Ipersuono. Quanto costa? Velocità supersonica Sottile strato di onda d'urto

Un tipico aereo passeggeri vola ad una velocità di circa 900 km/h. Un aereo da caccia militare può raggiungere una velocità circa tre volte superiore. Tuttavia, gli ingegneri moderni della Federazione Russa e di altri paesi del mondo stanno sviluppando attivamente macchine ancora più veloci: gli aerei ipersonici. Quali sono le specificità dei concetti rilevanti?

Criteri per un aereo ipersonico

Cos'è un aereo ipersonico? Questo è solitamente inteso come un dispositivo in grado di volare a una velocità molte volte superiore a quella del suono. Gli approcci dei ricercatori per determinare il suo indicatore specifico variano. Una metodologia comune è che un aereo dovrebbe essere considerato ipersonico se è un multiplo degli indicatori di velocità dei veicoli supersonici moderni più veloci. Che sono circa 3-4mila km/h. Cioè un aereo ipersonico, se si aderisce a questa metodologia, deve raggiungere una velocità di 6mila km/h.

Veicoli senza pilota e controllati

Gli approcci dei ricercatori possono differire anche in termini di determinazione dei criteri per classificare un particolare dispositivo come aereo. Esiste una versione secondo cui solo quelle macchine controllate da una persona possono essere classificate come tali. Esiste un punto di vista secondo cui anche un veicolo senza pilota può essere considerato un aereo. Pertanto, alcuni analisti classificano le macchine del tipo in questione in quelle soggette al controllo umano e quelle che funzionano in modo autonomo. Tale divisione può essere giustificata, dal momento che i veicoli senza pilota possono avere caratteristiche tecniche molto più impressionanti, ad esempio in termini di sovraccarico e velocità.

Allo stesso tempo, molti ricercatori considerano l'aereo ipersonico come un unico concetto, per il quale l'indicatore chiave è la velocità. Non importa se al timone del dispositivo c'è una persona o se la macchina è controllata da un robot: l'importante è che l'aereo sia abbastanza veloce.

Decollare: in modo indipendente o con un aiuto esterno?

Esiste una classificazione diffusa degli aerei ipersonici, che si basa sulla loro classificazione nella categoria di quelli che sono in grado di decollare da soli o di quelli che richiedono il posizionamento su una portaerei più potente: un razzo o un aereo cargo. Esiste un punto di vista secondo il quale è giusto includere come dispositivi del tipo in questione soprattutto quelli che sono in grado di decollare autonomamente o con il minimo coinvolgimento di altri tipi di apparecchiature. Tuttavia, quei ricercatori credono che il criterio principale che caratterizza un aereo ipersonico, la velocità, dovrebbe essere fondamentale in qualsiasi classificazione. Se l'aereo è classificato come senza pilota, controllato, in grado di decollare da solo o con l'aiuto di altre macchine, se l'indicatore corrispondente raggiunge i valori sopra indicati, significa che stiamo parlando di un aereo ipersonico.

Principali problemi delle soluzioni ipersoniche

I concetti di soluzioni ipersoniche risalgono a molti decenni fa. Nel corso degli anni di sviluppo del tipo corrispondente di dispositivi, gli ingegneri mondiali hanno risolto una serie di problemi significativi che impediscono oggettivamente la messa in produzione della produzione di "ipersonici", simile all'organizzazione della produzione di velivoli a turboelica.

La principale difficoltà nella progettazione di aerei ipersonici è la creazione di un motore che possa essere sufficientemente efficiente dal punto di vista energetico. Un altro problema è predisporre gli apparati necessari. Il fatto è che la velocità di un aereo ipersonico nei valori di cui abbiamo discusso sopra implica un forte riscaldamento del corpo dovuto all'attrito con l'atmosfera.

Oggi esamineremo diversi esempi di prototipi di successo di velivoli del tipo corrispondente, i cui sviluppatori sono stati in grado di compiere progressi significativi nella risoluzione con successo dei problemi rilevati. Studiamo ora gli sviluppi mondiali più famosi in termini di creazione di velivoli ipersonici del tipo in questione.

da Boeing

L'aereo ipersonico più veloce del mondo, secondo alcuni esperti, è l'americano Boeing X-43A. Pertanto, durante il test di questo dispositivo, è stato registrato che ha raggiunto velocità superiori a 11 mila km/h. Ciò è circa 9,6 volte più veloce

Cosa c'è di particolarmente straordinario nell'aereo ipersonico X-43A? Le caratteristiche di questo velivolo sono le seguenti:

La velocità massima registrata nei test è di 11.230 km/h;

Apertura alare - 1,5 m;

Lunghezza del corpo - 3,6 m;

Motore: Ramjet a combustione supersonica a flusso diretto;

Carburante: ossigeno atmosferico, idrogeno.

Si può notare che il dispositivo in questione è uno dei più rispettosi dell'ambiente. Il fatto è che il carburante utilizzato praticamente non emette prodotti di combustione dannosi.

L'aereo ipersonico X-43A è stato sviluppato congiuntamente dagli ingegneri della NASA, da Orbical Science Corporation e Minocraft. è stato creato circa 10 anni fa. Nel suo sviluppo sono stati investiti circa 250 milioni di dollari. La novità concettuale del velivolo in questione è che è stato concepito con l'obiettivo di testare la più recente tecnologia per la fornitura di propulsione.

Sviluppo dalla scienza orbitale

La società Orbital Science, che, come abbiamo notato sopra, ha preso parte alla creazione dell'X-43A, è riuscita anche a creare il proprio aereo ipersonico: l'X-34.

La sua velocità massima è di oltre 12mila km/h. È vero, durante le prove pratiche non è stato raggiunto, inoltre, non è stato possibile raggiungere l'indicatore mostrato dall'aereo X43-A. L'aereo in questione viene accelerato quando viene attivato il razzo Pegasus, che funziona a combustibile solido. L'X-34 è stato testato per la prima volta nel 2001. L'aereo in questione è significativamente più grande dell'aereo Boeing: la sua lunghezza è di 17,78 m, la sua apertura alare è di 8,85 m L'altitudine massima di volo del veicolo ipersonico di Orbical Science è di 75 chilometri.

Aerei dal Nord America

Un altro famoso aereo ipersonico è l'X-15, prodotto dalla North American. Gli analisti classificano questo apparecchio come sperimentale.

È equipaggiato, il che dà ad alcuni esperti un motivo per non classificarlo, di fatto, come un aereo. Tuttavia, la presenza di motori a razzo consente al dispositivo, in particolare, di funzionare. Così, durante uno dei test in questa modalità, è stato testato dai piloti. Lo scopo del dispositivo X-15 è studiare le specifiche dei voli ipersonici, valutare alcune soluzioni progettuali, nuovi materiali e caratteristiche di controllo di tali macchine in vari strati dell'atmosfera. È interessante notare che è stato approvato nel 1954. L'X-15 vola ad una velocità di oltre 7mila km/ora. La sua autonomia di volo è di oltre 500 km, la sua altitudine supera i 100 km.

L'aereo di produzione più veloce

I veicoli ipersonici che abbiamo studiato sopra appartengono in realtà alla categoria della ricerca. Sarà utile considerare alcuni modelli di produzione di velivoli che hanno caratteristiche vicine a quelli ipersonici o che sono (secondo una metodologia o l'altra) ipersonici.

Tra queste macchine c'è lo sviluppo americano dell'SR-71. Alcuni ricercatori non sono propensi a classificare questo velivolo come ipersonico, poiché la sua velocità massima è di circa 3,7 mila km/h. Tra le sue caratteristiche più notevoli c'è il peso al decollo, che supera le 77 tonnellate. La lunghezza del dispositivo è superiore a 23 m, l'apertura alare è superiore a 13 m.

Il MiG-25 russo è considerato uno degli aerei militari più veloci. Il dispositivo può raggiungere velocità superiori a 3,3 mila km/h. Il peso massimo al decollo di un aereo russo è di 41 tonnellate.

Pertanto, nel mercato delle soluzioni seriali con caratteristiche vicine a quelle ipersoniche, la Federazione Russa è tra i leader. Ma cosa si può dire degli sviluppi russi riguardanti gli aerei ipersonici “classici”? Gli ingegneri della Federazione Russa sono in grado di creare una soluzione competitiva con le macchine Boeing e Orbital Scence?

Veicoli ipersonici russi

Al momento, l’aereo ipersonico russo è in fase di sviluppo. Ma sta andando abbastanza attivamente. Stiamo parlando dell'aereo Yu-71. I suoi primi test, a giudicare dai resoconti dei media, sono stati effettuati nel febbraio 2015 vicino a Orenburg.

