Hüperheli. Kui palju see on? Ülehelikiirus Õhuke lööklaine kiht

Tüüpiline reisilennuk lendab kiirusega umbes 900 km/h. Sõjaväe hävitaja võib saavutada ligikaudu kolm korda suurema kiiruse. Vene Föderatsiooni ja teiste maailma riikide kaasaegsed insenerid arendavad aga aktiivselt veelgi kiiremaid masinaid - hüperhelikiirusega lennukeid. Mis on asjakohaste mõistete eripära?

Hüperhelikiirusega lennuki kriteeriumid

Mis on hüperhelikiirusega lennuk? Tavaliselt mõistetakse selle all seadet, mis suudab lennata helikiirusest mitu korda suurema kiirusega. Teadlaste lähenemisviisid selle spetsiifilise näitaja määramiseks on erinevad. Levinud metoodika on see, et õhusõidukit tuleks käsitleda hüperhelikiirusel, kui see on kiireimate kaasaegsete ülehelikiirusega sõidukite kiirusnäitajate kordne. Mis on umbes 3-4 tuhat km/h. See tähendab, et kui te järgite seda metoodikat, peab hüperhelikiirusega lennuk saavutama kiiruse 6 tuhat km / h.

Mehitamata ja kontrollitud sõidukid

Teadlaste lähenemisviisid võivad erineda ka konkreetse seadme õhusõidukiks klassifitseerimise kriteeriumide kindlaksmääramisel. On olemas versioon, et selliseks saab liigitada ainult need masinad, mida inimene juhib. On seisukoht, mille kohaselt võib õhusõidukiks lugeda ka mehitamata sõidukit. Seetõttu liigitavad mõned analüütikud seda tüüpi masinad inimeste kontrolli all olevateks ja autonoomselt töötavateks. Selline jaotus võib olla õigustatud, kuna mehitamata sõidukitel võivad olla palju muljetavaldavamad tehnilised omadused, näiteks ülekoormuse ja kiiruse osas.

Samas peavad paljud teadlased hüperhelilennukeid ühtseks kontseptsiooniks, mille võtmenäitajaks on kiirus. Pole vahet, kas seadme roolis istub inimene või juhib masinat robot – peaasi, et lennuk oleks piisavalt kiire.

Tõuske õhku – iseseisvalt või välise abiga?

Hüperhelikiirusega lennukite klassifikatsioon on laialt levinud, mis põhineb nende klassifitseerimisel iseseisvalt õhku tõusvate lennukite kategooriasse või nendesse, mis nõuavad paigutamist võimsamale kandjale - raketile või kaubalennukile. On seisukoht, mille kohaselt on õigustatud liigitada vaadeldavat tüüpi seadmeteks peamiselt need, mis on võimelised õhku tõusma iseseisvalt või minimaalselt kaasates muud tüüpi seadmeid. Kuid need teadlased, kes usuvad, et ülihelikiirusega lennukit iseloomustav põhikriteerium kiirus, peaks olema igas klassifikatsioonis esmatähtis. Kas seade on liigitatud mehitamata, juhitavaks, iseseisvalt või teiste masinate abil õhkutõusmisvõimeliseks – kui vastav indikaator jõuab ülaltoodud väärtusteni, siis tähendab see, et jutt käib hüperhelilennukist.

Hüperhelilahenduste peamised probleemid

Hüperhelilahenduste kontseptsioonid on mitu aastakümmet vanad. Kogu vastavat tüüpi seadmete väljatöötamise aastate jooksul on maailma insenerid lahendanud mitmeid olulisi probleeme, mis objektiivselt takistavad "hüsoonika" tootmise tootmist - sarnaselt turbopropellerlennukite tootmise korraldamisega.

Peamine raskus hüperhelikiirusega lennukite projekteerimisel on mootori loomine, mis suudab olla piisavalt energiasäästlik. Teine probleem on vajaliku aparatuuri rivistamine. Fakt on see, et hüperhelikiirusega lennuki kiirus ülalpool käsitletud väärtustes viitab keha tugevale kuumenemisele atmosfääri hõõrdumise tõttu.

Täna vaatleme mitmeid näiteid vastavat tüüpi lennukite edukatest prototüüpidest, mille arendajad suutsid märgitud probleemide lahendamisel märkimisväärseid edusamme teha. Uurime nüüd maailma kuulsamaid arenguid kõnealust tüüpi hüperhelilennukite loomisel.

Boeingilt

Maailma kiireim hüperhelilennuk on mõnede ekspertide sõnul Ameerika Boeing X-43A. Seega registreeriti selle seadme testimisel, et see saavutas kiiruse üle 11 tuhande km/h. See on ligikaudu 9,6 korda kiirem

Mis on ülihelikiirusega lennukis X-43A nii erilist? Selle lennuki omadused on järgmised:

Katsetel registreeritud maksimaalne kiirus on 11 230 km/h;

Tiibade siruulatus - 1,5 m;

Kere pikkus - 3,6 m;

Mootor – otsevooluga, ülehelikiirusega põlemisajam;

Kütus - õhuhapnik, vesinik.

Võib märkida, et kõnealune seade on üks keskkonnasõbralikumaid. Fakt on see, et kasutatav kütus praktiliselt ei eralda kahjulikke põlemisprodukte.

Hüperhelilennuki X-43A arendasid ühiselt NASA insenerid, samuti Orbical Science Corporation ja Minocraft. loodi umbes 10 aastat tagasi. Selle arendusse investeeriti umbes 250 miljonit dollarit. Kõnealuse õhusõiduki kontseptuaalne uudsus seisneb selles, et see loodi eesmärgiga katsetada uusimat jõuseadme tehnoloogiat.

Areng Orbital Science'ist

Ettevõte Orbital Science, mis, nagu eespool märkisime, osales X-43A loomises, suutis luua ka oma hüperhelilennuki - X-34.

Selle tippkiirus on üle 12 tuhande km/h. Tõsi, praktilistel katsetel seda ei saavutatud – pealegi polnud X43-A lennuki näidatud näitajat võimalik saavutada. Kõnealust lennukit kiirendatakse, kui aktiveeritakse tahkel kütusel töötav rakett Pegasus. X-34 testiti esmakordselt 2001. aastal. Kõnealune lennuk on oluliselt suurem kui Boeing – selle pikkus on 17,78 m, tiibade siruulatus 8,85 m. Orbical Science’i hüperhelisõiduki maksimaalne lennukõrgus on 75 kilomeetrit.

Põhja-Ameerika lennukid

Teine kuulus hüperhelilennuk on Põhja-Ameerika toodetud X-15. Analüütikud klassifitseerivad selle seadme eksperimentaalseks.

See on varustatud, mis annab mõnele asjatundjale põhjuse mitte liigitada seda tegelikult õhusõidukiks. Kuid rakettmootorite olemasolu võimaldab seadmel eelkõige seda teha. Nii et piloodid testisid seda selles režiimis ühe katse ajal. Seadme X-15 eesmärk on uurida hüperhelilendude spetsiifikat, hinnata teatud disainilahendusi, uusi materjale ja selliste masinate juhtimisomadusi erinevates atmosfääri kihtides. Tähelepanuväärne on, et see kiideti heaks juba 1954. aastal. X-15 lendab kiirusega üle 7 tuhande km/h. Selle lennuulatus on üle 500 km, kõrgus üle 100 km.

Kiireim tootmislennuk

Ülaltoodud hüperhelisõidukid kuuluvad tegelikult uurimiskategooriasse. Kasulik on kaaluda mõningaid õhusõidukite tootmismudeleid, mis on omadustelt lähedased hüperhelikiirusele või on (ühe või teise metoodika kohaselt) hüperhelikiirusega mudelid.

Selliste masinate hulgas on Ameerika väljatöötatud SR-71. Mõned teadlased ei kipu seda lennukit hüperhelikiiruseliseks klassifitseerima, kuna selle maksimaalne kiirus on umbes 3,7 tuhat km/h. Selle kõige tähelepanuväärsemate omaduste hulgas on stardimass, mis ületab 77 tonni. Seadme pikkus on üle 23 m, tiibade siruulatus üle 13 m.

Vene MiG-25 peetakse üheks kiireimaks sõjalennukiks. Seade suudab saavutada kiirust üle 3,3 tuhande km/h. Vene lennuki maksimaalne stardimass on 41 tonni.

Seega on Venemaa Föderatsioon ülihelikiirusega sarnaste omadustega seerialahenduste turul liidrite seas. Mida saab aga öelda Venemaa arengute kohta seoses “klassikaliste” hüperhelilennukitega? Kas Vene Föderatsiooni insenerid suudavad luua lahenduse, mis on konkurentsivõimeline Boeingu ja Orbital Scence'i masinatega?

Venemaa hüperhelisõidukid

Hetkel on arendamisel Venemaa hüperhelilennuk. Aga see käib päris aktiivselt. Jutt käib lennukist Yu-71. Selle esimesed katsed viidi meediaaruannete põhjal läbi 2015. aasta veebruaris Orenburgi lähedal.

