 2-3 hangsebesség. De tovább titok gyakorlótér Szovjetunió Még akkor is tesztelték azokat a berendezéseket, amelyeknek volt hiperszonikus sebesség repülési. Egy rakéta volt "R-1" maximummal sebesség repülési 1 465 m/s és hatótávolság repülési 270 km . ÉS tesztek R-1 a gyakorlótéren hajtották végre "Kapustin Yar" V Asztrahán vidék . A jövő repülőgépei együtt mozognak hiperszonikus sebesség, nemcsak újakra volt szükség motorokés új anyagok, hanem új is üzemanyag. A titkos üzemanyag ballisztikus rakéták R-1 szolgált etanol legmagasabb kategóriájú takarítás.

Az első szovjet „Burya” cirkáló rakéta repülés közben

BALLISZTIKUS rakéta R-1 irányítása alatt fejlesztették ki Szergej Pavlovics Koroljov. Az igazság kedvéért tegyük fel, hogy fejlesztés alatt áll R-1 is aktívan részt vett része a németnek rakéta szakemberek, aki oda költözött Szovjetunió után második világháború háború. Rakéta R-1 lett Kiindulópont fejlesztésében INTERKONTINENTÁLIS ballisztikus rakéták voltak hiperszonikus sebességés abszolút annak kellett volna lennie SÉRHETETLEN ESZKÖZÖVEL szállítás nukleáris fegyverek. Első Mesterséges Föld műholdés az első repülés személy V hely már kiderült következtében kinézet interkontinentális ballisztikus rakéták.

Amerikai újrafelhasználható űrrepülőgép "Space Shuttle", miközben az indítókomplexum felé halad

Első sikeres indítás Szovjet ballisztikus rakéták R-1 megvalósult 1948. október 10 az év ... ja. Az eredményért katonai egyensúly Val vel Egyesült Államok szükséges rakétákkal hatótávolság repülési NEM több száz A ezrek kilométerre. Tesztek Koroljev rakéták sétált sikeresen,és minden további modell egyre többet szerzett hiperszonikus sebesség repülés és egyre több hatótávolság repülési. A napirenden volt a téma csere rakéta üzemanyag. Etanolüzemanyagként megállt jönni elégtelensége miatt égési sebességés elégtelensége miatt hőkapacitás, vagyis energia mennyisége. A lényeg az, hogy repülni hiperszonikus sebességek mint üzemanyag csak alkalmas HIDROGÉN. Se tovább melyik egy másik kémiai elemÍgy gyors légy ez tiltott! Hidrogén van egy nagyszerű égési sebességés nagy hőkapacitás, vagyis magas égési hőmérséklet, amelynek egyidejűleg minimális lehetséges hangerő hidrogén üzemanyag. Ennek megfelelően használatkor HIDROGÉN kiderül maximális tolóerő motor . Mindezek mellett HIDROGÉNüzemanyag az TELJESEN KÖRNYEZETI TISZTAüzemanyag !!! S.P.Korolev hitte, hogy az ez üzemanyag megoldja a mozgás problémáját földközeli hely tovább hiperszonikus sebességek repülési.

Amerikai újrafelhasználható űrrepülőgép Space Shuttle pályán való működés közben

Volt azonban Másik megoldási lehetőség kozmikus sebességek. Híres akadémikusok javasolták Mihail Kuzmich YangelÉs Vlagyimir Nyikolajevics Cselomej. Ez egy folyadék volt ammónia szaga és ellentétben hidrogén volt egyszerűés nagyon olcsó termelésben. De amikor Koroljov kiderült ami, odajött hozzá BORZALOM! Ezt a csodálatos rakéta-üzemanyagot hívták HEPTYL. Benne találta magát HATSZOR MÉRGEZŐ, MINT A PIROCILSAVés a veszély mértékét tekintve megfelelt HARC mérgező anyagok "ZARIN"És "FOSZGÉN"! azonban Szovjetunió kormányaúgy döntött a rakétafegyverek fontosabbak lehetséges következményeiés hogy létre kell hozni bármi áron. Utána üzemanyaggal heptil rakéták repültek YangelyaÉs Chelomeya.

BAN BEN 1954évben a szovjet hírszerzés titkot kapott üzenet egy lakostól EGYESÜLT ÁLLAMOK, melynek köszönhetően be Szovjetunió a munka megkezdődött repülés Val vel hiperszonikus sebesség repülési. BAN BEN Egyesült Államok ezt a projektet nevezték el – Navahó. Keresztül két hónap titok után üzenetek kiderült felbontás szovjet kormány a teremtés kezdetéről stratégiai SZÁRNYAS rakéták. BAN BEN Szovjetunió egy ilyen rakéta fejlesztését rendelték el KB S.A. Lavochkin ( lásd a cikket "Szemjon Alekszejevics Lavocskin"). A projektet elnevezték "Vihar".Összesen be HÁROM az év ... ja "Vihar" múlni kezdett tesztek a gyakorlótéren "Kapustin Yar"!!! Elrendezés "Viharok" megfelelt a modernnek Amerikai újrafelhasználható űrhajó a hajóhoz "Űrrepülőgép". A tesztelés idején "Viharok" az vált ismertté Amerikai projekt Navajo ZÁRVA volt. Ez valószínűleg annak köszönhető, hogy amerikai tervezők abban a pillanatban nem sikerült megteremteni a szükségeset motorok.

"Vihar" nem arra tervezték hiperszonikus sebesség repülés, de egy kicsit alacsonyabb sebesség tovább HÁROM a hangsebességgel FÉL. Ez annak volt köszönhető, hogy akkoriban még nem alkottak anyagok, az kibírná A BŐR MELEGÍTÉSE megfelelő hiperszonikus sebesség. A fedélzeten is eszközöket tartani kellett volna teljesítmény szabadlábon fűtési hőmérséklet. Alkotás közben "Viharok" csak még elindult fejleszteni anyagokat adatnak ellenálló hőfok fűtési feltételek.