Si presume che l'aereo verrà utilizzato per scopi militari. Pertanto, un veicolo ipersonico sarà in grado, se necessario, di trasportare armi distruttive su distanze considerevoli, monitorare il territorio e essere utilizzato anche come elemento di aerei d'attacco. Alcuni ricercatori ritengono che nel 2020-2025. Le Forze Missilistiche Strategiche riceveranno circa 20 aerei del tipo corrispondente.

I media dicono che l'aereo ipersonico russo in questione sarà montato sul missile balistico Sarmat, anch'esso in fase di progettazione. Alcuni analisti ritengono che il veicolo ipersonico Yu-71 in fase di sviluppo non sia altro che una testata che dovrà essere separata dal missile balistico nella fase finale del volo e poi, grazie all'elevata manovrabilità caratteristica dell'aereo, superare la difesa missilistica sistemi.

Progetto "Ajax"

Tra i progetti più importanti legati allo sviluppo di aerei ipersonici c'è Ajax. Studiamolo più in dettaglio. L'aereo ipersonico Ajax è uno sviluppo concettuale degli ingegneri sovietici. Nella comunità scientifica, le conversazioni al riguardo sono iniziate negli anni '80. Tra le caratteristiche più notevoli c'è la presenza di un sistema di protezione termica, progettato per proteggere la custodia dal surriscaldamento. Pertanto, gli sviluppatori dell'apparato Ajax hanno proposto una soluzione a uno dei problemi "ipersonici" sopra identificati.

Il tradizionale schema di protezione termica per gli aerei prevede il posizionamento di materiali speciali sulla carrozzeria. Gli sviluppatori Ajax hanno proposto un concetto diverso, secondo il quale non si doveva proteggere il dispositivo dal calore esterno, ma far entrare il calore nella macchina, aumentando contemporaneamente la sua risorsa energetica. Il principale concorrente dell'aereo sovietico era considerato l'aereo ipersonico "Aurora", creato negli Stati Uniti. Tuttavia, a causa del fatto che i progettisti dell'URSS hanno ampliato in modo significativo le capacità del concetto, al nuovo sviluppo è stata assegnata una vasta gamma di compiti, in particolare quelli di ricerca. Possiamo dire che l'Ajax è un aereo ipersonico multiuso.

Diamo uno sguardo più da vicino alle innovazioni tecnologiche proposte dagli ingegneri dell'URSS.

Quindi, gli sviluppatori sovietici dell'Ajax proposero di utilizzare il calore generato dall'attrito del corpo dell'aereo con l'atmosfera e di convertirlo in energia utile. Tecnicamente, ciò potrebbe essere realizzato posizionando gusci aggiuntivi sul dispositivo. Di conseguenza, si formò qualcosa come un secondo corpo. Si supponeva che la sua cavità fosse riempita con una sorta di catalizzatore, ad esempio una miscela di materiale infiammabile e acqua. Lo strato termoisolante in materiale solido nell'Ajax avrebbe dovuto essere sostituito con uno liquido che, da un lato, avrebbe dovuto proteggere il motore, dall'altro avrebbe favorito una reazione catalitica, che, nel frattempo, avrebbe potuto essere accompagnato da un effetto endotermico - il movimento del calore dalle parti esterne del corpo verso l'interno. Teoricamente il raffreddamento delle parti esterne del dispositivo potrebbe essere qualsiasi cosa. Il calore in eccesso, a sua volta, avrebbe dovuto essere utilizzato per aumentare l'efficienza del motore dell'aereo. Allo stesso tempo, questa tecnologia consentirebbe di generare idrogeno libero come risultato della reazione del carburante.

Al momento, non ci sono informazioni a disposizione del grande pubblico sulla continuazione dello sviluppo di Ajax, tuttavia, i ricercatori considerano molto promettente l'implementazione dei concetti sovietici nella pratica.

Veicoli ipersonici cinesi

La Cina sta diventando un concorrente della Russia e degli Stati Uniti nel mercato delle soluzioni ipersoniche. Tra gli sviluppi più famosi degli ingegneri cinesi c'è l'aereo WU-14. È un aliante a controllo ipersonico montato su un missile balistico.

Un missile balistico intercontinentale lancia un aereo nello spazio, da dove il veicolo scende bruscamente, sviluppando una velocità ipersonica. Il dispositivo cinese può essere montato su vari missili balistici intercontinentali con una gittata compresa tra 2 e 12mila km. Si è constatato che durante i test, il WU-14 era in grado di raggiungere una velocità superiore a 12mila km/h, diventando così secondo alcuni analisti l'aereo ipersonico più veloce.

Allo stesso tempo, molti ricercatori ritengono che non sia del tutto legittimo classificare lo sviluppo cinese come un aereo. Pertanto, esiste una versione diffusa secondo la quale il dispositivo dovrebbe essere classificato specificamente come testata. E molto efficace. Quando si vola verso il basso alla velocità specificata, anche i più moderni sistemi di difesa missilistica non saranno in grado di garantire l'intercettazione del bersaglio corrispondente.

Va notato che anche la Russia e gli Stati Uniti stanno sviluppando veicoli ipersonici utilizzati per scopi militari. Allo stesso tempo, il concetto russo, secondo il quale si suppone di creare macchine del tipo appropriato, differisce in modo significativo, come evidenziato dai dati di alcuni media, dai principi tecnologici implementati da americani e cinesi. Pertanto, gli sviluppatori della Federazione Russa stanno concentrando i loro sforzi nel campo della creazione di aerei dotati di motore ramjet che possono essere lanciati da terra. La Russia intende cooperare in questa direzione con l’India. I veicoli ipersonici creati secondo il concetto russo, secondo alcuni analisti, sono caratterizzati da costi inferiori e da una gamma più ampia di applicazioni.

Allo stesso tempo, l'aereo ipersonico russo, di cui abbiamo parlato sopra (Yu-71), suggerisce, come ritengono alcuni analisti, l'impiego su missili balistici intercontinentali. Se questa tesi risulta essere corretta, allora possiamo dire che gli ingegneri della Federazione Russa stanno lavorando contemporaneamente in due direzioni concettuali popolari nella costruzione di aerei ipersonici.

Riepilogo

Quindi, probabilmente l'aereo ipersonico più veloce del mondo, se parliamo di aerei indipendentemente dalla loro classificazione, è ancora il cinese WU-14. Anche se è necessario comprendere che le informazioni reali al riguardo, comprese quelle relative ai test, potrebbero essere classificate. Ciò è abbastanza coerente con i principi degli sviluppatori cinesi, che spesso si sforzano di mantenere segrete le loro tecnologie militari a tutti i costi. La velocità dell'aereo ipersonico più veloce è di oltre 12mila km/h. Lo sviluppo americano dell'X-43A lo sta "recuperando": molti esperti lo considerano il più veloce. Teoricamente, l'aereo ipersonico X-43A, così come il cinese WU-14, potrebbero raggiungere lo sviluppo di Orbical Science, progettato per una velocità di oltre 12mila km/h.

Le caratteristiche dell'aereo russo Yu-71 non sono ancora note al grande pubblico. È del tutto possibile che si avvicineranno ai parametri dell'aereo cinese. Gli ingegneri russi stanno anche sviluppando un aereo ipersonico in grado di decollare in modo indipendente, anziché basato su un missile balistico intercontinentale.

Gli attuali progetti di ricercatori provenienti da Russia, Cina e Stati Uniti sono in un modo o nell'altro legati alla sfera militare. Gli aerei ipersonici, indipendentemente dalla loro possibile classificazione, sono considerati principalmente portatori di armi, molto probabilmente nucleari. Tuttavia, nei lavori di ricercatori di diversi paesi del mondo ci sono tesi secondo cui "ipersonico", come le tecnologie nucleari, potrebbe essere pacifico.

Il problema è l'emergere di soluzioni convenienti e affidabili che consentano di organizzare la produzione in serie di macchine del tipo appropriato. L'utilizzo di tali dispositivi è possibile nei più svariati settori dello sviluppo economico. È probabile che gli aerei ipersonici trovino la maggiore domanda nei settori spaziale e di ricerca.

Man mano che le tecnologie di produzione dei veicoli corrispondenti diventano più economiche, le imprese di trasporto potrebbero iniziare a mostrare interesse a investire in tali progetti. Le società industriali e i fornitori di vari servizi potrebbero iniziare a considerare l’“ipersonico” come uno strumento per aumentare la competitività aziendale in termini di organizzazione delle comunicazioni internazionali.