Eeldatakse, et lennukit kasutatakse sõjalistel eesmärkidel. Seega suudab hüperhelisõiduk vajadusel toimetada hävitavaid relvi märkimisväärsete vahemaade taha, jälgida territooriumi ja seda saab kasutada ka ründelennuki elemendina. Mõned teadlased usuvad, et 2020.–2025. Strateegilised raketiväed saavad umbes 20 vastavat tüüpi lennukit.

Meedias on infot, et kõnealune Venemaa hüperhelilennuk paigaldatakse ballistilisele raketile Sarmat, mis on samuti projekteerimisjärgus. Mõned analüütikud usuvad, et arendatav hüperhelisõiduk Yu-71 pole midagi muud kui lõhkepea, mis tuleb lennu viimasel etapil ballistilise raketi küljest eraldada ja seejärel tänu lennukile iseloomulikule suurele manööverdusvõimele ületada raketitõrje. süsteemid.

Projekt "Ajax"

Üks tähelepanuväärsemaid hüperhelikiirusega lennukite arendamisega seotud projekte on Ajax. Uurime seda üksikasjalikumalt. Ajaxi hüperhelilennuk on nõukogude inseneride ideearendus. Teadusringkondades algasid selleteemalised vestlused juba 80ndatel. Kõige tähelepanuväärsemate omaduste hulgas on termokaitsesüsteemi olemasolu, mis on mõeldud korpuse kaitsmiseks ülekuumenemise eest. Seega pakkusid Ajaxi aparaadi arendajad lahenduse ühele ülalnimetatud hüperheliprobleemile.

Traditsiooniline õhusõidukite termokaitseskeem hõlmab spetsiaalsete materjalide asetamist kerele. Ajaxi arendajad pakkusid välja teistsuguse kontseptsiooni, mille kohaselt ei pidanud seadet kaitsma välise kuumuse eest, vaid laskma soojust masina sisse, suurendades samal ajal selle energiaressurssi. Nõukogude lennukite peamiseks konkurendiks peeti USA-s loodud hüperhelilennukit Aurora. Kuid kuna NSV Liidu disainerid laiendasid kontseptsiooni võimalusi märkimisväärselt, määrati uuele arendusele palju ülesandeid, eriti uurimistöö. Võime öelda, et Ajax on hüperhelikiirusega mitmeotstarbeline lennuk.

Vaatame lähemalt NSV Liidu inseneride pakutud tehnoloogilisi uuendusi.

Niisiis tegid nõukogude Ajaxi arendajad ettepaneku kasutada õhusõiduki kere ja atmosfääri hõõrdumisel tekkivat soojust ja muuta see kasulikuks energiaks. Tehniliselt saaks seda teostada seadmele täiendavate kestade asetamisega. Selle tulemusena moodustati midagi teise korpuse sarnast. Selle õõnsus pidi olema täidetud mingisuguse katalüsaatoriga, näiteks tuleohtliku materjali ja vee seguga. Tahkest materjalist soojusisolatsioonikiht Ajaxis pidi asendama vedela vastu, mis ühelt poolt pidi kaitsma mootorit, teisalt soodustama katalüütilist reaktsiooni, mis vahepeal võib sellega kaasneb endotermiline efekt – soojuse liikumine keha välistest osadest sissepoole. Teoreetiliselt võib seadme väliste osade jahutus olla ükskõik milline. Üleliigset soojust pidi omakorda kasutama lennukimootori efektiivsuse tõstmiseks. Samas võimaldaks see tehnoloogia kütuse reaktsiooni tulemusena tekitada vaba vesinikku.

Hetkel puudub laiemale avalikkusele info Ajaxi arenduse jätkumise kohta, küll aga peavad teadlased nõukogude kontseptsioonide elluviimist väga paljulubavaks.

Hiina hüperhelisõidukid

Hiinast on saamas hüperhelilahenduste turul konkurent Venemaale ja USA-le. Hiina inseneride kuulsaimate arenduste hulgas on lennuk WU-14. See on ballistilise raketi külge kinnitatud hüperhelikiirusega juhitav purilennuk.

ICBM saadab lennuki kosmosesse, kust sõiduk järsult alla sukeldub, arendades hüperhelikiirust. Hiina seadet saab paigaldada erinevatele ICBM-idele, mille läbisõit on 2–12 tuhat km. Selgus, et katsete käigus suutis WU-14 saavutada kiirust üle 12 tuhande km/h, saades nii mõnegi analüütiku hinnangul kiireimaks hüperhelilennukiks.

Samal ajal usuvad paljud teadlased, et Hiina arenduse klassifitseerimine lennukite alla ei ole täiesti legitiimne. Seega on laialt levinud versioon, mille kohaselt tuleks seade liigitada konkreetselt lõhkepeaks. Ja väga tõhus. Määratud kiirusega allapoole lennates ei suuda isegi kõige kaasaegsemad raketitõrjesüsteemid tagada vastava sihtmärgi pealtkuulamist.

Võib märkida, et ka Venemaa ja USA arendavad sõjalistel eesmärkidel kasutatavaid hüperhelikiirusega sõidukeid. Samal ajal erineb Venemaa kontseptsioon, mille kohaselt peaks looma vastavat tüüpi masinaid, oluliselt, nagu näitavad mõned meedias avaldatud andmed, ameeriklaste ja hiinlaste rakendatud tehnoloogilistest põhimõtetest. Seega koondavad Venemaa Föderatsiooni arendajad oma jõupingutused maapinnalt käivitatava ramjetmootoriga varustatud lennukite loomisele. Venemaa plaanib selles suunas koostööd teha Indiaga. Venemaa kontseptsiooni järgi loodud hüperhelisõidukeid iseloomustavad mõnede analüütikute sõnul madalamad kulud ja laiem kasutusala.

Samal ajal soovitab Venemaa hüperhelilennuk, mida me eespool mainisime (Yu-71), nagu mõned analüütikud usuvad, ICBM-ide kasutuselevõttu. Kui see väitekiri osutub õigeks, siis võime öelda, et Venemaa Föderatsiooni insenerid töötavad hüperhelikiirusega lennukite ehitamisel samaaegselt kahes populaarses kontseptuaalses suunas.

Kokkuvõte

Seega on ilmselt maailma kiireim hüperhelilennuk, kui rääkida lennukitest sõltumata nende klassifikatsioonist, ikkagi Hiina WU-14. Kuigi peate mõistma, et tegelik teave selle kohta, sealhulgas testidega seotud teave, võib olla salastatud. See on üsna kooskõlas Hiina arendajate põhimõtetega, kes sageli püüavad oma sõjatehnoloogiaid iga hinna eest salajas hoida. Kiireima hüperhelilennuki kiirus on üle 12 tuhande km/h. X-43A Ameerika areng on sellele järele jõudmas - paljud eksperdid peavad seda kõige kiiremaks. Teoreetiliselt suudavad hüperhelilennuk X-43A ja ka Hiina WU-14 Orbical Science'i arengule järele jõuda, mis on mõeldud kiiruseks üle 12 tuhande km/h.

Vene lennuki Yu-71 omadused pole laiemale avalikkusele veel teada. On täiesti võimalik, et need on Hiina lennukite parameetrite lähedal. Venemaa insenerid töötavad välja ka hüperhelikiirusega lennukit, mis suudab iseseisvalt õhku tõusta, mitte ICBM-il.

Praegused Venemaa, Hiina ja USA teadlaste projektid on ühel või teisel moel seotud sõjalise sfääriga. Ülehelikiirusega õhusõidukeid, olenemata nende võimalikust klassifikatsioonist, peetakse peamiselt relvakandjateks, tõenäoliselt tuumarelvadeks. Maailma eri riikide teadlaste töödes on aga teese, mille kohaselt võib “hüpersoniline”, nagu tuumatehnoloogia, olla rahumeelne.

Küsimus on taskukohaste ja usaldusväärsete lahenduste ilmnemises, mis võimaldavad korraldada sobivat tüüpi masinate masstootmist. Selliste seadmete kasutamine on võimalik paljudes majandusarengu sektorites. Kõrghelikiirusega lennukid leiavad tõenäoliselt suurima nõudluse kosmose- ja teadustööstuses.

Vastavate sõidukite tootmistehnoloogiate odavnedes võivad transpordiettevõtted hakata huvi tundma sellistesse projektidesse investeerimise vastu. Tööstusettevõtted ja erinevate teenuste pakkujad võivad hakata pidama “hüsoonilisust” ettevõtte konkurentsivõime tõstmise vahendiks rahvusvahelise suhtluse korraldamisel.

Sel nädalal toimus Ameerika kõrghelilennuki (HLA) X-51 AWaveRider, lootustandva raketi prototüübi kolmas katselend. Kuid 15 sekundit pärast starti, isegi enne peamootori tööle asumist, kaotas WaveRider juhitavuse ja kukkus ookeani.