Pillanatnyilag HÁROM szerencsés elindítja szárnyas rakéták "Viharok" birtokló A hiperszonikus sebességre, rakéták Koroljev, "R-7", már alacsony Föld körüli pályára bocsátották az első mesterséges földműholdÉs az első élőlény - egy korcs becenévvel "Laika". Ebben az időben a vezető Szovjetunió N.S. Hruscsov számára készült interjúban Nyugati nyomd be hangosan kijelentette, hogy a rakétán R-7 telepíthető NUKLEÁRIS tölts és üss BÁRMILYEN CÉLRA a területen EGYESÜLT ÁLLAMOK. Mostantól ALAP rakéta- és űrvédelem Szovjetunió válik interkontinentális ballisztikus rakéták. "Storm" cirkáló rakéta teljesítésére készült ugyanaz a legtöbb feladatok, de aztán Szovjetunió kormányaúgy gondolta, érdemes húzni mindkét ezek a programok egyúttal azok is lesznek drágaÉs A "Vihart" ZÁRVA???

BAN BEN 1950-es évek végeés ennyi 1960-as évekévekben és ben Egyesült Államokés be Szovjetunió végeztek kísérletek a teremtésről ígéretes repülés felszereléssel hiperszonikus sebesség repülési. De sűrű rétegek légkör repülőgép is túlmelegedettés néhol még olvasztott tehát teljesítmény hiperszonikus sebesség V LÉGKÖRújra és újra elhalasztották ismeretlen ideig . BAN BEN Egyesült Államok létezik program Teremtés kísérleti hívott repülőgép "X", amelynek segítségével a repülést tanulmányozzák hiperszonikus sebességek. Amerikai a katonaság nagyszerűen helyezkedett el remény tovább kísérleti repülőgép "X-31" De 1967. november 15évek múlva 10 másodpercnyi repülés hiperszonikus sebesség X-31 felrobbant. Azt követően kísérleti program repülőgépek "X" volt felfüggesztett de csak tovább egy ideig. Tehát be 1970-es évek közepeévekre Amerikai kísérleti egy repülőgépen "X-15" tovább magasság közel 100 km elérve hiperszonikus sebesség repülés egyenlő 11 hangsebesség (3.7 km/sec )!!!

BAN BEN 1960-as évek közepeévek és Egyesült ÁllamokÉs Szovjetunió függetlenül egymástól és egyidejűleg már elkezdték alkotni sorozatszám honnan repülő repülőgép utazósebesség HÁROM Mach! Repülni vele HÁROM hangsebesség V LÉGKÖR Nagyon összetett feladat ! Ennek eredményeként KB Kelly Johnson az irodánál LockheedÉs A.I. Mikoyan Tervezőirodája tovább MiGe ( lásd a cikket "Artyom Ivanovics Mikojan") kettőt hozott létre a repülés remeke technológia. amerikaiak - stratégiai cserkész "S.R.-71"Feketerigó ( lásd a cikket « S.R.-71"). oroszok a legjobb a vilagon vadász-elfogó "MiG-25" ( lásd a cikket "MiG-25"). Az SR-71-en kívül Megvan fekete szín Nem azért fekete festékek, hanem amiatt FERRIT bevonat, ami nagyon hatékonyan távolítja el a hőt. A későbbiekben S.R.-71 -hoz hozták hiperszonikus sebesség repülési 4 800 km/h MiG-25 sikeresen használták a háború alatt Izrael Val vel Egyiptom mint nagy magasságú felderítő repülőgép. Az egész repülés MiG-25 felett Izrael megszállt KÉT PERC!!! izraeli légvédelem azt állítják, hogy MiG-25 van HÁROM ÉS FÉL hangsebesség (4410 km/h ill 1 225 Kisasszony )!

Fölény a levegőben nyújthat és űrrepülés repülés. A témában végzett munka eredményeként hely hajókat ÚJRAHASZNÁLHATÓ használat Amerikai űrsiklóÉs szovjet "Buran" ( lásd a cikket "Buran űrhajó"). Nál nél leszállás a földre hely hajókat újrafelhasználható felhasználásokat tartalmaz légkör Val vel Az első kozmikus sebesség, 7,9 km/sec – bent van 23,9 többször is hangsebesség. Mert védelem tól től túlmelegedés belépéskor légkör, újrahasznosítható tér a hajókat kívülről speciális bevonat borítja Kerámia csempék. Egyértelmű, hogy még azzal is NEM Nagyon nagy jogsértés ez kerámia bevonat tovább hiperszonikus sebesség meg fog történni katasztrófa.

Után meddő keres egyetemes alapok védelem tól től túlmelegedés küzdeni érte bajnokság a levegőben egy másikba költözött - ultra-alacsony magasság. SZÁRNYAS rakétákra váltottak magasság repülés kb 50 méter, be, A hiperszonikus sebességek ELŐTT repülés, kb 850 km/h technológiával KÖVETKEZTETÉS terep. Amerikai szárnyas a rakétát nevezték el "Tomahawk" ( Tomahawk ), A szovjet hasonló "X-55". Szárnyas észlelése rakéta radar nehéz mert maga a rakéta a legújabbnak köszönhetően elhelyezési rendszer Megvan kis méretekés ennek megfelelően kis fényvisszaverő terület. Is vereség cirkáló rakéta nehéz mert aktív, kiszámíthatatlan manőverezés A repülés alatt. Teremtés szovjet cirkáló rakéta X-55 utasították KB "Raduga" akinek a vezetője volt Igor Szergejevics Szeleznyev.

azonban számításokat azt mutatta, hogy majdnem kész szárnyas sebezhetetlenség csak rakétákat lehet biztosítani hiperszonikus sebesség repülés ide öt hat többször is hangsebesség (5-6 Makhov) , ami megfelel annak sebesség hozzávetőlegesen, körülbelül kettő km/sec. A legelsőn tesztekúj technológia, a tervezők ismét szembesültek ugyanazzal túlmelegedési probléma. A megadott elérésekor hiperszonikus sebesség repülési felület a rakéta majdnem felmelegedett 1 000 fokon Celsiusés ők voltak az elsők, akik elbuktak vezérlő antennák. Akkor Igor Seleznev elment Leningrád a vállalkozásnak "leninista", hol készültek fedélzeti rádióelektronika. Szakértők adtak NEM megnyugtató következtetés. Tedd sikerült felé repülő rakéta hiperszonikus sebesség V sűrű rétegek légkör lehetetlen.