Questa settimana ha avuto luogo il terzo volo di prova dell'aereo ipersonico americano (HLA) X-51 AWaveRider, un prototipo di un promettente missile. Tuttavia, 15 secondi dopo il lancio, ancor prima che il motore principale iniziasse a funzionare, WaveRider perse il controllo e cadde nell'oceano.

Anche il test precedente, svoltosi l'anno scorso, ha fallito: l'acceleratore, che accelera il dispositivo alla velocità richiesta per avviare il motore principale, non ha funzionato in tempo e non si è separato. Tuttavia, in precedenza, nel 2010, il motore della “macchina” era riuscito a funzionare per 200 secondi (ne erano previsti 300), accelerando il dispositivo a cinque velocità del suono (5 M). La sua durata di funzionamento ha così triplicato il record precedente stabilito dal laboratorio di volo ipersonico russo/sovietico (HFL) Kholod. Allo stesso tempo, a differenza del dispositivo domestico, l '"americano" utilizzava il cherosene per aviazione come carburante anziché l'idrogeno.

L’attuale fallimento rallenterà sicuramente il programma ipersonico americano, per il quale sono stati spesi 2 miliardi di dollari, ma ciò non cambia il fatto che gli Stati Uniti dispongono già di una tecnologia chiave per questo programma: un prototipo funzionante di un aereo ipersonico a respirazione d’aria. motore (scramjet, noto anche come scramjet).

Potenzialmente, tali motori sono in grado di accelerare un aereo fino a 17 velocità del suono con idrogeno e fino a 8 con carburante idrocarburo. Tuttavia, affinché funzioni, è necessario ottenere una combustione stabile del carburante in un flusso d'aria supersonico, il che, secondo uno degli sviluppatori, non è più semplice che tenere acceso un fiammifero nell'epicentro di un uragano. Tuttavia, non molto tempo fa si credeva che ciò fosse impossibile in linea di principio quando si utilizzava carburante a base di idrocarburi, e l'unico carburante adatto per i motori scramjet era l'idrogeno esplosivo, che crea difficoltà operative e "gonfia" il volume dei serbatoi di carburante a causa della sua bassa densità . Tuttavia, dal 2004, l'Occidente ha condotto una serie di test relativamente riusciti sugli aerei, sia sull'idrogeno che sul "kerosene".

Qual è il significato pratico del programma da due miliardi di dollari? La velocità di progetto dell'X-51 è di 7M (circa 7mila km/h per una quota di 20 km), l'autonomia di progetto è di 1600 km, la quota di volo è di circa 25 km. In altre parole, in termini di "portata" corrisponde approssimativamente al missile da crociera BGM-109 Tomohawk (1600 km, con una testata nucleare - 2500 km) o ad un missile balistico a medio raggio - ad esempio, ritirato dal servizio sotto il Pershing -2 Trattato INF (1770 km). Quali sono i vantaggi della "nave d'onda" rispetto ai suoi "concorrenti"?

Il BGM-109 ha una velocità subsonica di 880 km/h. Pertanto, il volo verso la portata massima dura circa due ore. Durante questo periodo, il missile può essere rilevato e distrutto e il bersaglio può muoversi. Naturalmente, un missile da crociera che vola ad un’altitudine di circa 60 m dal suolo e ha una firma radar bassa a causa delle sue dimensioni è un obiettivo molto problematico per la difesa aerea. Tuttavia, sono noti anche esempi di successo di difesa degli oggetti attaccati dai Tomahawk, ad esempio il centro nucleare iracheno durante Desert Storm.

Un missile balistico con gittata dello stesso ordine ha una velocità media di circa 10mila km/h. Tuttavia, in primo luogo, la "balistica" può essere rilevata dallo spazio già al momento del lancio: un'impressionante torcia proveniente da motori a razzo funzionanti è abbastanza chiaramente visibile. In secondo luogo, l’altitudine massima della traiettoria dei missili balistici di questa portata è vicina ai 400 km, quindi vengono visualizzati abbastanza presto sui radar di difesa missilistica. In terzo luogo, la “balistica” è un bersaglio non manovrabile, che consente di intercettarli anche con missili antiaerei puntati sul punto principale. In generale, con il moderno sviluppo dei sistemi di difesa missilistica, un missile balistico a medio raggio è un obiettivo piuttosto vulnerabile.

Allo stesso tempo, i missili balistici sono un mezzo di lancio straordinariamente inefficiente in termini di rapporto tra massa di lancio e carico utile. I motori a razzo chimici combinano un'enorme spinta con un'ingordigia ancora più mostruosa e i voli balistici, in linea di principio, consumano energia. Di conseguenza, ad esempio, il Pershing 2, con un peso al lancio di 7,4 tonnellate, trasportava una testata di 399 kg. Per fare un confronto, i Tomahawk trasportano quasi la stessa quantità con il loro peso di circa una tonnellata e mezza.

Ora confrontiamolo con i missili ipersonici. La velocità e il tempo di volo sono generalmente paragonabili a quelli del Pershing 2. Allo stesso tempo, l'X-51 utilizza, in primo luogo, un motore a getto d'aria molto più economico. In secondo luogo, non sale ad un'altezza di 400 km, "segnalando" la sua presenza a tutti i radar di difesa missilistica circostanti. In terzo luogo, è in grado di manovrare attivamente. Si noti che, come hanno dimostrato i test effettuati nel 2007 dalla svedese SaabBofors, a velocità di 5,5 M sono possibili manovre complesse anche in strati densi dell'atmosfera. Di conseguenza, l'intercettazione di un WaveRider è possibile solo se l'intercettatore è notevolmente superiore a quest'ultimo in termini di velocità e manovrabilità. Ora semplicemente non esistono tali intercettori.

Anche i sistemi di difesa missilistica esistenti non sono in grado di combattere i missili ipersonici di classe X-51. Inoltre, anche in caso di fondamentale possibilità di distruzione, l'elevata velocità del bersaglio riduce drasticamente la zona di intercettazione.

In altre parole, WaveRider combina un tempo di volo paragonabile a quello dei missili balistici a medio raggio con una visibilità molto inferiore e una virtuale invulnerabilità contro la moderna difesa aerea/missilistica. Nel frattempo, un tempo, la leadership dell'URSS fece di tutto per rimuovere i Pershing dall'Europa, scambiandoli con un numero molto maggiore di missili a medio raggio - e per una buona ragione. Il tempo di volo di 8-10 minuti dei missili americani li ha trasformati in un mezzo quasi ideale per disarmare e "decapitare" gli attacchi: coloro che sono stati attaccati semplicemente non hanno avuto il tempo di rispondere. Se il Kh-51 venisse messo in produzione in serie, la situazione verrà riprodotta in una versione peggiore, nonostante il fatto che la creazione di varianti nucleari di "navi d'onda" sia del tutto possibile.

Allo stesso tempo, l’uso dei motori scramjet non è limitato ai veicoli di medio raggio. Da un lato, secondo il Gruppo consultivo della NATO per la ricerca e lo sviluppo spaziale (AGARD), gli scrumjet possono essere ampiamente utilizzati in sistemi puramente tattici a corto raggio: si tratta di missili anticarro (progettati anche per distruggere fortificazioni), aerei -missili aerei e proiettili di piccolo calibro (30-40 mm) per colpire bersagli aerei. Un'altra direzione probabile è l'uso di motori scramjet negli antimissili progettati per intercettare i missili balistici nella parte iniziale della traiettoria.

D'altra parte, l'uso delle tecnologie ipersoniche può portare all'emergere di classi fondamentalmente nuove di sistemi strategici. L’opzione più conservativa è quella di utilizzare veicoli ipersonici come “testate di manovra” per i missili balistici tradizionali.

Si noti che un missile balistico a lungo raggio è leggermente vulnerabile nella sezione centrale della traiettoria (poiché è circondato da un numero enorme di esche luminose, riflettori dipolari e disturbatori), ma è vulnerabile nelle sezioni iniziale e finale della traiettoria ( le esche leggere vengono eliminate dall'atmosfera stessa, di conseguenza la testata è accompagnata solo da una piccola quantità di LC pesante). Allo stesso tempo, sia la testata che il suo “seguito” rappresentano un insieme di bersagli balistici non manovrabili, il che semplifica radicalmente il compito di difesa missilistica. Tuttavia, una "macchina" ad alta velocità e manovrabile con un motore scramjet è praticamente invulnerabile agli attuali sistemi di difesa aerea e di difesa missilistica. Di conseguenza, combinando un classico missile balistico intercontinentale con una testata di manovra ipersonica, è possibile ottenere una svolta affidabile del corrispondente livello di difesa missilistica.