Ka eelmine, eelmisel aastal toimunud katse ebaõnnestus - gaasipedaal, mis kiirendab seadme peamootori käivitamiseks vajaliku kiiruseni, ei töötanud õigel ajal ega eraldunud. Kuid varem, 2010. aastal, suutis “masina” mootor töötada 200 sekundit (plaanis oli 300), kiirendades seadme viie helikiiruseni (5M). Selle tööaeg kolmekordistas Venemaa/Nõukogude kõrghelilendava labori (HFL) Kholodi poolt püstitatud varasema rekordi. Samal ajal kasutas "ameeriklane" erinevalt kodumaisest seadmest kütusena pigem lennukipetrooleumi kui vesinikku.

Praegune ebaõnnestumine pidurdab kindlasti USA hüperhelikiiruse programmi, mille jaoks on kulutatud 2 miljardit dollarit. See aga ei muuda tõsiasja, et USA-l on selle programmi jaoks juba võtmetehnoloogia – töötav hüperhelikiirusega õhuhingamise prototüüp. mootor (scramjet, aka scramjet).

Võimalik, et sellised mootorid on võimelised kiirendama lennukit 17 helikiiruseni vesinikul ja kuni 8 kiiruseni süsivesinikkütusel. Selle toimimiseks on aga vaja saavutada kütuse stabiilne põlemine ülehelikiirusega õhuvoolus – mis ühe arendaja sõnul pole sugugi lihtsam, kui orkaani epitsentris tikku põlevana hoida. Kuid mitte nii kaua aega tagasi arvati, et süsivesinikkütuse kasutamisel on see põhimõtteliselt võimatu ja ainsaks sobivaks kütuseks scramjet-mootoritele oli plahvatusohtlik vesinik, mis tekitab tööraskusi ja “paisutab” kütusepaakide mahtu oma madala tiheduse tõttu. . Alates 2004. aastast on lääs aga läbi viinud mitmeid suhteliselt edukaid õhusõidukite katseid - nii vesiniku kui ka petrooleumi katseid.

Mis on kahe miljardi dollari programmi praktiline tähendus? X-51 projekteerimiskiirus on 7M (20 km kõrgusel umbes 7 tuhat km/h), disainiulatus 1600 km, lennukõrgus ca 25 km. Teisisõnu vastab see "ulatuse" poolest ligikaudu tiibraketile BGM-109 Tomohawk (1600 km, tuumalõhkepeaga - 2500 km) või keskmise ulatusega ballistilisele raketile - näiteks Pershingi all teenistusest kõrvaldatud. -2 INF leping ( 1770 km). Millised on "lainelaeva" eelised võrreldes "konkurentidega"?

BGM-109 alahelikiirus on 880 km/h. Seega kestab lend maksimaalse kauguseni umbes kaks tundi. Selle aja jooksul saab rakett avastada ja hävitada ning sihtmärk saab liikuda. Muidugi on tiibrakett, mis lendab maapinnast umbes 60 m kõrgusel ja millel on juba ainuüksi suuruse tõttu madal radarisignaal, õhutõrje jaoks väga problemaatiline sihtmärk. Siiski on teada ka edukaid näiteid rünnatud objektide kaitsmisest Tomahawkidest – näiteks Iraagi tuumakeskus kõrbetormi ajal.

Sama järgu laskekaugusega ballistilise raketi keskmine kiirus on umbes 10 tuhat km/h. Kuid esiteks on “ballistika” kosmosest tuvastatav juba stardihetkel - töötavate raketimootorite muljetavaldav tõrvik on üsna selgelt nähtav. Teiseks on selle ulatuse ballistiliste rakettide trajektoori maksimaalne kõrgus 400 km lähedal, seega ilmuvad need raketitõrjeradaritele üsna varakult. Kolmandaks on "ballistika" manööverdamatu sihtmärk, mis võimaldab neid kinni püüda isegi juhtpunkti suunatud õhutõrjerakettidega. Üldiselt on raketitõrjesüsteemide kaasaegse arenguga keskmaa ballistiline rakett üsna haavatav sihtmärk.

Samas on ballistilised raketid stardimassi ja kasuliku koormuse suhte osas fenomenaalselt ebatõhusad kohaletoimetamisvahendid. Keemilised rakettmootorid ühendavad tohutu tõukejõu veelgi koletuma ahnusega ning ballistilised lennud on põhimõtteliselt energiakulukad. Selle tulemusena kandis näiteks 7,4-tonnise stardimassiga Pershing 2 399 kg kaaluvat lõhkepead. Võrdluseks, Tomahawkid kannavad oma kaaluga umbes poolteist tonni peaaegu sama palju.

Nüüd võrdleme seda hüperhelikiirusega rakettidega. Kiirus ja lennuaeg on üldiselt võrreldavad Pershing 2 omadega. Samal ajal kasutab X-51 esiteks palju ökonoomsemat õhureaktiivmootorit. Teiseks ei tõuse see 400 km kõrgusele, "teatades" oma kohalolekust kõigile ümbritsevatele raketitõrjeradaritele. Kolmandaks on see võimeline aktiivselt manööverdama. Pange tähele, et nagu näitasid 2007. aastal rootslaste SaabBoforsi katsed, on 5,5-meetrise kiiruse korral keerulised manöövrid võimalikud isegi tihedates atmosfäärikihtides. Selle tulemusena on WaveRideri pealtkuulamine võimalik vaid siis, kui pealtkuulaja on kiiruse ja manööverdusvõime poolest viimasest märgatavalt parem. Nüüd selliseid pealtkuulajaid lihtsalt pole.

Ka olemasolevad raketitõrjesüsteemid ei suuda võidelda X-51 klassi hüperhelikiirusega rakettidega. Veelgi enam, isegi põhimõttelise hävitamise võimaluse korral vähendab sihtmärgi suur kiirus järsult pealtkuulamistsooni.

Teisisõnu ühendab WaveRider keskmise ulatusega ballistiliste rakettidega võrreldava lennuaja, millel on palju väiksem nähtavus ja virtuaalne haavamatus kaasaegse õhutõrje/raketitõrje vastu. Vahepeal nägi NSV Liidu juhtkond omal ajal palju vaeva, et Pershingid Euroopast välja viia, vahetades need palju suurema hulga enda keskmaarakettide vastu – ja seda mõjuval põhjusel. Ameerika rakettide 8-10-minutiline lennuaeg muutis need peaaegu ideaalseks vahendiks desarmeerimiseks ja "peade maharaiumiseks" – rünnaku alla sattunutel ei jäänud lihtsalt aega reageerida. Kui Kh-51 tuuakse seeriatootmisse, reprodutseeritakse olukord halvemas versioonis - hoolimata asjaolust, et "lainelaevade" tuumavariantide loomine on täiesti võimalik.

Samas ei piirdu scramjet-mootorite kasutamine ainult keskmaasõidukitega. Ühest küljest saab NATO kosmoseuuringute ja arendustegevuse nõuanderühma (AGARD) hinnangul scrumjete laialdaselt kasutada puhtalt taktikalistes lühimaasüsteemides – need on tankitõrjeraketid (mõeldud ka kindlustuste hävitamiseks), õhu-to. -õhuraketid ja väikesekaliibrilised (30-40 mm) kestad õhusihtmärkide tabamiseks. Teine tõenäoline suund on lennureaktiivmootorite kasutamine rakettide tõrjel, mis on mõeldud ballistiliste rakettide pealtkuulamiseks trajektoori algosas.

Teisest küljest võib hüperhelitehnoloogiate kasutamine kaasa tuua põhimõtteliselt uute strateegiliste süsteemide klasside tekkimise. Kõige konservatiivsem variant on kasutada ülihelikiirusega sõidukeid traditsiooniliste ballistiliste rakettide "manööverlõhkepeadena".

Pange tähele, et kaugmaa ballistiline rakett on trajektoori keskmises osas veidi haavatav (kuna seda ümbritseb tohutul hulgal valguspeibutisi, dipoolreflektoreid ja segajaid), kuid haavatav on trajektoori alg- ja lõpuosas ( kerged peibutusvahendid elimineerib atmosfäär ise, mille tulemusena saadab lõhkepea ainult väike kogus rasket LC). Samal ajal esindavad nii lõhkepea kui ka selle "saatja" mittemanööverdavate ballistiliste sihtmärkide komplekti, mis lihtsustab radikaalselt raketitõrje ülesannet. Kiire ja manööverdatav scramjet-mootoriga “masin” on aga praeguste õhutõrje- ja raketitõrjesüsteemide suhtes praktiliselt haavamatu. Selle tulemusel on klassikalise ICBM-i kombineerimisel hüperhelikiirusega manööverdava lõhkepeaga võimalik saavutada raketitõrje vastava ešeloni usaldusväärne läbimurre.

Teisisõnu, me räägime tehnoloogiast, mis võib sõjalistes asjades tõeliselt revolutsiooni teha. Hüperhelioht saab lähitulevikus paratamatult reaalsuseks.