De az egyik alkalmazott Kutatóintézet nevezetesen eredetit javasolt ötlet. Miért kerozin, a fedélzeten szárnyas rakéták mint üzemanyag ne használd mint HŰTŐ fejek elhelyezése . Tartották kísérletek rendszer létrehozásáról hűtés fedélzeti használatával üzemanyag, kerozin. A munka során Freinstadt arra a következtetésre jutott petróleum NINCS elegendő mennyiségben energia hogy repüljön hiperszonikus sebességés mire kell az üzemanyag hiperszonikus sebesség van HIDROGÉN. De Freinstadt felajánlotta, hogy megkapja hidrogén tól től kerozin közvetlenül a fedélzeten rakéták. Koncepció ilyen motor megkapta a nevet "Ajax".

"Buran" szovjet újrafelhasználható űrhajó A hajó speciális KERÁMIA lapokból álló hőszigetelő bevonata jól látható

Annak idején ezt ötlet túl soknak tűnt fantasztikus. Ennek eredményeként tovább fegyverek elfogadták szárnyas rakétával szubszonikus sebesség repülési X-55. De még egy ilyen rakéta is kiemelkedő lett tudományos és műszaki vívmányok. Rövid technikai a szárnyas jellemzői rakéták X-55: hossz — 5,88 m; test átmérője — 0,514 m; szárnyfesztávolság — 3,1 m; kezdősúly — 1195 kg; repülési tartomány — 2 500 km; repülési sebesség — 770 km/h ( 214 Kisasszony); repülési magasság innen 40 előtt 110 m; robbanófej tömeg — 410 kg; robbanófej ereje — 200 CT; ig pontossággal 100 m.V 1983év az örökbefogadás után szárnyas rakéták X-55 V Védelmi minisztérium körül merült fel a kérdés munka befejezése a teremtésről motor gondoskodás hiperszonikus sebesség repülési. De pontosan benne idén tantárgy hiperszonikus a repülőgépek egyre gyakoribbak vibrálás jelentésekben szovjet hírszerzés.

A szovjet "Buran" újrafelhasználható űrszonda keringő pályán

A program részeként "Csillagok háborúja" Amerikai kezdte a kormány finanszírozás olyan eszközök fejlesztése, amelyek mindkettőben egyformán sikeresen repülnek légkörés be hely. Alapvetően új űrrepülés fegyvereknek kellett volna eszközöknek lenniük hiperszonikus sebesség repülési . Sikeres alkotás után X-55, Igor Seleznev, anélkül, hogy várna a teremtésre jelenlegi készülék modell "Ajax" megkezdte a fejlesztést szárnyas rakéta felől repül hiperszonikus sebesség. Ilyen rakéta lett szárnyas rakéta "X-90" aminek hagyományosan kellett volna repülnie kerozin val vel sebesség több Mach 5. Seleznev Tervező Iroda sikerült megoldani a problémát hőmérséklet túlmelegedés. Azt feltételezték X-90-től fog indulni SZTRATOSZFÉRA. Ezáltal hőfok fűtés ház rakéták jöttek le minimális. Volt azonban olyan is másik ok ilyenek elfogadása indítási magasság rakéták. A helyzet az, hogy ekkorra többé-kevésbé megtanultak lelőni ballisztikus rakétákat, megtanult lelőni repülőgépés megtanult lelőni cirkáló rakéták, továbbrepülve ultra-alacsony magasságok Val vel szubszonikus sebesség repülési . Csak érintetlen maradt egy réteg sztratoszféra – ez a réteg között légkörÉs hely. Felmerült egy ötlet észrevétlenül "surran át". kifejezetten a környéken sztratoszféra, segítségével hiperszonikus sebesség.

Amerikai Tomahawk cirkálórakéta Hajó alapú létesítményből indították

Azonban miután első sikeres dob X-90 minden munka ezen a rakétán az volt megszakított??? Ez annak köszönhetően történt megrendelésreúj vezető Szovjetunió, M.S. Gorbacsov. Ebben az időben be Leningrád, Vlagyimir Freinstadt csoportot szervezett tudományos rajongók létrehozásához hiperszonikus motor "Ajax". Ez a csoport Freinstadt nem csak aszerint hozott létre aggregátumot kerozin feldolgozás V hidrogén, de tanultam is kezelni repülés közben történik hiperszonikus sebesség, pusztító VÉRPLAZMA a készülék körül . Ez felvázolta a technológiai áttörés minden ember vezette repülőgép! Csoport Freinstadt megkezdte az előkészületeket első repülési hiperszonikus modellek. Azonban in 1992évi projekt Az Ajax ZÁRVA mert a finanszírozás megszüntetése??? BAN BEN 1980-as évekévben, in Szovjetunió repülõgépek fejlesztése hiperszonikus sebességek voltak fejlett pozíciókban világ!!! Ez alapozás volt elveszett már csak bent 1990-es évekévek.