In altre parole, stiamo parlando di una tecnologia che può davvero rivoluzionare gli affari militari. La minaccia ipersonica diventerà inevitabilmente una realtà nel prossimo futuro.

Velocità ipersonica – questo è un volo da velocità da QUATTRO velocità del suono e altro ancora. Tra aviazione gli specialisti molto spesso usano il nome no "velocità del suono", UN "Mach." Questo nome deriva da Cognomi austriaci scienziato fisica di Ernst Mach ( Ernesto Mach ), chi ha effettuato ricerche aerodinamico processi di accompagnamento supersonico movimento dei corpi Così, 1Mach – Questo UNA velocità del suono. Rispettivamente velocità ipersonica – Questo Mach QUATTRO e altro ancora. IN 1987 anno 7 dicembre V Washington capi di Stato URSS E Stati Uniti, Michail Gorbaciov E Ronald Reagan firmato accordo sulla liquidazione nucleare missili media allineare "Pioniere" E "Pershing 2". Come risultato di questo evento, c'era fermare sviluppo Crociera strategica sovietica razzi "X-90" Il quale ebbe velocità ipersonica volo. Creatori di razzi X-90 ha ricevuto solo il permesso di condurre UNA prova volo. Dato riuscito il test potrebbe portare ad un grandioso riequipaggiamento dell'aeronautica sovietica aereo con velocità ipersonica voli che potrebbero fornire superiorità V URSS aria.

IN 1943 anno americano compagnia aerea « Campana» iniziato a creare aereo, che dovrebbe avere superare la velocità del suono. Proiettile, sparato da fucili, mosche più veloce della velocità del suono, così finita forma della fusoliera nuovo aereo per molto tempo non la pensavo così. Il suo progetto presunto ampio margine di sicurezza. In alcuni posti placcatura superato spessore UNO centimetro. Proiettile risultò pesante. DI indipendente decollare non potevo essere e discorso. Nel cielo nuovo l'aereo è decollato da con aiuto bombardiere B-29. americano aereo progettato per rompendo la velocità del suono, ho preso il nome "X-1" ( vedi articolo "Aereo sconosciuto") Forma della fusoliera X-1 potrebbe essere adatto a velocità ipersonica volo.

Pilota collaudatore civile Chalmers Goodlin Mettere condizione – bonus per il superamento velocità del suono 150.000 dollari ! Poi stipendio Capitano Aeronautica americana ammontava a 283 dollaro al mese. Giovane Capitano invecchiato 24 anni Chuck Yeager, combattimento ufficiale pilota culo, abbattuto 19 aerei fascisti, 5 di loro a uno battaglia, ho deciso che lo era LUI supererà la velocità del suono. Nessuno lo sapeva durante il volo rompendo la velocità del suono i suoi erano rotti due costole e si muoveva male mano destra. Questo è successo di conseguenza cascate Con cavalli durante passeggiate Con moglie il giorno prima. Chuck Yeager capì che era suo estremo volando di fronte Ospedale E rimase in silenzio, volare NON cancellato. Superamento velocità del suono diventerà la prima fase sulla strada verso cui andare velocità ipersonica volo .

IN 1947 anno 14 ottobre In Martedì prese il volo da una base aerea segreta Bombardiere strategico americano B-29 con allegato a vano bombe in aereo . SU altezza circa 7 km separati da esso presidiato dispositivo in quel momento insolito forme. Attraverso Un paio di minuti ci fu un assordante cotone, come quando licenziato più pistole contemporaneamente, ma era NON catastrofe. In questo giorno americano pilota collaudatore Charles Elwood Yeager meglio noto come Chuck Yeager ( Chuck Yeager ) O Chuck Entusiasta Primo nella storia umana superato la VELOCITÀ DEL SUONO SU SPERIMENTALE su un aereo X-1. Supersonico aereo X-1 aveva il massimo velocità di volo – 1 556 km/h e questo viene da diretto ala, pratico soffitto X-1 – 13 115 metri, massimo spinta del motore – 2.500 kgf. Atterrato X-1 stesso, dentro pianificazione modalità. Più tardi lo stesso base aerea, meglio noto come "Zona 51", situato in basso salato essiccato laghi Sposo ( Sposo ), SU Sud stato Nevada sono stati effettuati test dispositivi con velocità ipersonica volo .

Dopo l'accettazione in Stati Uniti d'America dottrine nucleare quantità di guerra bombardieri strategici V Stati Uniti d'America aumentato da quattro volte. Gli attentatori avrebbero dovuto proteggere migliaia di jet combattenti F-80 E F-82. Attraverso un anno Dopo Chuck Yeager ha rotto la velocità del suono E sovietico pilota collaudatore Ivan Evgrafovich Fedorov su un combattente "La-176".

Il primo missile CRUISED sovietico "Burya" sulla rampa di lancio durante il lancio

Spazzare ala La-176 ammontava a 45 gradi, massimo spinta del motore - 2.700 kgf, pratico soffitto – 15.000 m, massimo velocità - 1 105 km/ora Al momento limite per gli aerei con equipaggio sembrava 2-3 velocità del suono. Ma avanti segreto campo di allenamento URSS Anche allora si stavano testando apparecchiature che avevano velocità ipersonica volo. Era un razzo "R-1" con il massimo velocità volo 1 465 m/s e allineare volo 270 km . E test R-1 sono stati effettuati presso il campo di allenamento "Kapustin Yar" V Astrakan regione . Il futuro aereo si muoverà con velocità ipersonica, non solo ne erano necessari di nuovi motori e nuovo materiali, ma anche nuovo carburante. Il carburante segreto per balistico razzi R-1 servito etanolo categoria più alta di pulizia.

Il primo missile CRUISED sovietico "Burya" in volo

BALISTICO razzo R-1è stato sviluppato sotto la guida Sergei Pavlovich Korolev. Per essere onesti, diciamo che è in fase di sviluppo R-1 ha preso parte attiva parte del tedesco missile specialisti, chi si è trasferito a URSS Dopo seconda guerra mondiale guerra. Razzo R-1 divenne Punto di partenza in sviluppo Balistico INTERCONTINENTALE missili che avevano velocità ipersonica e avrebbe dovuto esserlo assolutamente CON MEZZI INVULNERABILI consegna nucleare armi. Primo Satellite terrestre artificiale e primo volo persona V spazio sono già risultati a causa di aspetto balistico intercontinentale razzi.

Veicolo spaziale americano riutilizzabile "Space Shuttle" mentre si sposta verso il complesso di lancio

Primo lancio di successo Balistico sovietico razzi R-1è stato implementato 10 ottobre 1948 dell'anno. Per il successo equilibrio militare Con Stati Uniti d'America missili richiesti con allineare volo NON centinaia UN migliaia chilometri. Test Missili Korolev camminava con successo, e ogni modello successivo ne acquisì sempre di più velocità ipersonica volo e altro ancora allineare volo. All'ordine del giorno c'era la questione sostituzione missile carburante. Etanolo come carburante ha smesso di venire perché insufficiente velocità di combustione e perché è insufficiente capacità termica, questo è quantità di energia. Il punto è quello per volare velocità ipersoniche COME carburante adatto solo IDROGENO. Nessuno dei due SU Quale un altro elemento chimico COSÌ veloce volare è vietato! Idrogeno ha un grande velocità di combustione e grande capacità termica, cioè alto temperatura di combustione, avendo allo stesso tempo volume minimo possibile combustibile a idrogeno. Di conseguenza, quando si utilizza IDROGENO si scopre massima spinta motore . Oltre a tutto questo IDROGENO il carburante è ASSOLUTAMENTE PULITO AMBIENTALMENTE carburante !!! S.P.Korolev credeva che lo fosse questo è carburante risolverà il problema del movimento vicino alla Terra spazio su velocità ipersoniche volo.