Ülehelikiirus – see on lend kiirust alates NELI helikiirust ja veel. hulgas lennundus spetsialistid kasutavad kõige sagedamini nimetust mitte "heli kiirus", A "Mach." See nimi pärineb Austria perekonnanimed teadlane Ernst Machi füüsika ( Ernst Mach ), kes uuris aerodünaamiline kaasnevad protsessid ülehelikiirusega kehade liikumine Seega 1 mach – See ÜKS helikiirus. Vastavalt hüperhelikiirus - See Mach NELJA ja veel. IN 1987. aastal aastal 7. detsember V Washington riigipead NSVL Ja USA, Mihhail Gorbatšov Ja Ronald Reagan allkirjastatud kokkuleppele likvideerimisel tuumaenergia raketid keskmine ulatus "Pioneer" Ja "Pershing 2". Selle sündmuse tulemusena tekkis peatus arengut Nõukogude strateegiline kruiis raketid "X-90" millel oli hüperhelikiirus lendu. Rakettide loojad X-90 sai loa ainult läbiviimiseks ÜKS test lendu. Antud edukas test võib viia suurejooneliseni Nõukogude õhujõudude ümbervarustus lennukiga hüperhelikiirus lennud, mis võiksid pakkuda üleolekut V NSVLõhku.

IN 1943. aasta aastal Ameerika lennufirma « Kelluke» hakkas looma lennuk, mis peaks olema heli kiirusest üle saada. täpp, tulistatud vintpüssid, kärbsed kiirem kui heli kiirus, nii läbi kere kujuüle pika aja uus lennuk ei arvanud. Tema disain oletatud suur ohutusvaru. Mõnes kohas plaadistusületatud paksus ÜKS sentimeetrit. Täpp selgus raske. KOHTA sõltumatuõhkutõus ei saanud olla ja kõne. Taevasse uus lennuk startis abiga pommitaja B-29. Ameerika jaoks mõeldud lennuk heli kiiruse murdmine, sai nime "X-1" ( vaata artiklit "Tundmatu lennuk") X-1 kere kuju võiks sobida hüperhelikiirus lendu.

Tsiviilkatsepiloot Chalmers Goodlin pane tingimus – boonusületamiseks helikiirus 150 000 dollarit ! Siis palk kapten USA õhuvägi ulatus 283 dollarit kuus. Noor kapten vanuses 24-aastased aastat Chuck Yeager, võitle piloodi ohvitser perse, maha lastud 19 fašistlikud lennukid, 5 neist üks lahing, otsustasin, et see oli TA ületab helikiiruse. Seda ei teadnud lennu ajal keegi helikiiruse rikkumine tema oli katki kaks ribi ja liikus halvasti parem käsi. See juhtus selle tulemusena langeb Koos hobused ajal kõnnib Koos naine Päev enne. Chuck Yeager sai aru, et see oli tema äärmuslik lendab ees haiglasse Ja jäi vait, lendama EI tühistatud.Ületamine helikiirus saab esimene etapp poole liikumise teel hüperhelikiirus lendu .

IN 1947. aastal aastal 14. oktoober sisse teisipäeval tõusis taevasse salajasest lennubaasist Ameerika strateegiline pommitaja B-29 külge kinnitatud pommilaht lennukiga . Peal kõrgus umbes 7 km kaugusel sellest mehitatud seade sel ajal ebatavaline vormid. Läbi Paar minutit oli kõrvulukustav puuvill, nagu vallandatuna mitu relva korraga, aga oli MITTE katastroofi. Sellel päeval Ameerika katsepiloot Charles Elwood Yeager paremini tuntud kui Chuck Yeager ( Chuck Yeager ) või Chuck Eager esiteks inimkonna ajaloos ületas HELI KIIRUSE peal EKSPERIMENTAALNE lennukis X-1. Ülehelikiirus lennuk X-1 oli maksimum lennukiirus - 1556 km/h ja see on alates otsene tiib, praktiline lagi X-1 – 13 115 meetrit, maksimum mootori tõukejõud - 2500 kgf. Maandus X-1 ise, sisse planeerimine režiimis. Hiljem samamoodi õhuväebaas, paremini tuntud kui "Tsoon 51", asub allosas kuivatatud soolane järved Peigmees ( Peigmees ), peal lõunasse olek Nevada viidi läbi testid seadmetega hüperhelikiirus lendu .

Pärast vastuvõtmist USA doktriinid tuumaenergia sõja kogus strateegilised pommitajad V USA võrra suurenenud neli korda. Pommitajad pidid kaitsma tuhandeid reaktiivlennukeid võitlejad F-80 Ja F-82. Läbi üks aasta pärast Chuck Yeager murdis helikiirust Ja Nõukogude katsepiloot Ivan Evgrafovitš Fedorov võitleja peal "La-176".

Esimene Nõukogude CRUISED rakett "Burya" stardiplatsil stardi ajal

Pühkima tiib La-176 ulatus 45 kraadid, maksimum mootori tõukejõud - 2700 kgf, praktiline lagi – 15 000 m, maksimaalne kiirus - 1105 km/h Sel momendil piiri mehitatud lennukite jaoks tundus 2-3 helikiirust. Aga edasi saladus treeningväljak NSVL Isegi siis testiti seadmeid, millel oli hüperhelikiirus lendu. See oli rakett "R-1" maksimumiga kiirust lendu 1 465 m/s ja ulatus lendu 270 km . JA testid R-1 viidi läbi harjutusväljakul "Kapustin Yar" V Astrahan piirkond . Tuleviku lennukid liiguvad hüperhelikiirus, polnud vaja ainult uusi mootorid ja uus materjalid, aga ka uus kütust. Salajane kütus ballistiline raketid R-1 serveeritud etanool kõrgeim puhastuskategooria.

Esimene Nõukogude CRUISED-rakett "Burya" lennul

BALLISTILINE rakett R-1 juhendamisel töötati välja Sergei Pavlovitš Korolev. Ausalt öeldes oletame, et see on väljatöötamisel R-1 võttis ka aktiivselt osa osa sakslasest rakett spetsialistid, kes kolis NSVL pärast teine ​​maailmasõda sõda. Rakett R-1 sai Alguspunkt arendamisel INTERKONTINENTAALNE ballistiline raketid, millel oli hüperhelikiirus ja oleks pidanud olema absoluutselt KATSAMATUTE VAHENDITEGA kohaletoimetamine tuumaenergia relvad. Esiteks Kunstlik Maa satelliit ja esimene lend inimene V ruumi on juba selgunud tõttu välimus mandritevaheline ballistiline raketid.

Ameerika korduvkasutatav kosmoselaev "Space Shuttle" stardikompleksi liikudes

Esiteks edukas käivitamine Nõukogude ballistiline raketid R-1 viidi ellu 10. oktoober 1948. aastal aasta. Saavutuse eest sõjaline tasakaal Koos USA nõutavad raketid ulatus lendu MITTE sadu A tuhandeid kilomeetrit. Testid Korolevi raketid kõndis edukalt, ja iga järgmine mudel omandas üha rohkem hüperhelikiirus lend ja veel ja veel ulatus lendu. Päevakorras oli küsimus asendamine rakett kütust. Etanool kütusena lakkas tulemast selle ebapiisavuse tõttu põlemiskiirus ja selle ebapiisava tõttu soojusmahtuvus, see on energia hulk. Asi on selles, et lennata hüperhelikiirused nagu kütust sobib ainult VESINIK. Kumbki mitte peal mis teine ​​keemiline element Niisiis kiire lennata see on keelatud! Vesinik on suurepärane põlemiskiirus ja suur soojusmahtuvus, ehk kõrge põlemistemperatuur, millel on samal ajal minimaalne võimalik helitugevus vesinikkütus. Vastavalt sellele kasutamisel VESINIK Selgub maksimaalne tõukejõud mootor . Peale selle kõige VESINIK kütus on ABSOLUUTSELT KESKKONNAPUHAS kütust !!! S.P.Korolev uskus, et nii on see on kütus lahendab sisse liikumise probleemi maalähedane ruumi sisse hüperhelikiirused lendu.

Ameerika korduvkasutatav kosmoseaparaat Space Shuttle orbiidil töötamise ajal

Siiski oli Veel üks lahenduse variant kosmilised kiirused. Selle pakkusid välja kuulsad akadeemikud Mihhail Kuzmich Yangel Ja Vladimir Nikolajevitš Tšelomei. See oli vedelik koos ammoniaak lõhna ja erinevalt vesinik oli lihtne ja väga odav tootmises. Aga kui Korolev sain teada mis see on, ta tuli ÕUDUS! Seda imelist raketikütust kutsuti HEPTYÜL. Ta leidis end sisse KUUS KORDA MÜRGINE KUI PÜROTSÜÜLHAPE ja ohuastme poolest vastas VÕITLUS mürgised ained "ZARIN" Ja "FOSGEEEN"! Kuid NSVL valitsus otsustas seda raketirelvad on tähtsamad võimalik tagajärjed ja et see tuleb luua iga hinna eest. Seejärel kütusega heptüül raketid lendasid Yangelya Ja Chelomeya.