Amerikai Tomahawk cirkálórakéta közvetlenül a cél elérése előtt

HATÉKONYSÁGÉs VESZÉLY harc repülőgéppel repülő hiperszonikus sebességek volt NYILVÁNVALÓ már akkor, be 1980-as évekévek. BAN BEN 1998évben be augusztus elején közvetlen közelében Amerikai nagykövetségek be KenyaÉs Tanzánia erőteljesen mennydörgött robbanások. Ezeket a robbanásokat az okozta globális terrorista szervezet "Alkaida" amelynek ő volt a vezetője, Oszama bin Laden. BAN BEN ugyanazév augusztus 20. amerikai hajók, amelyek benne voltak arab tengeri, előállított harc Rajt nyolc szárnyú rakéták Tomahawk". Keresztül kettőórakor a rakéták eltalálnak terület táborok terroristák, található Afganisztán. Következő be titok jelentést az elnöknek USA, B. Clinton az ügynökök arról számoltak be a fő cél rakéta fúj bázis szerint "Alkaidok" V Afganisztánt NEM sikerült elérni. Keresztül fél óra után RAJT rakéták Bin Laden hogy rárepül rakéták volt FIGYELMEZTETETTÁltal műholdas kommunikációÉs bal alap kb egy egy órával azelőtt robbanások. Ebből Az amerikaiak eredményei Kész következtetés olyan, hogy ez a harc feladat tehetné rakéták csak vele hiperszonikus sebesség repülési.

Keresztül néhány nap haladó fejlesztési osztály Amerikai Védelmi Minisztérium hosszú távú szerződést írt alá a céggel Boeing. Repülés kapott a cég sok milliárdod létrehozási sorrend univerzális szárnyas rakétákkal hiperszonikus sebesség repülési, Mach SIX. A sorrend az lett nagyarányú egy projekt, amely lehetővé teszi Egyesült Államok teremt biztató rendszerek fegyverekÉs repülés. További hiperszonikus folyamatban lévő eszközök fejlesztés eszközökké válhatnak KÖZBÜLSŐ, ki tud sokszor elmenni valahonnan légkör V helyÉs vissza, miközben aktívan manőverezési. Az ilyen eszközök, köszönhetően azoknak nem szabványosÉs kiszámíthatatlan a repülési pályák nagyon nagyok lehetnek veszély.

BAN BEN 2001. júliusévben be Egyesült Államok elindítása megtörtént kísérleti repülőgép "X-43A". El kellett érnie hiperszonikus sebesség repülési, HÉT mach. De a készülék összeomlott. Általában a technológia létrehozása hiperszonikus sebesség elrepül NEHÉZSÉGEK a teremtéshez hasonlítható atomfegyverek. Legújabb Amerikai hiperszonikus szárnyas repülőgép rakéták feltehetőleg tovább fog repülni a sztratoszféra magasságai. Utoljára verseny a teremtésről hiperszonikus berendezés újra indult. Motor új hiperszonikus rakéták válhatnak vérplazma, vagyis hőfok a motorban használt éghető keverék egyenlővé válik forró PLAZMA. Megjósolni idő eszközök megjelenése hiperszonikus sebesség repülés ide Oroszország, elégtelen miatt finanszírozás Viszlát lehetetlen.

Feltehetően benne 2060-as évekévekben világ fog kezdődni tömegátmenet utas légi repülés távolságok felett 7 000 km, tovább hiperszonikus sebességek járat at magasságok járat innen 40 előtt 60 km. BAN BEN 2003év amerikaiak finanszírozta őket kutatásértük jövő fejlesztéseket utas repülőgéppel hiperszonikus sebesség repülés ide Szovjet szuperszonikus utas repülőgép" Tu-144" ( lásd cikkeket "Tu-144"És "Alexey Andreevich Tupolev"). Az én időmben Tu-144 mennyiségben gyártották 19 dolgokat. BAN BEN 2003év egy tól től három készleten marad Tu-144 felújították és átalakították repülő laboratórium V OROSZ-AMERIKAI program a repülőgép-rendszerek tesztelésére új generáció. amerikaiak bent voltak elragadtatva szovjettől Tu-144!!!

Első ötletek rakéta repülőgépekhez - hiperszonikus repülőgépekhez, felől repül sebesség 10-15 Mach, megjelent vissza benne 1930-as évekévek. Azonban akkor még a legtöbbet látnok a tervezőknek fogalmuk sem volt, hogy mivel nehézségek az ötletnek szembe kell néznie, MÁSFÉL ÓRA ALATT ELÉRJEN EL BOLYGÓNK BÁRMELY PONTJÁT!!! Tovább hiperszonikus sebességek repülés ide a szárnyak széleinek légköre, légbeömlőkés a repülőgép többi része felmelegszik alumíniumötvözetek olvadáspontja. Ezért a jövő megteremtése hiperszonikus teljes mértékben összefügg a repüléssel kémia, kohászatés a fejlesztés új anyagok.

Hagyományos fúvókák motorok bekapcsolva sebesség HÁROM Mach egyre szűkebbek NEM hatékony ( lásd a cikket „Hírek a repülésből”). A továbbiakkal sebesség növelése lehetőséget kell adni rá ONLASH stream levegő előadni, szerep kompresszor, levegő sűrítése. Ezért elég, BEMENETI RÉSZ motor gyártmánya KÚPOSÍTÓ. Nál nél hiperszonikus sebesség repülési fokozat ingyenes adatfolyam tömörítés a levegő olyan, hogy az hőfok válik 1 500 fokon. A motor az ún EGYENES ÁRAMLÁS motor általában nincsenek forgó alkatrészek. De ugyanakkor ő tényleg működik!

Az én időmben szovjet tudós Vladimir Georgievich Freinstadt problémákkal foglalkozott hűtés kerozinnal, repül az űrből nukleáris robbanófejek. Most tervezők a világ minden tájáról, kutatásának köszönhetően használják a túlhevített kerozin égési energiájának hirtelen megnövekedésének hatása használat miatt szemrevaló ilyenekkel magas hőmérséklet HIDROGÉN. Ez Hatás nagyon ad több erő motor, amely biztosítja hiperszonikus sebesség repülési. BAN BEN 2004év amerikaiak kétszer telepítve sebességrekordok személyzet nélküli rakéta repülőgépek. X-43A levált egy sugárhajtású bombázóról" B-52" tovább magasság 12.000 méter. Rakéta "Pegazus" felgyorsította azt sebesség három Mach,és akkor X-43A elindított a motorod. Maximális sebesség repülési X-43A elérte 11 265 km/h (3 130 Kisasszony ), ami megfelel annak 9,5 hangsebesség. Repülés ide maximális sebesség megszállt 10 másodpercre magasság 35.000 méter. Tovább sebesség 9,5 Mach járat innen Moszkva V NY kicsit kevesebbet vett volna 43 percek !!! Amerikai folytatják a tudósok előre a repüléstudomány!!!