Veicolo spaziale americano riutilizzabile Space Shuttle durante il funzionamento in orbita

Tuttavia, c'era Un altro opzione di soluzione velocità cosmiche.È stato proposto da famosi accademici Michail Kuzmic Yangel E Vladimir Nikolaevich Chelomey. Era un liquido con ammoniaca odore e diverso idrogeno era semplice e molto poco costoso in produzione. Ma quando Korolev scoperto Cos'è,è venuto a ORRORE! Questo meraviglioso carburante per razzi è stato chiamato EPTYL. Si è ritrovato dentro SEI VOLTE TOSSICO DELL'ACIDO PIROCILICO e in termini di grado di pericolo corrispondeva COMBATTERE sostanze tossiche "ZARIN" E "FOSGENE"! Tuttavia Governo dell'URSS lo ha deciso le armi missilistiche sono più importanti possibile conseguenze e che deve essere creato ad ogni costo. Successivamente sul carburante eptile volavano i razzi Yangelya E Chelomeya.

IN 1954 anno, l'intelligence sovietica ricevette il segreto Messaggio da un residente a STATI UNITI D'AMERICA, grazie a cui in URSS il lavoro ha iniziato a creare aviazione Con velocità ipersonica volo. IN Stati Uniti d'America questo progetto è stato nominato "Navajo." Attraverso due mesi dopo segreto messaggi risultò risoluzione sovietico governo sull'inizio della creazione strategico ALATO razzi. IN URSS fu commissionato lo sviluppo di un simile razzo KB SA Lavochkin ( vedi articolo "Semyon Alekseevich Lavochkin"). Il progetto è stato nominato "Tempesta". Totale TRE dell'anno "Tempesta" cominciò a passare test al campo di allenamento "Kapustin Yar"!!! Disposizione "Tempeste" corrispondeva al moderno Veicolo spaziale riutilizzabile americano alla nave "Space Shuttle". Al momento del test "Tempeste" si è saputo che americano progetto Navajo era CHIUSO. Ciò è accaduto molto probabilmente a causa di ciò Designer americani al momento fallito creare il necessario motori.

"Tempesta" non è stato progettato per velocità ipersonica volo, ma per poco velocità inferiore SU TRE a METÀ della velocità del suono. Ciò era dovuto al fatto che a quel tempo non avevano ancora creato materiali, che resisterebbe RISCALDARE LA PELLE corrispondente velocità ipersonica. Anche a bordo dispositivi avrebbe dovuto mantenere prestazione in generale temperatura di riscaldamento. Durante la creazione "Tempeste" ancora iniziato sviluppare materiali resistere ai dati temperatura condizioni di riscaldamento.

Al momento TRE fortunati lanci alato razzi "Tempeste" possedere Alla velocità ipersonica, razzi Korolev, "R-7", già lanciato nell'orbita terrestre bassa primo satellite terrestre artificiale E la prima creatura vivente: un bastardo per soprannome "Laika". In questo momento il leader URSS N.S. Krusciov in un'intervista per Occidentale premere dentro a voce alta lo ha affermato sul razzo R-7 può essere installato NUCLEARE caricare e colpire QUALSIASI SCOPO nel territorio STATI UNITI D'AMERICA. Da ora in poi BASE difesa missilistica e spaziale URSS diventare balistico intercontinentale razzi. Missile da crociera "Storm"è stato fatto per adempiere lo stesso maggior parte compiti, ma allora Governo dell'URSS ho pensato che valesse la pena trascinarlo Entrambi anche questi programmi, allo stesso tempo, lo saranno costoso E “Storm” È STATO CHIUSO???

IN fine degli anni '50 e questo è tutto Anni '60 anni e oltre Stati Uniti d'America e dentro URSS sono stati effettuati esperimenti sulla creazione promettente aviazione attrezzatura con velocità ipersonica volo. Ma in denso strati atmosfera anche gli aerei surriscaldato e in alcuni posti anche fuso quindi conseguimento velocità ipersonica V ATMOSFERA ancora e ancora è stato rinviato per un tempo sconosciuto . IN Stati Uniti d'America esiste programma creazione sperimentale chiamato l'aereo "X", con l'aiuto di quale volo viene studiato velocità ipersoniche. americano i militari si sono piazzati alla grande Speranza SU sperimentale aereo "X-31" Ma 15 novembre 1967 anni da adesso 10 secondi di volo velocità ipersonica X-31 esploso. Dopo di che programma pilota aeroplani "X" era sospeso ma solo su per un po. Quindi dentro metà degli anni '70 anni per sperimentale americano su un aereo "X-15" SU altezza vicino 100 km è stato raggiunto velocità ipersonica volo pari a 11 velocità del suono (3.7 km/sec )!!!

IN metà degli anni '60 anni e Stati Uniti d'America E URSS in modo indipendente gli uni dagli altri e contemporaneamente hanno già iniziato a creare seriale aereo in volo da velocità di crociera Mach TRE! Volare con TRE velocità del suono V ATMOSFERA Molto complesso compito ! Di conseguenza CBKelly Johnson in ufficio Lockheed E Ufficio di progettazione di AI Mikoyan SU MiGe ( vedi articolo "Artyom Ivanovich Mikoyan") ne creò due un capolavoro dell'aviazione tecnologia. Americani - strategico esploratore"S.R.-71"Merlo ( vedi articolo « S.R.-71"). Russi il migliore del mondo caccia-intercettore "MiG-25" ( vedi articolo "MiG-25"). Fuori dalla SR-71 Esso ha nero colore Non a causa di nero vernici, ma a causa di FERRITE rivestimento, che è molto rimuove efficacemente il calore. Dopo S.R.-71 è stato portato a velocità ipersonica volo 4 800 km/ora MiG-25 utilizzato con successo durante la guerra Israele Con Egitto COME aerei da ricognizione ad alta quota. L'intero volo MiG-25 Sopra Israele occupato DUE MINUTI!!! Difesa aerea israeliana affermarlo MiG-25 ha TRE VELOCITÀ E MEZZA del suono (4.410 km/h o 1 225 SM )!

Superiorità nell'aria può fornire e aerospaziale aviazione. Come risultato del lavoro su questo argomento, spazio navi RIUTILIZZABILE utilizzo Navetta spaziale americana E "Buran" sovietico ( vedi articolo "Astronave Buran"). A approdo a terra spazio navi riutilizzabile usi compresi atmosfera Con Prima velocità cosmica, 7,9 km/sec – è dentro 23,9 volte di più velocità del suono. Per protezione da surriscaldamento entrando atmosfera, spazio riutilizzabile le navi sono ricoperte con uno speciale rivestimento all'esterno Piastrelle di ceramica.È chiaro che anche con NON Molto grande violazione Questo rivestimento ceramico SU velocità ipersonica accadrà catastrofe.

Dopo sterile ricerche universale fondi protezione da surriscaldamento lotta per campionato nell'aria si spostò in un altro - altezza ultraridotta. ALATO i missili sono passati a altezza volo circa 50 metri, su, PRIMA delle velocità ipersoniche volo, circa 850 km/h con la tecnologia RILIEVO A SEGUITO terreno. Alato americano il razzo prese il nome "Tomahawk" ( Tomahawk ), UN sovietico analogico "X-55". Rilevamento di alati radar missilistico difficile perché il razzo stesso, grazie all'ultimo sistema di homing Esso ha piccole dimensioni e corrispondentemente piccola area riflettente. Anche sconfitta missile da crociera difficile per colpa di manovre attive e imprevedibili Durante il volo. Creazione sovietico missile da crociera X-55è stato incaricato KB "Raduga" di chi era il leader Igor Sergeevich Seleznev.

Tuttavia calcoli lo ha mostrato quasi completo invulnerabilità alata i razzi possono essere forniti solo velocità ipersonica volo per cinque sei volte di più velocità del suono (5-6 Makhov) , che corrisponde a velocità circa due km/sec. Al primo posto test nuova tecnologia, i progettisti si sono trovati di nuovo di fronte alla stessa situazione problema di surriscaldamento. Al raggiungimento di quanto specificato velocità ipersonica volo superficie il razzo si è riscaldato quasi 1 000 gradi Centigrado e furono i primi a fallire antenne di controllo. Poi Igor Seleznevè andato a Leningrado all'impresa "leninista", dove sono stati realizzati elettronica radio di bordo. Gli esperti hanno dato NON una conclusione confortante. Fare gestito un razzo che vola verso velocità ipersonica V denso strati atmosfera impossibile.

Ma uno dei dipendenti Istituto di ricerca vale a dire, ha proposto un originale idea. Perché cherosene, a bordo alato razzi come carburante non utilizzare anche come PIÙ FRESCO teste di riferimento . Si sono svolte esperimenti sulla creazione di un sistema raffreddamento utilizzando a bordo carburante, cherosene. Durante il lavoro Freinstadtè giunto alla conclusione che il cherosene NON ne ha quantità sufficiente energia verso cui volare velocità ipersonica e a cosa serve il carburante necessario velocità ipersonicaÈ IDROGENO. Ma Freinstadt offerto di ricevere idrogeno da cherosene direttamente a bordo razzi. Concetto come motore ho preso il nome "Ajax".