IN 1954. aastal aastal sai Nõukogude luure salajased sõnum aastal asuvalt elanikult USA, tänu millele sisse NSVL tööd on alustatud lennundus Koos hüperhelikiirus lendu. IN USA see projekt sai nime "Navaho." Läbi kaks kuud pärast saladust sõnumeid selgus resolutsioon Nõukogude valitsus loomise algusest strateegiline TIIVULINE raketid. IN NSVL telliti sellise raketi väljatöötamine KB S.A. Lavochkin ( vaata artiklit "Semjon Aleksejevitš Lavochkin"). Projekt sai nime "Torm". Kokku sisse KOLM aasta "Torm" hakkas mööda minema testid treeningväljakul "Kapustin Yar"!!! Paigutus "Tormid" vastas tänapäevasele Ameerika korduvkasutatav kosmoselaev laevale "Kosmosesüstik". Katsetamise ajal "Tormid" see sai teatavaks Ameerika projekt Navajo oli SULETUD. See juhtus tõenäoliselt seetõttu, et Ameerika disainerid sel momendil ebaõnnestunud luua vajalik mootorid.

"Torm" ei olnud mõeldud hüperhelikiirus lendu, aga natukeseks madalam kiirus peal KOLM POOLE helikiirusega. See oli tingitud asjaolust, et sel ajal polnud nad veel loonud materjalid, mis vastu peaks NAHA KUUMEMINE vastav hüperhelikiirus. Ka pardal seadmeid oleks pidanud hoidma esitusüldiselt küttetemperatuur. Loomise ajal "Tormid" just veel alanud areneda materjalid andmetele vastu pidama temperatuuri küttetingimused.

Hetkel KOLM õnnelikku käivitab tiivuline raketid "Tormid" omamine hüperhelikiirusele, raketid Korolev, "R-7", juba lennutatud madala maa orbiidile esimene kunstlik Maa satelliit Ja esimene elusolend - segak hüüdnime järgi "Laika". Sel ajal juht NSVL N.S. Hruštšov jaoks antud intervjuus Lääne vajuta sisse valjult teatas, et raketi peal R-7 saab paigaldada TUUMALA lae ja löö MIS TAHES territooriumil USA. Nüüdsest peale ALUS raketi- ja kosmosekaitse NSVL muutuda mandritevaheline ballistiline raketid. Tiibrakett "Storm" pandi täitma sama enamus ülesanded, kuid siis NSVL valitsus arvasin, et tasub vedada mõlemad need programmid on samal ajal ka kallis Ja "Torm" ON SULETUD???

IN 1950ndate lõpus ja see on kõik 1960. aastad aastatel ja aastal USA ja sisse NSVL viidi läbi katsed loomise kohta paljutõotav lennundus varustus koos hüperhelikiirus lendu. Aga sisse tihe kihid õhkkond ka lennukid ülekuumenenud ja mõnel pool isegi sulanud seega saavutus hüperhelikiirus V ATMOSFÄÄR uuesti ja uuesti lükati edasi teadmata ajaks . IN USA on olemas programm looming eksperimentaalne kutsutud lennuk "X", mille abil lendu õpitakse hüperhelikiirused. Ameerika sõjavägi asetas suurepäraselt lootust peal eksperimentaalne lennuk "X-31" Aga 15. november 1967 aastate pärast 10 sekundit lendu hüperhelikiirus X-31 plahvatas. Pärast seda pilootprogramm lennukid "X" oli peatatud aga ainult edasi mõneks ajaks. Nii et sisse 1970ndate keskpaik aastate eest Ameerika eksperimentaal lennukis "X-15" peal kõrgus lähedal 100 km on saavutatud hüperhelikiirus lend võrdne 11 helikiirust (3.7 km/sek )!!!

IN 1960. aastate keskpaik aastat ja USA Ja NSVL iseseisvaltüksteisest ja samaaegselt on juba loomist alustanud sari lennuk, kust lendab reisikiirus Mach KOLM! Koos lendamine KOLM helikiirust V ATMOSFÄÄR Väga keerulineülesanne ! Tulemusena KB Kelly Johnson kontoris Lockheed Ja A.I Mikoyani disainibüroo peal MiGe ( vaata artiklit "Artyom Ivanovitš Mikojan") lõi kaks lennunduse meistriteos tehnoloogia. ameeriklased - strateegiline skaut"S.R.-71"Musträstas ( vaata artiklit « S.R.-71"). venelased maailma parim hävitaja-tõrjuja "MiG-25" ( vaata artiklit "MiG-25"). Väljaspool SR-71 Sellel on must värvi Mitte sellepärast must värvid, aga sellepärast FERIIT kate, mis on väga eemaldab tõhusalt soojust. Hiljem S.R.-71 kohale toodi hüperhelikiirus lendu 4 800 km/h MiG-25 sõja ajal edukalt kasutatud Iisrael Koos Egiptus nagu kõrgmäestiku luurelennukid. Kogu lend MiG-25 eespool Iisrael hõivatud KAKS MINUTIT!!! Iisraeli õhutõrje väita seda MiG-25 on KOLME JA POOLE helikiirusega (4410 km/h või 1 225 Prl )!

Üleolekõhus võib pakkuda ja kosmoselennundus lennundus. Selle teemaga töötamise tulemusena ruumi laevad TAASKASUTATAVAD kasutada Ameerika kosmosesüstik Ja Nõukogude "Buran" ( vaata artiklit "Buran kosmoselaev"). Kell maandumine maha ruumi laevad korduvkasutatavad kasutusalad sisalduvad õhkkond Koos Esimene kosmiline kiirus, 7,9 km/sek – see on sees 23,9 korda rohkem helikiirus. Sest kaitse alates ülekuumenemine sisenemisel atmosfäär, korduvkasutatav ruum laevad on väljast kaetud spetsiaalse kattega Keraamilised plaadid. On selge, et isegi koos MITTE Väga suur rikkumine see keraamiline kate peal hüperhelikiirus juhtub katastroofi.

Pärast viljatu otsingud universaalne rahalised vahendid kaitse alates ülekuumenemine eest võitlema meistrivõistlusedõhus liikus teise - ülimadal kõrgus. TIIVUD rakettidele ümber lülitatud kõrgus lend umbes 50 meetrit, sisse, ENNE hüperhelikiirusi lend, umbes 850 km/h tehnikaga JÄRGMINE LEGEVENDUS maastik. Ameerika tiivuline rakett sai nime "Tomahawk" ( Tomahawk ), A Nõukogude analoog "X-55". Tiivuliste tuvastamine rakettide radar raske sest rakett ise, tänu viimasele kodustamissüsteem Sellel on väikesed suurused ja vastavalt väike peegeldav ala. Samuti lüüa tiibrakett raske sest aktiivne, ettearvamatu manööverdamine Lennu ajal. Loomine Nõukogude tiibrakett X-55 oli juhendatud KB "Raduga" kelle juht oli Igor Sergejevitš Seleznev.

Kuid arvutused näitas, et see on peaaegu täielik tiivuline haavamatus rakette saab pakkuda ainult hüperhelikiirus lend kuhu viis kuus korda rohkem helikiirus (5-6 Makhov) , mis vastab kiirust umbes kaks km/sek. Kohe esimesel testid uut tehnoloogiat, seisid disainerid taas silmitsi samaga ülekuumenemise probleem. Määratud jõudmisel hüperhelikiirus lendu pinnale rakett kuumenes peaaegu 1 000 kraadid Celsiuse järgi ja olid esimesed, kes ebaõnnestusid juhtantennid. Siis Igor Seleznev läks Leningrad ettevõttele "Leninist", kus need tehti pardaraadio elektroonika. Eksperdid andsid MITTE lohutav järeldus. Tee juhitud poole lendav rakett hüperhelikiirus V tihe kihid õhkkond võimatu.

Aga üks töötajatest uurimisinstituut nimelt pakkus ta välja originaali idee. Miks petrooleum, pardal tiivuline raketid nagu kütustära kasuta ka kui JAHUDAM peade paigutamine . Peeti katsed süsteemi loomisel jahutamine kasutades pardal kütus, petrooleum. Töö ajal Freinstadt jõudis järeldusele, et petrooleumil EI OLE piisav kogus energiat kohale lennata hüperhelikiirus ja milleks on vaja kütust hüperhelikiirus on VESINIK. Aga Freinstadt vastuvõtmiseks pakutud vesinik alates petrooleum otse pardal raketid. Kontseptsioon selline mootor sai nime "Ajax".