Anyag a Wikipédiából - a szabad enciklopédiából

Hiperszonikus sebesség(GS) az aerodinamikában - olyan sebességek, amelyek jelentősen meghaladják a légkör hangsebességét.

Az 1970-es évek óta a koncepciót általában a Mach (Mach) 5 feletti szuperszonikus sebességre utalják.

Általános információ

A hiperszonikus sebességű repülés a szuperszonikus repülési rendszer része, és szuperszonikus gázáramban hajtják végre. A szuperszonikus légáramlás alapvetően különbözik a szubszonikustól, a repülőgép repülésének dinamikája pedig a hangsebesség feletti sebességgel (1,2 M felett) alapvetően különbözik a szubszonikus repüléstől (0,75 M-ig; a 0,75 és 1,2 M közötti sebességtartományt transzonikus sebességnek nevezzük). ).

A hiperszonikus sebesség alsó határának meghatározása általában a légkörben mozgó jármű közelében lévő határrétegben (BL) a molekulák ionizációs és disszociációs folyamatainak megindulásához kötődik, ami körülbelül 5 M-nél kezdődik. Az is jellemző, hogy egy ramjet motor (“ A szubszonikus égésű ramjet ("Sramjet") használhatatlanná válik a rendkívül nagy súrlódás miatt, amely az ilyen típusú motorokban az áramló levegő lelassításakor lép fel. Így a hiperszonikus sebességtartományban a repülés folytatásához csak rakétahajtóművet vagy szuperszonikus tüzelőanyag-égetéssel működő hiperszonikus ramjet-et (scramjet) lehet használni.

Áramlási jellemzők

Míg a hiperszonikus áramlás (HS) meghatározása meglehetősen ellentmondásos, mivel nincs egyértelmű határ a szuperszonikus és a hiperszonikus áramlások között, a HS-t bizonyos fizikai jelenségek jellemzik, amelyeket már nem lehet figyelmen kívül hagyni, ha figyelembe vesszük, nevezetesen:

Vékony lökéshullámréteg

A sebesség és a megfelelő Mach-számok növekedésével a lökéshullám mögötti sűrűség (SW) is növekszik, ami megfelel a lökés mögötti térfogat csökkenésének a tömeg megőrzése miatt. Emiatt a lökéshullámréteg, vagyis az eszköz és a lökéshullám közötti térfogat nagy Mach-számoknál elvékonyodik, és vékony határréteget (BL) hoz létre az eszköz körül.

Viszkózus sokkrétegek kialakulása

A levegőáramban lévő nagy kinetikus energia egy része M > 3 (viszkózus áramlás) esetén viszkózus kölcsönhatás következtében belső energiává alakul. A belső energia növekedése a hőmérséklet növekedésében valósul meg. Mivel a határrétegen belüli áramlásra merőleges nyomásgradiens megközelítőleg nulla, a hőmérséklet jelentős emelkedése nagy Mach-számoknál a sűrűség csökkenéséhez vezet. Így a jármű felületén lévő PS növekszik, és magas Mach-számoknál az orr közelében egy vékony lökéshullámréteggel egyesül, és viszkózus lökésréteget képez.

Instabilitási hullámok megjelenése a PS-ben, amelyek nem jellemzőek a szub- és szuperszonikus áramlásokra

Magas hőmérsékletű áramlás

A nagy sebességű áramlás a berendezés elülső pontjában (fékezési pontban vagy tartományban) a gázt nagyon magas hőmérsékletre (akár több ezer fokig) felmelegíti. A magas hőmérséklet viszont az áramlás nem egyensúlyi kémiai tulajdonságait hozza létre, amelyek a gázmolekulák disszociációjában és rekombinációjában, az atomok ionizációjában, az áramlásban és a készülék felületével való kémiai reakciókban állnak. Ilyen körülmények között a konvekciós és a sugárzó hőátadás folyamatai jelentősek lehetnek.

Hasonlósági paraméterek

A gázáramlások paramétereit szokás olyan hasonlósági kritériumokkal leírni, amelyek segítségével szinte végtelen számú fizikai állapotot lehet hasonlósági csoportokba redukálni, és amelyek lehetővé teszik a különböző fizikai paraméterekkel (nyomás, hőmérséklet, sebesség) rendelkező gázáramok összehasonlítását. stb.) egymással. Ezen az elven alapulnak a szélcsatornákban végzett kísérletek és a kísérletek eredményeinek valós repülőgépekre való átvitele, annak ellenére, hogy a csőkísérletek során a modellek mérete, áramlási sebessége, hőterhelése stb. nagymértékben eltérhet a valóstól. repülési feltételek, ugyanakkor a hasonlósági paraméterek (Mach-számok, Reynolds-számok, Stanton-számok stb.) megfelelnek a repülési paramétereknek.

Transonikus és szuperszonikus vagy összenyomható áramlás esetén a legtöbb esetben az olyan paraméterek, mint a Mach-szám (az áramlási sebesség és a helyi hangsebesség aránya) és a Reynolds elegendőek az áramlás teljes leírására. Hiperszonikus áramlás esetén ezek a paraméterek gyakran nem elegendőek. Egyrészt a lökéshullám alakját leíró egyenletek 10 M-től gyakorlatilag függetlenné válnak. Másodszor, a hiperszonikus áramlás megnövekedett hőmérséklete azt jelenti, hogy a nem ideális gázokhoz kapcsolódó hatások is észrevehetők.