Astronave riutilizzabile sovietica "Buran" Il rivestimento isolante termico della nave costituito da speciali piastrelle in CERAMICA è chiaramente visibile

A quel tempo questo idea sembrava troppo fantastico. Di conseguenza, su armi era accettato alato razzo con velocità subsonica volo X-55. Ma anche un razzo del genere è diventato eccezionale realizzazione scientifica e tecnica. Breve tecnica caratteristiche dell'alato razzi X-55: lunghezza — 5,88 M; diametro del corpo — 0,514 M; apertura alare — 3,1 M; peso iniziale — 1195 kg; autonomia di volo — 2 500 chilometri; velocità relativa — 770 km/ora ( 214 SM); altitudine di volo da 40 Prima 110 M; massa della testata — 410 kg; potenza della testata — 200 TC; precisione fino a 100 m.V 1983 anno dopo l'adozione alato razzi X-55 V Ministero della Difesaè stata sollevata la questione concludere il lavoro sulla creazione motore fornendo velocità ipersonica volo. Ma proprio dentro quest'anno soggetto ipersonico gli aerei sono diventati sempre più frequenti sfarfallio nei rapporti L'intelligence sovietica.

Veicolo spaziale riutilizzabile sovietico "Buran" in orbita

Come parte del programma "Guerre stellari" americano ha iniziato il governo finanziamento sviluppo di dispositivi che volano con lo stesso successo in entrambi atmosfera e dentro spazio. Fondamentalmente nuovo aerospaziale le armi avrebbero dovuto essere dispositivi con velocità ipersonica volo . Dopo la creazione riuscita X-55, Igor Seleznev, senza aspettare la creazione attuale Modello del dispositivo "Ajax" iniziato lo sviluppo alato razzo che vola da velocità ipersonica.È diventato un vero razzo alato razzo "X-90" che avrebbe dovuto volare su un tradizionale cherosene con velocità Di più Mach 5. Ufficio di progettazione Seleznevè riuscito a risolvere il problema surriscaldamento della temperatura. Si presumeva che X-90 inizierà da STRATOSFERA. In tal modo temperatura riscaldamento alloggiamento i razzi sono scesi a minimo. Tuttavia c'era anche un'altra ragione adozione di tale quota di lancio razzi. Il fatto è che a questo punto avevano più o meno imparato ad abbattere balistico missili, ho imparato ad abbattere aereo e ho imparato ad abbattere missili da crociera, continuando a volare altitudini ultra-basse Con velocità subsonica volo . Solo è rimasto intatto uno strato stratosfera – questo è lo strato intermedio atmosfera E spazio.È nata un'idea "intrufolarsi" inosservato specificatamente nella zona stratosfera, utilizzando velocità ipersonica.

Missile da crociera americano Tomahawk Lanciato da un'installazione navale

Tuttavia, dopo primo successo lancio X-90 tutto il lavoro su questo razzo è stato interrotto??? Ciò è avvenuto grazie a per ordine nuovo leader URSS, M.S. Gorbaciov. In questo momento dentro Leningrado, Vladimir Freinstadt organizzato un gruppo appassionati scientifici per creare ipersonico motore "Ajax". Questo gruppo Freinstadt non solo creato un aggregato secondo lavorazione del cherosene V idrogeno, ma ho anche studiato maneggio che si verificano durante un volo velocità ipersonica, distruttivo PLASMA attorno al dispositivo . Questo ha delineato il tecnologico svolta Tutto aereo con equipaggio! Gruppo Freinstadt iniziarono i preparativi Primo volo ipersonico Modelli. Tuttavia, dentro 1992 progetto dell'anno Ajax CHIUSO per colpa di cessazione del finanziamento??? IN Anni '80 anni, tra URSS sviluppo di aerei che volano con velocità ipersoniche erano accesi Avanzate posizioni in mondo!!! Questo basi era perduto già solo dentro Anni '90 anni.

Missile da crociera americano Tomahawk appena prima di colpire il bersaglio

EFFICIENZA E PERICOLO combattere aereo che vola con velocità ipersoniche era OVVIO già allora, in Anni '80 anni. IN 1998 anno dopo primi di agosto in prossimità di americano ambasciate a Kenia E Tanzania tuonò con forza esplosioni. Queste esplosioni sono state causate da terrorista globale organizzazione "Alkaida" di cui era il leader, Osama bin Laden. IN questo stesso anno 20 agosto americano navi che erano dentro arabo mare, prodotto combattere inizio otto alato missili Tomahawk". Attraverso due in punto i missili colpirono territorio campi terroristi, situata in Afghanistan. Avanti segreto riferire al presidente Stati Uniti, B.Clinton lo hanno riferito gli agenti l'obiettivo principale missile soffio per base "Alcaidi" V L'Afghanistan NON è stato raggiunto. Attraverso mezz'ora Dopo INIZIO missili Bin Laden di volargli addosso razzi era AVVERTITO Di comunicazioni satellitari E Sinistra base per circa uno un'ora prima esplosioni. Da questa Risultati americani Fatto conclusione tale che questo combattimento compito potrebbe fare razzi solo con velocità ipersonica volo.

Attraverso pochi giorni reparto di sviluppo avanzato Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha firmato un contratto a lungo termine con la società Boeing. Aviazione l'azienda ha ricevuto molti miliardesimi ordine di creazione alato universale missili con velocità ipersonica volo, Mach SEI. L'ordine è diventato su larga scala un progetto che consentirà Stati Uniti d'America creare promettente sistemi armi E aviazione. Ulteriore ipersonico dispositivi nel processo di loro sviluppo possono trasformarsi in dispositivi INTERMEDIO, chi può molte volte passare da atmosfera V spazio E Indietro, mentre attivamente manovra. Tali dispositivi, grazie al loro non standard E imprevedibile le traiettorie di volo possono essere molto grandi Pericolo.

IN Luglio 2001 anno dopo Stati Uniti d'Americaè stato effettuato il lancio sperimentale aereo "X-43A". Doveva raggiungere velocità ipersonica volo, Mach SETTE. Ma il dispositivo si è bloccato. In generale, la creazione di tecnologia con velocità ipersonica volo di LE DIFFICOLTÀ paragonabile alla creazione armi atomiche. Più recente Aereo alato ipersonico americano razzi presumibilmente continuerà a volare altezze della stratosfera. Ultima volta gara sulla creazione ipersonico apparato ricominciato. Motore nuovo ipersonico i razzi possono diventare plasma, questo è temperatura la miscela combustibile utilizzata nel motore diventerà uguale a PLASMA caldo. Prevedere tempo aspetto dei dispositivi con velocità ipersonica volo per Russia, per insufficiente finanziamento Ciao impossibile.

Presumibilmente dentro 2060 anni trascorsi mondo comincerà massa transizione passeggeri volo aereo distanze Sopra 7 000 km, su velocità ipersoniche volo alle altitudini volo da 40 Prima 60 km. IN 2003 anno Americani finanziato il loro ricerca per il loro futuro sviluppi passeggeri aereo con velocità ipersonica volo per Passeggero supersonico sovietico aereo" Tu-144" ( vedere articoli "Tu-144" E "Alexey Andreevich Tupolev"). Ai miei tempi Tu-144è stato prodotto in quantità 19 cose. IN 2003 anno uno da tre rimanente in magazzino Tu-144 ristrutturato e trasformato in laboratorio volante V RUSSO-AMERICANO programma per testare i sistemi aeronautici nuova generazione. Americani erano dentro incantato da sovietico Tu-144!!!

Primo idee per aerei a razzo - aerei ipersonici, volando da velocità 10-15 Mach, ricomparve 1930 anni. Tuttavia, anche il massimo visionario i progettisti non avevano idea di cosa le difficoltà l'idea dovrà affrontare, RAGGIUNGI QUALSIASI PUNTO DEL NOSTRO PIANETA IN UN'ORA E MEZZA!!! SU velocità ipersoniche volo per atmosfera dei bordi delle ali, prese d'aria e altre parti dell'aereo si riscaldano temperature di fusione delle leghe di alluminio. Quindi, la creazione di un futuro ipersonico l'aviazione, è interamente collegata a chimica, metallurgia e sviluppo nuovi materiali.