Nõukogude korduvkasutatav kosmoselaev "Buran" Selgelt on näha spetsiaalsetest KEraamilistest plaatidest koosnev laeva soojusisolatsioonikate

Tol ajal see idee tundus liiga palju fantastiline. Selle tulemusena edasi relvad võeti vastu tiivuline rakett koos allahelikiirus lendu X-55. Kuid isegi selline rakett sai silmapaistvaks teaduse ja tehnika saavutused. Lühike tehniline tiivuliste omadused raketid X-55: pikkus — 5,88 m; keha läbimõõt — 0,514 m; tiibade siruulatus — 3,1 m; algkaal — 1195 kg; lennuulatus — 2 500 km; õhukiirus — 770 km/h ( 214 Prl); lennukõrgus alates 40 enne 110 m; lõhkepea mass — 410 kg; lõhkepea jõud — 200 CT; täpsus kuni 100 m.V 1983. aasta aasta pärast lapsendamist tiivuline raketid X-55 V Kaitseministeerium kohta tõstatati küsimus töö lõpetamine loomise kohta mootor pakkudes hüperhelikiirus lendu. Aga täpselt sisse sellel aastal teema hüperheli lennukid on muutunud üha sagedasemaks virvendus aruannetes Nõukogude luure.

Nõukogude korduvkasutatav kosmoselaev "Buran" orbiidil

Programmi osana "Tähtede sõda" Ameerika valitsus alustas rahastamine mõlemas võrdselt edukalt lendavate seadmete väljatöötamine õhkkond ja sisse ruumi. Põhimõtteliselt uus kosmoselennundus relvad pidid olema seadmed hüperhelikiirus lendu . Pärast edukat loomist X-55, Igor Seleznev, loomist ootamata praegune seadme mudel "Ajax" arendust alustanud tiivuline rakett lendab hüperhelikiirus. Sellest sai selline rakett tiivuline rakett "X-90" mis pidi lendama traditsioonilisel petrooleum koos kiirust rohkem Mach 5. Seleznevi disainibürooõnnestus probleem lahendada temperatuuri ülekuumenemine. Eeldati, et X-90 algab alates STRATOSFÄÄR. Seeläbi temperatuuri küte eluase raketid tulid alla miinimum. Siiski oli ka teine ​​põhjus selliste vastuvõtmine stardikõrgus raketid. Fakt on see, et selleks ajaks olid nad enam-vähem õppinud alla tulistama ballistiline rakette, õppis alla tulistama lennukid ja õppis alla tulistama tiibraketid, edasi lendavad ülimadalatel kõrgustel Koos allahelikiirus lendu . Ainult jäi puutumata üks kiht stratosfäär - see on kiht nende vahel õhkkond Ja ruumi. Tekkis idee märkamatult "läbi hiilima". konkreetselt selles piirkonnas stratosfäär, kasutades hüperhelikiirus.

Ameerika tiibrakett Tomahawk Välja lastud laevapõhisest installatsioonist

Siiski pärast esimene edukas käivitada X-90 kogu töö selle raketi kallal oli katkestatud??? See juhtus tänu tellimuse järgi uus juht NSVL, M.S. Gorbatšov. Sel ajal sisse Leningrad, Vladimir Freinstadt organiseeris rühma teadushuvilised loomiseks hüperheli mootor "Ajax". See rühm Freinstadt mitte lihtsalt loonud agregaadi vastavalt petrooleumi töötlemine V vesinik, aga ma õppisin ka hallata mis tekivad lennu ajal hüperhelikiirus, hävitav PLASMA seadme ümber . See kirjeldas tehnoloogilist läbimurre kõik mehitatud lennukid! Grupp Freinstadt alustas ettevalmistusi esiteks lendu hüperheli mudelid. Siiski sisse 1992. aasta aasta projekt Ajax SULETUD sest rahastamise lõpetamine??? IN 1980. aastad aastat, sisse NSVL nendega lendavate lennukite arendamine hüperhelikiirused olid peal edasijõudnud positsioonid sisse maailm!!! See eeltööd oli kadunud juba alles sisse 1990. aastad aastat.

Ameerika tiibrakett Tomahawk vahetult enne sihtmärgi tabamist

TÕHUSUS Ja OHT võidelda lennukiga, millega lendab hüperhelikiirused oli ILMSELGE juba siis, sisse 1980. aastad aastat. IN 1998 aastal sisse augusti alguses vahetus läheduses Ameerika saatkonnad sisse Keenia Ja Tansaania müristas võimsalt plahvatused. Need plahvatused olid põhjustatud globaalne terrorist organisatsioon "Alkaida" mille juht ta oli, Osama bin Laden. IN see sama aastal 20. august Ameerika laevad, mis olid sees araabia keel meri, toodetud võidelda alustada kaheksa tiivuline raketid Tomahawk". Läbi kaks kell tabasid raketid territooriumil laagrid terroristid, asub aastal Afganistan. Järgmine sisse saladus aru presidendile USA, B. Clinton agendid teatasid sellest peamine eesmärk rakett löök baasi järgi "Alkaid" V Afganistani EI OLE saavutatud. Läbi pool tundi pärast START raketid Bin Laden tema peale lendamise kohta raketid oli HOIATUS Kõrval satelliitside Ja vasakule alus umbes üksüks tund enne plahvatused. Sellest Ameeriklaste tulemused tehtud järeldus selline, et see võitlus ülesanne võiks teha raketid ainult koos hüperhelikiirus lendu.

Läbi mõned päevad täiustatud arendusosakond USA kaitseministeerium sõlmis ettevõttega pikaajalise lepingu Boeing. Lennundus ettevõte sai paljud miljardid loomise järjekord universaalsed tiivulised raketid koos hüperhelikiirus lend, Mach SIX. Tellimus sai suuremahulised projekt, mis võimaldab USA luua paljutõotav süsteemid relvad Ja lennundus. Edasi hüperheli seadmed oma töös arengut võivad muutuda seadmeteks KESKKOND, kes saab palju kordi liikuma õhkkond V ruumi Ja tagasi, olles aktiivselt manööverdamine. Sellised seadmed, tänu nende mittestandardsed Ja ettearvamatu lennutrajektoorid võivad olla väga suured oht.

IN juuli 2001 aastal sisse USA käivitamine viidi läbi eksperimentaalne lennuk "X-43A". Ta pidi jõudma hüperhelikiirus lend, SEITSE Mach. Kuid seade jooksis kokku. Üldiselt tehnoloogia loomine koos hüperhelikiirus lend mööda RASKUSED võrreldav loominguga aatomirelvad. Uusim Ameerika ülihelikiirusega tiibadega lennuk raketid arvatavasti lendab edasi stratosfääri kõrgused. Viimane kord rassi loomise kohta hüperheli aparaat algas uuesti. Mootor uus hüperheli raketid võivad muutuda plasma, see on temperatuuri mootoris kasutatav põlev segu muutub võrdseks kuum PLASMA. Ennusta aega seadmete välimus hüperhelikiirus lend kuhu Venemaa, ebapiisava tõttu rahastamine Hüvasti võimatu.

Arvatavasti sisse 2060. aastad aastate sisse maailmas algab massüleminek reisija lennunduse lendamine vahemaad läbi 7 000 km, edasi hüperhelikiirused lend kl kõrgused lend alates 40 enne 60 km. IN 2003. aasta aastal ameeriklased rahastanud neid uurimine nende jaoks tulevik arenguid reisija lennukiga hüperhelikiirus lend kuhu Nõukogude ülehelikiirusega reisija lennuk" Tu-144" ( vaata artikleid "Tu-144" Ja "Aleksei Andrejevitš Tupolev"). Minu ajal Tu-144 toodeti koguses 19 asju. IN 2003. aasta aastal üks alates kolm laost jäänud Tu-144 renoveeritud ja muudetud lendav labor V VENE-AMEERIKA programm õhusõiduki süsteemide testimiseks uus põlvkond. ameeriklased olid sees rõõmustas nõukogude ajast Tu-144!!!

Esiteks ideed rakettlennukite jaoks - hüperhelikiirusega lennukid, lennates kiirus 10-15 Machi, ilmus sisse tagasi 1930. aastad aastat. Samas siis isegi kõige rohkem visionäär disaineritel oli vähe aimu, millega raskusi ideega tuleb silmitsi seista, JÕUDA MEIE PLANEEDI MIS TAHES PUNKTI POOLTEISE TUNNIGA!!! Peal hüperhelikiirused lend kuhu tiibade servade õhkkond, õhuvõtuavad ja lennuki muud osad kuumenevad kuni alumiiniumisulamite sulamistemperatuurid. Seega tuleviku loomine hüperheli lennundusega on täielikult seotud keemia, metallurgia ja areng uued materjalid.

Tavalised joad mootorid sisse kiirus Mach KOLM muutuvad kitsamaks EI ole efektiivne ( vaata artiklit "Uudised lennunduses"). Koos edasi kiiruse suurendamine selleks tuleb anda võimalus ONLASH streamõhk etendada, roll kompressor, suruõhku. Selle jaoks piisav, SISENDOSA mootori mark KITONEV. Kell hüperhelikiirus lennukraad tasuta voo tihendamineõhk on selline, et see temperatuuri muutub 1 500 kraadid. Mootor muutub nn SIRVE VOOLU mootor üldiselt pole pöörlevaid osi. Kuid samal ajal ta tõesti töötab!