A valós gáz hatásainak figyelembevétele azt jelenti, hogy a gáz állapotának teljes leírásához több változóra van szükség. Ha egy álló gázt három mennyiséggel teljesen leírunk: nyomás, hőmérséklet, hőkapacitás (adiabatikus index), a mozgó gáz pedig négy változóval írható le, amelybe a sebesség is beletartozik, akkor a kémiai egyensúlyban lévő forró gáz állapotegyenleteket is igényel. kémiai összetevőit, valamint a disszociációs és ionizációs folyamatokkal rendelkező gáznak az időt is tartalmaznia kell állapotának egyik változójaként. Általában ez azt jelenti, hogy bármely kiválasztott időpontban a nem egyensúlyi áramláshoz 10 és 100 közötti változóra van szükség a gáz állapotának leírásához. Ezenkívül a ritkított hiperszonikus áramlás (HF), amelyet általában Knudsen-számokkal írnak le, nem engedelmeskedik a Navier-Stokes egyenleteknek, és módosítani kell azokat. A HP-t általában a teljes energia alapján kategorizálják (vagy osztályozzák), a teljes entalpia (mJ/kg), a teljes nyomás (kPa) és a stagnálási hőmérséklet (K) vagy a sebesség (km/s) segítségével.

Ideális gáz

Ebben az esetben az áthaladó légáram ideális gázáramnak tekinthető. A GP ebben a rezsimben továbbra is a Mach-számoktól függ, és a szimulációt a hőmérsékleti invariánsok vezérlik, nem pedig az adiabatikus fal, amely alacsonyabb sebességeknél fordul elő. Ennek a tartománynak az alsó határa az 5 Mach körüli sebességeknek felel meg, ahol a szubszonikus égésű SPV-fúvókák hatástalanná válnak, a felső határ pedig a 10-12 Mach körüli sebességeknek felel meg.

Ideális gáz két hőmérséklettel

A nagy sebességű ideális gázáramlási eset része, amelyben az áthaladó légáram kémiailag ideálisnak tekinthető, de a gáz rezgési hőmérsékletét és forgási hőmérsékletét külön kell figyelembe venni, így két külön hőmérsékleti modellt kapunk. Ennek különösen nagy jelentősége van a szuperszonikus fúvókák tervezésénél, ahol a molekuláris gerjesztés miatti vibrációs hűtés válik fontossá.

Disszociált gáz

Sugárátviteli dominancia mód

12 km/s feletti sebességnél a hőátadás a berendezés felé főként radiális átvitel útján kezd megtörténni, ami a sebesség növekedésével együtt kezd dominálni a termodinamikai átvitel felett. A gázmodellezés ebben az esetben két esetre oszlik:

• optikailag vékony – ebben az esetben feltételezzük, hogy a gáz nem nyeli vissza a többi részéből vagy kiválasztott térfogategységeiből származó sugárzást;
• optikailag vastag - ahol figyelembe veszik a plazma általi sugárzás elnyelését, amely azután újra kibocsátódik, beleértve a készülék testét is.

Az optikailag vastag gázok modellezése összetett feladat, mert az áramlás minden pontján a sugárzási átadás számítása miatt a számítások mennyisége exponenciálisan növekszik a figyelembe vett pontok számával.

Lásd még

Írjon véleményt a "Hiperszonikus sebesség" cikkről

Megjegyzések

Linkek

• Anderson John. Hiperszonikus és magas hőmérsékletű gázdinamika második kiadás. - AIAA oktatási sorozat, 2006. - ISBN 1563477807.
• (Angol) .
• (Angol) .
• (Angol) .

A hiperszonikus sebességet jellemző részlet

- Nem, mondd, hogy tegyem le.
„Tényleg elmegy, és békén hagy anélkül, hogy mindent befejezne, és nem ígérne meg segítséget?” – gondolta Pierre, felállva, lehajtotta a fejét, időnként a szabadkőművesre pillantott, és körbejárni kezdett a szobában. "Igen, nem így gondoltam, de aljas, romlott életet éltem, de nem szerettem és nem is akartam" - gondolta Pierre -, de ez az ember tudja az igazságot, és ha akart, felfedhetné előttem.” . Pierre akarta és nem merte ezt elmondani a szabadkőművesnek. Az arra járó, a szokásos, régi kezekkel összepakolva a holmiját, begombolta báránybőr kabátját. Miután befejezte ezeket a dolgokat, Bezukhyhoz fordult, és közönyösen, udvarias hangon azt mondta neki:
- Hová akarsz most menni, uram?
„Én?... Szentpétervárra megyek” – válaszolta Pierre gyerekes, tétova hangon. - Köszönöm. mindenben egyetértek veled. De ne hidd, hogy ilyen hülye vagyok. Teljes lelkemből azt kívántam, hogy az legyek, amilyennek te szeretnél; de soha senkiben nem találtam segítséget... Azonban elsősorban én vagyok a hibás mindenért. Segíts, taníts, és talán... - Pierre nem tudott tovább beszélni; szipogott és elfordult.
A szabadkőműves sokáig hallgatott, láthatóan gondolkodott valamin.
„Segítséget csak Isten ad – mondta –, de azt a mértéket, amennyit a mi rendünk hatalmában áll adni, megadja neked, uram. Szentpétervárra mész, mondd el ezt Villarsky grófnak (elővette a pénztárcáját, és írt néhány szót egy négyfelé hajtogatott nagy papírlapra). Hadd adjak egy tanácsot. Miután megérkezett a fővárosba, először szentelje a magánynak, önmaga megbeszélésének, és ne lépjen a régi életútra. Akkor jó utat kívánok, uram – mondta, és észrevette, hogy szolgája belépett a szobába –, és sok sikert...
Az elhaladó személy Osip Alekseevich Bazdeev volt, ahogy Pierre megtudta a gondnok könyvéből. Bazdejev Novikov idejében az egyik leghíresebb szabadkőműves és martinista volt. Jóval elutazása után Pierre anélkül, hogy lefeküdt volna, és nem kért lovakat, körbejárta az állomáshelyiséget, eltöprengett gonosz múltján, és a megújulás örömével elképzelte boldog, feddhetetlen és erényes jövőjét, amely olyan könnyűnek tűnt számára. . Úgy tűnt neki, csak azért volt gonosz, mert véletlenül elfelejtette, milyen jó erényesnek lenni. Lelkében nyoma sem maradt az egykori kétségeknek. Szilárdan hitt a férfiak testvériségének lehetőségében, amelyek egyesülnek abból a célból, hogy támogassák egymást az erény útján, és így tűnt neki a szabadkőművesség.