Getti convenzionali motori accesi velocità Mach TRE stanno diventando più ristretti Non efficace ( vedi articolo "Novità nel settore dell'aviazione"). Con ulteriore velocità crescenteè necessario dare l'opportunità di farlo STREAMING ONLASH aria da esibire, ruolo compressore, aria compressa. Per questo Abbastanza, PARTE INGRESSO marca del motore AFFUSOLATO. A velocità ipersonica grado di volo compressione del flusso libero l'aria è tale che temperatura diventa 1 500 gradi. Il motore si trasforma nel cosiddetto FLUSSO DRITTO motore in generale nessuna parte rotante. Ma allo stesso tempo lui funziona davvero!

Ai miei tempi sovietico scienziato Vladimir Georgievich Freinstadt affrontato i problemi raffreddamento con cherosene, volare dallo spazio testate nucleari. Ora designer di tutto il mondo, grazie alla sua ricerca, usano l'effetto di un improvviso aumento dell'energia di combustione del cherosene surriscaldato a causa dell'uso accattivante con così alte temperature IDROGENO. Questo Effetto dà molto più potenza motore, che fornisce velocità ipersonica volo. IN 2004 anno Americani installato due volte record di velocità senza equipaggio aerei a razzo. X-43A staccato da un bombardiere a reazione" B-52" SU quota 12.000 metri. Razzo "Pegaso" accelerato a velocità Mach TRE, poi X-43A lanciato il tuo motore. Massimo velocità volo X-43A ammontava a 11 265 km/ora (3 130 SM ), che corrisponde a 9,5 velocità del suono. Volo per velocità massima occupato 10 secondi per quota 35.000 metri. SU velocità 9,5 mach volo da Mosca V New York ci sarebbe voluto un po' meno 43 minuti !!! americano continuano gli scienziati far progredire la scienza dell'aviazione!!!

Per prima cosa, ovviamente, dovresti decidere, quanto costa l'ipersound? È generalmente accettato che la velocità ipersonica sia una velocità superiore a 5 Mach, cioè più di cinque, e per dirla semplicemente, è una velocità cinque volte superiore alla velocità del suono.

Ti stai chiedendo quanto vale in chilometri all'ora? Da 5380 km/h a 6120 km/h a seconda dei parametri ambientali (per un aereo - aria), cioè della densità dell'aria, che è diversa alle diverse altitudini di volo. Quindi, per facilità di percezione, è ancora meglio usare i numeri di Mach. Se la velocità dell'aereo supera i 5 Mach, questa è la velocità ipersonica.

In realtà, perché esattamente 5 milioni? È stato scelto il valore 5 perché a questa velocità si cominciano ad osservare la ionizzazione del flusso di gas e altri cambiamenti fisici, che ovviamente influiscono sulle sue proprietà.

Questi cambiamenti sono particolarmente evidenti per il motore, i motori turbojet convenzionali semplicemente non possono funzionare a una tale velocità, è necessario un motore fondamentalmente diverso, razzo o statoreattore (anche se in realtà non è così diverso, manca solo un compressore e una turbina, e svolge la sua funzione allo stesso modo: comprime l'aria all'ingresso, la mescola con il carburante, la brucia nella camera di combustione e riceve un getto d'aria all'uscita).

In effetti, un motore ramjet è un tubo con una camera di combustione, molto semplice ed efficiente alle alte velocità. Ma un motore del genere ha un grosso inconveniente: ha bisogno di una certa velocità iniziale per funzionare (non ha un proprio compressore, non c’è niente con cui comprimere l’aria a bassa velocità).

Storia della velocità

Negli anni '50 si lottava per raggiungere la velocità del suono. Quando ingegneri e scienziati capirono come si comporta un aereo a velocità superiori a quella del suono e impararono come creare aerei progettati per tali voli, era tempo di andare avanti. Fai volare gli aerei ancora più velocemente.

Nel 1967, l'aereo sperimentale americano X-15 raggiunse una velocità di 6,72 Mach (7274 km/h). Era equipaggiato con un motore a razzo e volava ad altitudini comprese tra 81 e 107 km (100 km è la linea Karman, il confine convenzionale dell'atmosfera e dello spazio). Pertanto, è più corretto chiamare l'X-15 non un aereo, ma un aereo a razzo. Non poteva decollare da solo; aveva bisogno di un aereo booster. Ma è stato comunque un volo ipersonico. Inoltre, l'X-15 volò dal 1962 al 1968 e 7 voli sull'X-15 furono effettuati dallo stesso Neil Armstrong.

Vale la pena capire che i voli fuori dall'atmosfera, non importa quanto veloci siano, non possono essere considerati correttamente ipersonici, perché la densità del mezzo in cui si muove l'aereo è molto bassa. Gli effetti inerenti al volo supersonico o ipersonico semplicemente non esisteranno.

Nel 1965, l'YF-12 (prototipo del famoso SR-71) raggiunse una velocità di 3.331,5 km/h, e nel 1976 lo stesso SR-71 di produzione raggiunse i 3.529,6 km/h. Questo è "solo" 3,2-3,3 M. Lontano dall'ipersonico, ma per i voli a questa velocità nell'atmosfera era necessario sviluppare motori speciali che funzionassero in modalità normale a basse velocità e in modalità ramjet ad alte velocità, e per i piloti - speciali sistemi di supporto vitale (tute e sistemi di raffreddamento), poiché l'aereo si stava riscaldando troppo. Successivamente, queste tute spaziali furono utilizzate per il progetto Shuttle. Per molto tempo l'SR-71 è stato l'aereo più veloce del mondo (ha smesso di volare nel 1999).

Il MiG-25R sovietico poteva teoricamente raggiungere una velocità di 3,2 Mach, ma la velocità operativa era limitata a 2,83 Mach.

Negli stessi anni '60, negli Stati Uniti e nell'URSS c'erano rispettivamente i progetti spaziali X-20 "Dyna Soar" e "Spiral". Per Spiral, inizialmente era previsto l'utilizzo di un aereo booster ipersonico, poi supersonico, quindi il progetto è stato completamente chiuso. Il progetto americano ha subito la stessa sorte.

In generale, i progetti di aerei ipersonici dell'epoca erano collegati ai voli fuori dall'atmosfera. Non può essere altrimenti: ad altitudini “basse” la densità e, di conseguenza, la resistenza sono troppo elevate, il che porta a molti fattori negativi che in quel momento non potevano essere superati.

Tempo presente

L’esercito, come al solito, è dietro tutte le ricerche promettenti. Nel caso delle velocità ipersoniche, ciò accade anche. Attualmente, la ricerca viene condotta principalmente nella direzione dei veicoli spaziali, dei missili da crociera ipersonici e delle cosiddette testate ipersoniche. Ora parliamo di ipersononi “veri”, voli nell'atmosfera, tenete presente che il lavoro sulle velocità ipersoniche era in fase attiva negli anni '60-'70, poi tutti i progetti furono chiusi. Sono tornati a velocità superiori a 5 M solo a cavallo degli anni 2000. Quando la tecnologia rese possibile la realizzazione di efficienti motori ramjet per i voli ipersonici.

Nel 2001, un veicolo aereo senza pilota con motore ramjet fece il suo primo volo.

BoeingX-43. Già nel 2014 ha raggiunto una velocità di 9,6 M (11.200 km/h). Sebbene l'X-43 sia stato progettato per velocità 7 volte superiori alla velocità del suono. Inoltre, il record non è stato stabilito nello spazio, ma a soli 33.500 metri di altitudine.

L'X-43 nella foto sembra un piccolo triangolo nero attaccato ad un razzo booster.

Nel 2009 sono iniziati i test su un motore ramjet per il missile da crociera Boeing X-51A Waverider. Nel 2013, l'X-51A ha accelerato fino alla velocità ipersonica: 5,1 M ad un'altitudine di 21.000 metri.

Progetti simili vengono portati avanti in varie fasi da altri paesi: Germania (SHEFEX), Gran Bretagna (Skylon), Russia (Cold and Needle), Cina (WU-14) e persino India (Brahmos), Australia (ScramSpace) e Brasile (14-X).

Progetto GLL-31 "Freddo"

Un interessante progetto di un aereo per volare a velocità ipersoniche nell'atmosfera, l'americano Falcon HTV-2, è considerato un fallimento. Presumibilmente Falcon è stato in grado di accelerare a una velocità enorme per l'atmosfera: 23 Mach, ma solo presumibilmente, poiché tutti i dispositivi sperimentali si sono semplicemente bruciati.