Minu ajal Nõukogude teadlane Vladimir Georgievich Freinstadt probleemidega tegelenud jahutamine petrooleumiga, lendab kosmosest tuumalõhkepead. Nüüd disainerid üle kogu maailma, tänu tema uurimistööle kasutavad nad ülekuumendatud petrooleumi põlemisenergia järsu suurenemise mõju kasutamise tõttu pilkupüüdev sellisega kõrge temperatuur VESINIK. See Mõju annab palju rohkem jõudu mootor, mis annab hüperhelikiirus lendu. IN 2004. aasta aastal ameeriklased paigaldatud kaks korda kiirusrekordid mehitamata rakettlennukid. X-43A reaktiivpommitaja küljest eraldunud" B-52" peal kõrgus 12 000 meetrit. Rakett "Pegasus" kiirendas seda kiirus Mach THRE, ja siis X-43A käivitatud teie mootor. Maksimaalne kiirust lendu X-43A ulatus 11 265 km/h (3 130 Prl ), mis vastab 9,5 helikiirust. Lend sihtkohta maksimaalne kiirus hõivatud 10 sekundit kõrgus 35 000 meetrit. Peal kiirus 9,5 Mach lend alates Moskva V NY oleks võtnud natuke vähem 43 minutit !!! Ameerika jätkavad teadlased lennuteadus edasiminek!!!

Kõigepealt peaksite muidugi otsustama, kui palju on hüperheli? Üldtunnustatud seisukoht on, et hüperhelikiirus on kiirus üle 5 Machi, see tähendab rohkem kui viis, ja lihtsustatult öeldes on see helikiirusest viis korda suurem kiirus.

Kas soovite teada, kui palju see kilomeetrites tunnis on? Alates 5380 km/h kuni 6120 km/h sõltuvalt keskkonna parameetritest (lennuki puhul - õhk), see tähendab õhu tihedusest, mis on erinevatel lennukõrgustel erinev. Seega on tajumise hõlbustamiseks siiski parem kasutada Machi numbreid. Kui lennuki kiirus ületab 5 Machi, on see hüperhelikiirus.

Tegelikult, miks just 5 M? Väärtus 5 valiti seetõttu, et sellel kiirusel hakkab täheldama gaasivoolu ioniseerumist ja muid füüsikalisi muutusi, mis loomulikult mõjutavad selle omadusi.

Need muutused on eriti märgatavad mootori puhul, tavalised turboreaktiivmootorid lihtsalt ei saa sellisel kiirusel töötada, vaja on põhimõtteliselt teistsugust mootorit, raketti või ramjet (kuigi tegelikult pole see nii erinev, lihtsalt puuduvad kompressor ja turbiin ning täidab oma funktsiooni samamoodi: surub õhku sisselaskeava juures kokku, segab selle kütusega, põletab seda põlemiskambris ja võtab väljalaskeavas vastu juga).

Tegelikult on reaktiivmootor põlemiskambriga toru, mis on väga lihtne ja tõhus suurel kiirusel. Kuid sellisel mootoril on tohutu puudus: see vajab töötamiseks teatud algkiirust (tal pole oma kompressorit, pole millegagi madalal kiirusel õhku kokku suruda).

Kiiruse ajalugu

50ndatel võideldi helikiiruse saavutamise nimel. Kui insenerid ja teadlased mõistsid, kuidas lennuk helikiirusest suurematel kiirustel käitub, ja õppisid looma sellisteks lendudeks mõeldud lennukeid, oli aeg edasi liikuda. Panna lennukid veelgi kiiremini lendama.

1967. aastal saavutas Ameerika eksperimentaallennuk X-15 kiiruse 6,72 Machi (7274 km/h). See oli varustatud rakettmootoriga ja lendas 81–107 km kõrgusel (100 km on Karmani joon, atmosfääri ja kosmose tavapärane piir). Seetõttu on õigem nimetada X-15 mitte lennukiks, vaid rakettlennukiks. Ta ei saanud iseseisvalt õhku tõusta, ta vajas kiirlennukit. Kuid ikkagi oli see hüperhelilend. Veelgi enam, X-15 lendas aastatel 1962–1968 ja 7 lendu tegi X-15-ga sama Neil Armstrong.

Tasub mõista, et lende väljaspool atmosfääri, olenemata nende kiirusest, ei saa õigesti pidada hüperhelikiiruseks, kuna õhusõiduki liikumise keskkonna tihedus on väga madal. Ülehelikiirusel või hüperhelikiirusel lendudele omaseid mõjusid lihtsalt ei eksisteeri.

1965. aastal saavutas YF-12 (kuulsa SR-71 prototüüp) kiiruse 3331,5 km/h ja 1976. aastal SR-71 ise 3529,6 km/h. See on "ainult" 3,2–3,3 M. Hüperhelikiirusest kaugel, kuid sellise kiirusega lendudeks atmosfääris oli vaja välja töötada spetsiaalsed mootorid, mis töötasid madalatel kiirustel tavarežiimis ja suurtel kiirustel ramjet-režiimis ning pilootidele. - spetsiaalsed päästesüsteemid (ülikonnad ja jahutussüsteemid), kuna lennuk kuumenes liiga palju. Hiljem kasutati neid skafandreid Shuttle'i projekti jaoks. Väga pikka aega oli SR-71 maailma kiireim lennuk (lõpetas lendamise 1999. aastal).

Nõukogude Mig-25R võis teoreetiliselt saavutada kiiruse 3,2 Machi, kuid töökiirus oli piiratud 2,83 Machiga.

Samadel 60ndatel olid USA-s ja NSV Liidus kosmoseprojektid X-20 “Dyna Soar” ja “Spiral”. Spirali jaoks oli esialgu plaanis kasutada hüperhelikiirusega võimenduslennukit, seejärel ülehelikiirusega lennukit ning seejärel suleti projekt täielikult. Ameerika projekti tabas sama saatus.

Üldiselt olid tollaste hüperhelilennukite projektid seotud lendudega väljaspool atmosfääri. See ei saa olla teisiti "madalatel" kõrgustel on tihedus ja vastavalt ka takistus liiga kõrge, mis toob kaasa palju negatiivseid tegureid, mida sel ajal ei saanud ületada.

Olevik

Sõjavägi, nagu tavaliselt, on kõigi paljutõotavate uuringute taga. Hüperhelikiiruste puhul tuleb seda ka ette. Praegu tehakse uuringuid peamiselt kosmoselaevade, hüperhelikiirusega tiibrakettide ja nn hüperhelilõhkepeade suunal. Nüüd räägime "päris" hüperhelist, lendudest atmosfääris. Pange tähele, et töö hüperhelikiirusega oli 60-70ndatel aktiivses faasis, siis suleti kõik projektid. Kiirused üle 5 M jõudsid nad tagasi alles 2000. aastate vahetusel. Kui tehnoloogia võimaldas luua tõhusaid reaktiivmootoreid ülihelikiirusega lendudeks.

2001. aastal tegi oma esimese lennu reaktiivmootoriga mehitamata õhusõiduk.

Boeing X-43. Juba 2014. aastal kiirendas see kiiruseni 9,6 M (11 200 km/h). Kuigi X-43 oli mõeldud helikiirusest 7 korda suuremaks kiiruseks. Pealegi ei püstitatud rekord kosmoses, vaid kõigest 33 500 meetri kõrgusel.

Fotol olev X-43 näeb välja nagu väike must kolmnurk, mis on kinnitatud võimendusraketi külge.

2009. aastal alustati tiibraketti Boeing X-51A Waverider ramjetmootori katsetamist. 2013. aastal kiirendas X-51A 21 000 meetri kõrgusel hüperhelikiiruseni - 5,1 M.

Sarnaseid projekte viivad erinevates etappides läbi ka teised riigid: Saksamaa (SHEFEX), Suurbritannia (Skylon), Venemaa (Cold and Needle), Hiina (WU-14) ja isegi India (Brahmos), Austraalia (ScramSpace) ja Brasiilia (14-X).

GLL-31 projekt "Külm"

Hüperhelikiirusel atmosfääris lendamiseks mõeldud lennuki, Ameerika Falcon HTV-2 huvitavat projekti peetakse ebaõnnestunuks. Arvatavasti suutis Falcon kiirendada atmosfääri jaoks tohutu kiiruseni - 23 Machi, kuid ainult oletatavasti, kuna kõik katseseadmed põlesid lihtsalt läbi.

Kõik loetletud lennukid (v.a Skylon) ei suuda iseseisvalt saavutada reaktiivmootori tööks vajalikku kiirust ja kasutada erinevaid kiirendeid. Kuid Skylon on ikkagi vaid projekt, mis pole veel ühtegi katselendu teinud.