Pierre Szentpétervárra érkezve senkit sem értesített érkezéséről, nem ment sehova, és egész napokat kezdett olvasni Thomas a à Kempis című könyvében, amelyet egy ismeretlen személy juttatott el hozzá. Pierre egy dolgot és egy dolgot értett meg e könyv olvasása közben; megértette a tökéletesség elérésének lehetőségében és az emberek közötti testvéri és cselekvő szeretet lehetőségében való hit még mindig ismeretlen örömét, amelyet Osip Alekszejevics nyitott meg előtte. Egy héttel érkezése után a fiatal lengyel Villarsky gróf, akit Pierre felületesen ismert a szentpétervári világból, este azzal a hivatalos és ünnepélyes levegővel lépett be a szobájába, amellyel Dolokhov másodika belépett a szobájába, és becsukta maga mögött az ajtót, megbizonyosodva arról, hogy senki nincs a szobában. Pierre-n kívül senki sem volt, hozzá fordult:
– Parancsolással és javaslattal jöttem önhöz, gróf úr – mondta neki anélkül, hogy leült volna. – A testvériségünkben egy nagyon magas pozícióban lévő személy kérte, hogy a tervezett időpont előtt fogadják be a testvéri közösségbe, és meghívott, hogy legyek a kezes. Szent kötelességemnek tartom teljesíteni ennek a személynek az akaratát. Szeretnél csatlakozni az ingyenes kőfaragó testvéri közösséghez a garanciámra?
Pierre-t meglepte annak a férfinak a hideg és szigorú hangvétele, akit Pierre szinte mindig szeretetteljes mosollyal látott a bálokon, a legragyogóbb nők társaságában.
– Igen, bárcsak – mondta Pierre.
Villarsky lehajtotta a fejét. „Még egy kérdés, gróf úr” – mondta, amire nem mint leendő szabadkőműves, hanem mint becsületes ember (galant homme) kérem, válaszoljon nekem teljes őszinteséggel: lemondott-e korábbi meggyőződéséről, hisz-e Istenben ?
Pierre elgondolkodott. „Igen... igen, hiszek Istenben” – mondta.
– Ebben az esetben… – kezdte Villarsky, de Pierre félbeszakította. – Igen, hiszek Istenben – mondta ismét.
– Ebben az esetben mehetünk – mondta Villarsky. - A hintóm az ön szolgálatában áll.
Villarsky egész úton hallgatott. Pierre kérdéseire, hogy mit kell tennie és hogyan kell válaszolnia, Villarsky csak annyit mondott, hogy a hozzá méltóbb testvérek próbára teszik, és Pierre-nek semmi másra nincs szüksége, mint elmondani az igazat.
Belépve egy nagy ház kapuján, ahol a szállás volt, és egy sötét lépcsőn haladva egy megvilágított, kis folyosóra jutottak, ahol szolga segítsége nélkül levetkőzték a bundájukat. Az előszobából egy másik szobába mentek. Valami furcsa ruhás férfi jelent meg az ajtóban. Villarsky, aki kijött hozzá, halkan franciául mondott neki valamit, és egy kis szekrényhez ment, amelyben Pierre olyan ruhákat vett észre, amelyeket még soha nem látott. Kivett egy zsebkendőt a szekrényből, Villarsky Pierre szemére tette, és hátulról csomóba kötötte, fájdalmasan belekapta a haját a csomóba. Aztán feléje hajolta, megcsókolta és kézen fogva vezette valahova. Pierre-nek fájt a csomó által behúzott haja; összerándult a fájdalomtól, és elmosolyodott valamiért. Hatalmas, lelógó karú, ráncos, mosolygó arcú alakja bizonytalan, félénk léptekkel mozdult Villarsky mögött.
Miután megtett vele tíz lépést, Villarsky megállt.
– Nem számít, mi történik veled – mondta –, mindent bátran el kell viselned, ha határozottan úgy döntesz, hogy csatlakozol testvériségünkhöz. (Pierre fejet hajtva igennel válaszolt.) Ha kopogást hall az ajtón, kioldja a szemét” – tette hozzá Villarsky; – Bátorságot és sikert kívánok. És Pierre kezét megrázva Villarsky elment.
Magára hagyva Pierre továbbra is ugyanúgy mosolygott. Egyszer-kétszer megvonta a vállát, a zsebkendőhöz emelte a kezét, mintha le akarná venni, majd ismét leeresztette. Az az öt perc, amit bekötött szemmel töltött, egy órának tűnt. A keze feldagadt, a lába engedett; azt hitte, fáradt. A legösszetettebb és legváltozatosabb érzéseket élte át. Félt attól, hogy mi fog történni vele, és még jobban félt attól, hogy nem mutat félelmet. Kíváncsi volt, hogy mi lesz vele, mi fog kiderülni előtte; de leginkább annak örült, hogy elérkezett a pillanat, amikor végre elindul a megújulás és az aktívan erényes élet azon az útján, amelyről Osip Alekszejevics-szel való találkozása óta álmodott. Erős kopogások hallatszottak az ajtón. Pierre levette a kötést, és körülnézett. A szoba fekete és sötét volt: csak egy helyen égett lámpa, valami fehérben. Pierre közelebb jött, és látta, hogy a lámpa egy fekete asztalon áll, amelyen egy nyitott könyv hevert. A könyv az evangélium volt; az a fehér dolog, amiben a lámpa égett, egy emberi koponya volt lyukakkal és fogaival. Miután elolvasta az evangélium első szavait: „Kezdetben volt az ige, és az ige Istené volt”, Pierre megkerülte az asztalt, és meglátott egy nagy, nyitott dobozt, tele valamivel. Koporsó volt csontokkal. Egyáltalán nem lepődött meg azon, amit látott. Abban a reményben, hogy egy teljesen új, az előzőtől teljesen eltérő életbe léphet, minden rendkívülire számított, még annál is rendkívülibbre, mint amit látott. A koponya, a koporsó, az evangélium – úgy tűnt neki, hogy mindezt várja, még többet vár. A gyengédség érzését próbálva felkelteni magában, körülnézett. „Isten, halál, szerelem, emberek testvérisége” – mondta magában, és ezekkel a szavakkal valami homályos, de örömteli elképzeléseket társított. Az ajtó kinyílt és valaki belépett.