Tutti gli aerei elencati (eccetto Skylon) non possono raggiungere autonomamente la velocità necessaria per il funzionamento di un motore ramjet e utilizzano acceleratori diversi. Ma Skylon è ancora solo un progetto che non ha ancora effettuato un solo volo di prova.

Il lontano futuro dell'ipersound

Esistono anche progetti civili di aerei ipersonici per il trasporto di passeggeri. Si tratta dello SpaceLiner europeo con un tipo di motore e dello ZEHST che dovrebbe utilizzare fino a 3 tipi di motore in diverse modalità di volo. Anche altri paesi stanno lavorando ai loro progetti.

Tali navi saranno presumibilmente in grado di trasportare passeggeri da Londra a New York in appena un'ora. Saremo in grado di far volare tali aerei non prima degli anni '40 e '50 del 21° secolo. Nel frattempo, le velocità ipersoniche rimangono dominio dei militari o dei veicoli spaziali.

informazioni generali

Il volo a velocità ipersonica fa parte del regime di volo supersonico e viene effettuato in un flusso di gas supersonico. Il flusso d'aria supersonico è fondamentalmente diverso da quello subsonico e la dinamica del volo dell'aereo a velocità superiori alla velocità del suono (superiore a 1,2 M) è fondamentalmente diversa dal volo subsonico (fino a 0,75 M; l'intervallo di velocità da 0,75 a 1,2 M è chiamato velocità transonica ).

La determinazione del limite inferiore della velocità ipersonica è solitamente associata all'inizio dei processi di ionizzazione e dissociazione delle molecole nello strato limite (BL) vicino al veicolo che si muove nell'atmosfera, che inizia a verificarsi a circa 5 M. Questa velocità è anche caratterizzato dal fatto che un motore ramjet (" Il ramjet a combustione subsonica ("Sramjet") diventa inutilizzabile a causa dell'attrito estremamente elevato che si verifica quando l'aria che scorre in questo tipo di motore viene decelerata. Pertanto, nell'intervallo di velocità ipersonico, per continuare il volo è possibile utilizzare solo un motore a razzo o un ramjet ipersonico (scramjet) con combustione di carburante supersonico.

Caratteristiche del flusso

Mentre la definizione di flusso ipersonico (HS) è piuttosto controversa a causa della mancanza di un confine chiaro tra flussi supersonici e ipersonici, HS può essere caratterizzato da alcuni fenomeni fisici che non possono più essere ignorati quando si considera, vale a dire:

Sottile strato di onda d'urto

All'aumentare della velocità e dei corrispondenti numeri di Mach, aumenta anche la densità dietro l'onda d'urto (SW), corrispondente a una diminuzione del volume dietro l'onda d'urto dovuta alla conservazione della massa. Pertanto, lo strato dell'onda d'urto, ovvero il volume tra il dispositivo e l'onda d'urto, si assottiglia a numeri di Mach elevati, creando un sottile strato limite (BL) attorno al dispositivo.

Formazione di strati d'urto viscosi

Parte della grande energia cinetica contenuta nel flusso d'aria, a M > 3 (flusso viscoso), viene convertita in energia interna a causa dell'interazione viscosa. Un aumento di energia interna si realizza con un aumento di temperatura. Poiché il gradiente di pressione normale al flusso all'interno dello strato limite è approssimativamente zero, un aumento significativo della temperatura ad alti numeri di Mach porta ad una diminuzione della densità. Pertanto, il PS sulla superficie del veicolo aumenta e ad alti numeri di Mach si fonde con un sottile strato di onda d'urto vicino alla prua, formando uno strato d'urto viscoso.

La comparsa di onde di instabilità nel PS, che non sono caratteristiche dei flussi subsonici e supersonici

Flusso ad alta temperatura

Il flusso ad alta velocità nel punto frontale dell'apparecchio (punto o regione di frenata) provoca il riscaldamento del gas a temperature molto elevate (fino a diverse migliaia di gradi). Le alte temperature, a loro volta, creano proprietà chimiche di non equilibrio del flusso, che consistono nella dissociazione e ricombinazione delle molecole di gas, ionizzazione degli atomi, reazioni chimiche nel flusso e con la superficie dell'apparato. In queste condizioni, i processi di convezione e di trasferimento del calore radiativo possono essere significativi.

Parametri di somiglianza

I parametri dei flussi di gas sono solitamente descritti da una serie di criteri di similarità, che consentono di ridurre un numero quasi infinito di stati fisici in gruppi di similarità e che consentono di confrontare flussi di gas con parametri fisici diversi (pressione, temperatura, velocità, ecc.) .) insieme. È su questo principio che si basano gli esperimenti nelle gallerie del vento e il trasferimento dei risultati di questi esperimenti su aerei reali, nonostante il fatto che negli esperimenti in tubo le dimensioni dei modelli, le velocità del flusso, i carichi termici, ecc. possano differire notevolmente da quelli reali. le condizioni di volo, allo stesso tempo, i parametri di somiglianza (numeri di Mach, numeri di Reynolds, numeri di Stanton, ecc.) corrispondono a quelli di volo.

Per il flusso transonico, supersonico o comprimibile, nella maggior parte dei casi parametri come il numero di Mach (il rapporto tra la velocità del flusso e la velocità locale del suono) e Reynolds sono sufficienti per descrivere completamente il flusso. Per un flusso ipersonico questi parametri sono spesso insufficienti. In primo luogo, le equazioni che descrivono la forma dell'onda d'urto diventano praticamente indipendenti a velocità a partire da 10 M. In secondo luogo, l'aumento della temperatura del flusso ipersonico fa sì che gli effetti legati ai gas non ideali diventino evidenti.

Tenere conto degli effetti in un gas reale significa che sono necessarie un numero maggiore di variabili per descrivere completamente lo stato del gas. Se un gas stazionario è completamente descritto da tre quantità: pressione, temperatura, capacità termica (indice adiabatico) e un gas in movimento è descritto da quattro variabili, che include anche la velocità, allora un gas caldo in equilibrio chimico richiede anche equazioni di stato per i suoi componenti chimici costitutivi, ed un gas con processi di dissociazione e ionizzazione deve includere anche il tempo come una delle variabili del suo stato. In generale, ciò significa che in qualsiasi momento scelto, il flusso di non equilibrio richiede tra 10 e 100 variabili per descrivere lo stato del gas. Inoltre, il flusso ipersonico rarefatto (HF), solitamente descritto in termini di numeri di Knudsen, non obbedisce alle equazioni di Navier-Stokes e richiede la loro modifica. HP viene solitamente categorizzato (o classificato) utilizzando l'energia totale, espressa utilizzando l'entalpia totale (mJ/kg), la pressione totale (kPa) e la temperatura di ristagno del flusso (K) o la velocità (km/s).

Gas ideale

In questo caso il flusso d'aria che passa può essere considerato come un flusso di gas ideale. Il GP in questo regime dipende ancora dai numeri di Mach e la simulazione è guidata dagli invarianti di temperatura piuttosto che dal muro adiabatico, che si verifica a velocità inferiori. Il limite inferiore di questa regione corrisponde a velocità intorno a 5 Mach, dove i getti SPV a combustione subsonica diventano inefficaci, e il limite superiore corrisponde a velocità nella regione di 10-12 Mach.

Gas ideale a due temperature

Parte del caso del flusso di gas ideale ad alta velocità, in cui il flusso d'aria che passa può essere considerato chimicamente ideale, ma la temperatura vibrazionale e la temperatura rotazionale del gas devono essere considerate separatamente, risultando in due modelli di temperatura separati. Ciò è di particolare importanza nella progettazione di ugelli supersonici, dove il raffreddamento vibrazionale dovuto all'eccitazione molecolare diventa importante.

Gas dissociato

Modalità di dominanza del trasferimento di radiazione

A velocità superiori a 12 km/s, il trasferimento di calore all'apparato inizia ad avvenire principalmente attraverso il trasferimento radiale, che inizia a prevalere sul trasferimento termodinamico insieme all'aumento della velocità. La modellazione del gas in questo caso è divisa in due casi:

• otticamente sottile - in questo caso si presuppone che il gas non riassorbi la radiazione proveniente dalle sue altre parti o da unità di volume selezionate;
• otticamente spesso - dove viene preso in considerazione l'assorbimento della radiazione da parte del plasma, che viene poi riemessa, anche sul corpo dell'apparecchio.

Modellare gas otticamente densi è un compito complesso perché, a causa del calcolo del trasferimento radiativo in ogni punto del flusso, il volume dei calcoli cresce esponenzialmente con il numero di punti considerati.