Hüperheli kauge tulevik

Reisijate transportimiseks on olemas ka hüperhelikiirusega lennukite tsiviilprojektid. Need on üht tüüpi mootoriga Euroopa SpaceLiner ja ZEHST, mis peaks erinevates lennurežiimides kasutama kuni kolme tüüpi mootoreid. Ka teised riigid tegelevad oma projektidega.

Sellised liinilaevad suudavad eeldatavasti reisijaid Londonist New Yorki vedada vaid tunniga. Selliste lennukitega saame lennata mitte varem kui 21. sajandi 40ndatel ja 50ndatel. Seni jäävad hüperhelikiirused sõjaväe või kosmosesõidukite pärusmaaks.

Üldine informatsioon

Lend hüperhelikiirusel on osa ülehelikiirusega lennurežiimist ja toimub ülehelikiirusega gaasivoolus. Ülehelikiirusega õhuvool erineb põhimõtteliselt allahelikiirusest ja õhusõiduki lennu dünaamika helikiirusest suurematel kiirustel (üle 1,2 M) on põhimõtteliselt erinev allahelikiirusest (kuni 0,75 M; kiirusvahemikku 0,75–1,2 M nimetatakse transonic kiiruseks). ).

Hüperhelikiiruse alampiiri määramist seostatakse tavaliselt atmosfääris liikuva sõiduki läheduses asuvas piirkihis (BL) olevate molekulide ionisatsiooni- ja dissotsiatsiooniprotsesside algusega, mis hakkab toimuma ligikaudu 5 M juures. iseloomustab ka asjaolu, et reaktiivmootor (“ Alhelikiirusega põlemisreaktiivmootor ("Sramjet") muutub kasutuks ülisuure hõõrdumise tõttu, mis tekib seda tüüpi mootorites õhuvoolu aeglustamisel. Seega on hüperhelikiiruse vahemikus lennu jätkamiseks võimalik kasutada ainult rakettmootorit või ülehelikiirusega kütusepõlemisega hüpersonic ramjet (scramjet).

Vooluomadused

Kuigi hüperhelivoolu (HS) määratlus on üsna vastuoluline, kuna ülehelikiirusega ja hüperhelikiirusega voogude vahel puudub selge piir, võib HS-i iseloomustada teatud füüsikaliste nähtustega, mida ei saa enam arvesse võttes tähelepanuta jätta, nimelt:

Õhuke lööklaine kiht

Kui kiirus ja vastavad Machi numbrid suurenevad, suureneb ka lööklaine (SW) taga olev tihedus, mis vastab löögi taga oleva mahu vähenemisele massi säilimise tõttu. Seetõttu muutub lööklaine kiht, st seadme ja lööklaine vaheline helitugevus kõrge Machi arvu korral õhukeseks, luues seadme ümber õhukese piirkihi (BL).

Viskoossete šokikihtide moodustumine

Osa õhuvoolus sisalduvast suurest kineetilisest energiast, kui M > 3 (viskoosne vool), muudetakse viskoosse interaktsiooni tõttu siseenergiaks. Siseenergia suurenemine realiseerub temperatuuri tõustes. Kuna piirkihis oleva voolu suhtes normaalne rõhugradient on ligikaudu null, põhjustab temperatuuri oluline tõus kõrgete Machi numbrite korral tiheduse vähenemise. Seega kasvab sõiduki pinnal olev PS ja suurte Machi numbrite korral sulandub õhukese lööklaine kihiga vööri lähedal, moodustades viskoosse löögikihi.

Ebastabiilsuslainete ilmnemine PS-is, mis ei ole iseloomulikud alam- ja ülehelikiirusele

Kõrge temperatuuriga vool

Kiire vool seadme esiosas (pidurduspunktis või piirkonnas) põhjustab gaasi kuumenemise väga kõrgele temperatuurile (kuni mitu tuhat kraadi). Kõrged temperatuurid loovad omakorda voolu mittetasakaalusid keemilisi omadusi, mis seisnevad gaasimolekulide dissotsiatsioonis ja rekombinatsioonis, aatomite ionisatsioonis, keemilistes reaktsioonides voolus ja aparaadi pinnaga. Nendes tingimustes võivad konvektsiooni- ja kiirgussoojusülekande protsessid olla märkimisväärsed.

Sarnasuse parameetrid

Gaasivoolude parameetreid kirjeldatakse tavaliselt sarnasuskriteeriumide kogumiga, mis võimaldavad taandada peaaegu lõpmatu arvu füüsikalisi olekuid sarnasusrühmadesse ja mis võimaldavad võrrelda erinevate füüsikaliste parameetritega (rõhk, temperatuur, kiirus jne) gaasivooge. .) üksteisega. Just sellel põhimõttel põhinevad katsed tuuletunnelites ja nende katsete tulemuste ülekandmine reaalsetele lennukitele, hoolimata sellest, et torukatsetes võivad mudelite suurused, voolukiirused, soojuskoormused jne tegelikust oluliselt erineda. lennutingimused, samal ajal vastavad sarnasusparameetrid (Machi numbrid, Reynoldsi numbrid, Stantoni numbrid jne) lennu omadele.

Transoonilise ja ülehelikiirusega või kokkusurutava voolu korral piisab voolu täielikuks kirjeldamiseks enamikul juhtudel sellistest parameetritest nagu Machi arv (voolukiiruse ja kohaliku helikiiruse suhe) ja Reynolds. Hüperhelivoolu korral on need parameetrid sageli ebapiisavad. Esiteks muutuvad lööklaine kuju kirjeldavad võrrandid praktiliselt sõltumatuks kiirustel alates 10 M. Teiseks tähendab hüperhelivoolu temperatuuri tõus, et märgata on ebaideaalsete gaasidega seotud mõjud.

Reaalses gaasis avalduvate mõjude arvessevõtmine tähendab, et gaasi oleku täielikuks kirjeldamiseks on vaja suuremat arvu muutujaid. Kui statsionaarset gaasi kirjeldatakse täielikult kolme suurusega: rõhk, temperatuur, soojusmahtuvus (adiabaatiline indeks) ja liikuvat gaasi kirjeldatakse nelja muutujaga, mis sisaldab ka kiirust, siis keemilises tasakaalus olev kuum gaas nõuab ka olekuvõrrandeid. selle keemilised komponendid ning dissotsiatsiooni- ja ionisatsiooniprotsessidega gaas peavad sisaldama ka aega kui oma oleku muutujaid. Üldiselt tähendab see, et igal valitud ajal vajab mittetasakaaluline vool gaasi oleku kirjeldamiseks 10 kuni 100 muutujat. Lisaks ei allu haruldane hüpersonic flow (HF), mida tavaliselt kirjeldatakse Knudseni numbrite kaudu, Navier-Stokesi võrranditele ja nõuab nende muutmist. HP liigitatakse (või klassifitseeritakse) tavaliselt koguenergia abil, mida väljendatakse koguentalpia (mJ/kg), üldrõhu (kPa) ja voolu stagnatsioonitemperatuuri (K) või kiirusega (km/s).

Ideaalne gaas

Sellisel juhul võib läbivat õhuvoolu pidada ideaalseks gaasivooluks. Selles režiimis olev GP sõltub endiselt Machi numbritest ja simulatsioon juhindub pigem temperatuuriinvariantidest kui adiabaatilisest seinast, mis toimub madalamatel kiirustel. Selle piirkonna alumine piir vastab kiirustele umbes 5 Machi, kus allahelikiirusega põlemisega SPV joad muutuvad ebaefektiivseks, ja ülemine piir vastab kiirustele vahemikus 10–12 Machi.

Ideaalne gaas kahe temperatuuriga

Osa suure kiirusega ideaalse gaasivoolu juhtumist, mille puhul saab läbivat õhuvoolu pidada keemiliselt ideaalseks, kuid gaasi võnketemperatuuri ja pöörlemistemperatuuri tuleb eraldi käsitleda, mille tulemuseks on kaks erinevat temperatuurimudelit. See on eriti oluline ülehelikiirusega düüside konstrueerimisel, kus molekulaarsest ergastusest tingitud vibratsiooniline jahutamine muutub oluliseks.

Dissotsieerunud gaas

Kiirgusülekande domineerimise režiim

Kiirusel üle 12 km/s hakkab soojusülekanne seadmele toimuma peamiselt radiaalse ülekande kaudu, mis hakkab koos kiiruse suurenemisega domineerima termodünaamilise ülekande üle. Gaasi modelleerimine jaguneb sel juhul kaheks:

• optiliselt õhuke – sel juhul eeldatakse, et gaas ei neela tagasi kiirgust, mis tuleb selle teistest osadest või valitud ruumalaühikutest;
• optiliselt paks - kus võetakse arvesse plasma kiirguse neeldumist, mis seejärel kiirgatakse uuesti, sealhulgas seadme korpusele.

Optiliselt paksude gaaside modelleerimine on keeruline ülesanne, kuna kiirguse ülekande arvutamise tõttu voolu igas punktis kasvab arvutuste maht eksponentsiaalselt koos vaadeldavate punktide arvuga.