A félhomályban, amelyet Pierre-nek már sikerült közelebbről szemügyre vennie, egy alacsony férfi lépett be. Nyilvánvalóan a fény felől belépve a sötétségbe, ez az ember megállt; majd óvatos léptekkel az asztal felé indult, és rátette bőrkesztyűvel letakart kis kezeit.
Ez az alacsony férfi fehér bőrköténybe volt öltözve, amely eltakarta a mellkasát és a lába egy részét, nyakán valami nyaklánc volt, a nyaklánc mögül pedig egy magas, fehér fodros nyúlt ki, amely alulról megvilágított hosszúkás arcát keretezte. .
- Miért jöttél ide? - kérdezte a jövevény Pierre susogását követve, feléje fordulva. - Miért jöttél ide, te, aki nem hiszel a világosság igazságaiban és nem látod a fényt, miért jöttél, mit akarsz tőlünk? Bölcsesség, erény, megvilágosodás?
Ebben a pillanatban kinyílt az ajtó, és egy ismeretlen férfi lépett be, Pierre félelem és áhítat érzése volt, hasonló ahhoz, amit gyermekkorában a gyónáskor tapasztalt: szemtől szembe érezte magát egy teljesen idegennel az életkörülmények tekintetében és valakivel. közel hozzá, az emberek, személy testvériségében. Pierre lélegzet-visszafojtott szívveréssel a retorikus felé indult (ez volt a szabadkőművességben a testvér neve, aki felkészíti a keresőt a testvériségbe való belépésre). Pierre közelebb lépve felismert a retorikusban egy ismerős személyt, Szmoljanyinovot, de sértő volt arra gondolni, hogy aki belépett, ismerős személy volt: aki belépett, csak egy testvér és egy erényes mentor. Pierre sokáig nem tudta kimondani a szavakat, ezért a retorikusnak meg kellett ismételnie a kérdést.
- Igen, én... én... frissítést akarok - mondta Pierre nehezen.
- Rendben - mondta Szmoljanyinov, és azonnal folytatta: - Van fogalma arról, hogy szent rendünk milyen eszközökkel segíti Önt céljának elérésében?... - mondta higgadtan és gyorsan a retorikus.
„Én... remélem... útmutatást... segítséget... a megújulásban” – mondta Pierre remegő hangon és nehezen beszélt, ami mind az izgalomból, mind pedig abból fakadt, hogy az absztrakt témákról nem szokott oroszul beszélni.
– Milyen koncepciója van a szabadkőművességről?
– Úgy értem, hogy a Frank szabadkőművesség egy fraterienité [testvériség]; és az emberek egyenlősége erényes célokkal” – mondta Pierre szégyellve, amikor szavainak a pillanat komolyságával való összeegyeztethetetlenségéről beszélt. Értem…
– Oké – mondta sietve a retorikus, aki láthatóan elégedett volt ezzel a válasszal. – Keresett eszközöket, hogy elérje célját a vallásban?
„Nem, igazságtalannak tartottam, és nem követtem” – mondta Pierre olyan halkan, hogy a retorikus nem hallotta, és megkérdezte, mit mond. – Ateista voltam – felelte Pierre.
– Az igazságot keresed, hogy az életben követd annak törvényeit; tehát bölcsességet és erényt keresel, nemde? - mondta a retorikus egy percnyi csend után.
– Igen, igen – erősítette meg Pierre.
A retorikus megköszörülte a torkát, kesztyűs kezét a mellkasára tette, és beszélni kezdett:
– Most pedig fel kell tárnom önnek rendünk fő célját – mondta –, és ha ez a cél egybeesik a tiéddel, akkor hasznodra válik, ha csatlakozol testvériségünkhöz. Rendünk első legfontosabb célja és átfogó alapja, amelyen létrejött, és amelyet semmilyen emberi hatalom nem tud megdönteni, néhány fontos szentség megőrzése és átadása az utókornak... a legősibb századokból, sőt az elsőkből is. ember, aki lejött hozzánk, akitől a szentségek talán, az emberi faj sorsa múlik. De mivel ez a szentség olyan természetű, hogy senki sem ismerheti meg és nem használhatja, hacsak nem készült fel hosszan tartó és szorgalmas tisztítással, nem mindenki remélheti, hogy hamarosan megtalálja. Ezért van egy második célunk, hogy tagjainkat a lehető legjobban felkészítsük, szívüket megjavítsuk, elméjüket megtisztítsuk és megvilágosítsuk azokkal az eszközökkel, amelyeket a hagyomány feltárt számunkra azoktól az emberektől, akik fáradoztak ezen szentség keresésén, és ezáltal képessé teszik őket annak észlelésére. Tagjaink megtisztításával és megjavításával harmadszor megpróbáljuk megjavítani az egész emberi fajt, tagjainkban példát mutatva a jámborságról és az erényről, és ezáltal minden erőnkkel megpróbálunk ellenállni a világban uralkodó gonosznak. Gondolj erre, és újra eljövök hozzád – mondta és kiment a szobából.