Mi se pun întrebări despre testarea noii rachete Avangard cu focoase „hipersonice” (viteza de zbor în atmosferă se numește Mach 20-27, adică viteza sunetului).
Sincer să fiu, nu există suficiente informații pentru un comentariu serios, iar ceea ce este disponibil este extrem de contradictoriu. Dar se poate spune ceva.
Voi începe cu definiția „hipersonic”. În aviație, viteza hipersonică este considerată a fi o viteză de deja 5-6 (desigur, mai mult) viteza sunetului pentru o anumită altitudine. De ce pentru acesta? Pentru că viteza sunetului în aer depinde de presiunea acestuia, iar presiunea scade odată cu înălțimea. În consecință, la diferite altitudini, viteza sunetului este diferită (dacă cineva este interesat, căutați pe google standardul ISA - International Standard Atmosphere).
În general, orice vehicul care zboară în atmosferă cu o viteză mai mare de M>5...6 are viteză hipersonică.
De exemplu, modulul de coborâre al navei spațiale Soyuz, la întoarcerea din spațiu, intră în atmosferă la prima viteză de evacuare (aproximativ M = 23...24), și orice vehicul de lansare, pornind de la suprafața pământului și accelerând până la prima. viteza de evacuare, de asemenea, la un moment dat zboară cu viteză hipersonică (până când iese din atmosferă). Dar - atenție! Nu pot fi numite avioane hipersonice! Și aici începe înșelăciunea, pe care o auzim din surse oficiale când ne lăudăm cu noua noastră armă: mai întâi „Pumnalul”, acum „Avangarda”. Pentru că nu orice vehicul care zboară cu viteză hipersonică este o „aeronava hipersonică”. De exemplu, focoasele de rachete balistice care zboară de la mijlocul secolului trecut și intră în atmosferă cu viteză hipersonică nu sunt avioane hipersonice (HAV).
În aviație, există o definiție clară a unui GLA - aceasta este o aeronavă care de ceva timp efectuează un zbor hipersonic STEADY în atmosferă. Stabil este atunci când tracțiunea motorului compensează rezistența aerului (se asigură constanta vitezei hipersonice), iar forța gravitației este compensată de portanța aerodinamică (constanța altitudinii de zbor). În acest caz, manevrarea (schimbarea direcției de zbor) se poate realiza prin devierea suprafețelor aerodinamice (cârme) sau prin schimbarea vectorului de tracțiune a motorului.
Motorul poate fi rachetă (propulsant lichid sau solid) sau cu jet de aer (de exemplu, ramjet hipersonic).
Un motor de rachetă funcționează pentru un timp foarte scurt, măsurat în secunde (zeci). Prin urmare, un dispozitiv cu un motor rachetă preia mai întâi viteză, iar apoi, după ce a rămas fără combustibil și a oprit motorul, zboară prin inerție, încetinit de rezistența fluxului de aer care se apropie. De aceea, o rachetă, care zboară cu viteză supersonică o parte din timp, NU ESTE o aeronavă hipersonică. În consecință, Kinzhal este o rachetă aerobalistică Iskander lansată în aer, dar nu o aeronavă hipersonică. Ca același „Satana” sau „Iskander”.
Zborul hipersonic stabil poate fi asigurat doar de un motor cu reacție hipersonic care respira aer (motor scramjet), care diferă favorabil de un motor rachetă prin faptul că, în timp ce combustibilul său (combustibil și oxidant) este stocat la bordul aeronavei și ars în zeci de secunde, apoi într-un vehicul hipersonic cu un motor scramjet la bord numai combustibil, iar oxidantul (oxigenul) este luat din atmosfera înconjurătoare. Acesta este ceea ce asigură o eficiență (eficiență a costurilor) cu ordine de mărime mai mare a unui motor scramjet, iar timpul de funcționare al acestuia este de zeci de minute sau mai mult.
Pentru a rezuma ceea ce s-a spus: o aeronavă hipersonică este un vehicul cu o viteză de CROAZIERĂ hipersonică, care efectuează zbor STEADY la viteză hipersonică, de regulă, datorită unui motor hipersonic cu aer respirator. Și din informațiile disponibile, nici Avangard, nici focoasele sale de planare nu sunt avioane hipersonice, ci doar focoase de manevră cu o anvelopă de zbor atmosferică crescută. Și aparent - zburând prin inerție. Permiteți-mi să vă reamintesc că primele lansări de prototipuri ale unor astfel de focoase au fost efectuate în URSS încă din anii 1960 (de exemplu, „avioanele rachete” MP-1 ale lui Vladimir Chelomey).
În ceea ce privește crearea efectivă a aeronavelor cu adevărat hipersonice cu motoare scramjet, aceasta este o sarcină de inginerie foarte complexă, a cărei soluție nu este nici măcar aproape de a fi rezolvată de Avangard. Și dacă Rusia modernă este chiar „prea dură” pentru a face asta este o mare întrebare... Nici americanii nu au reușit încă acest lucru și suntem în fundul lor în acest sens, deși URSS a avut evoluții bune în cadrul tema „Rece”.
De ce „rece”? Da, pentru că singurul combustibil pentru aeronavele hipersonice poate fi hidrogenul lichid sau gazul lichefiat, a cărui capacitate termică ajută la răcirea vehiculului și a motorului hipersonic în zbor.
Încă două puncte care necesită clarificări, judecând după comentariile la lansarea Avangard.
Prima este temperatura părții frontale („în vânt”) a focosului la 2000 de grade. Cu o temperatură în frontul undei de șoc de 20.000 de grade - destul de realist. Este suficient să ne amintim că șosetele „carbon-carbon” de pe Buran au rezistat la temperaturi de până la 1750 de grade, iar de atunci au apărut materiale noi (pentru cei interesați, vezi aici http://www.buran.ru/htm/tersaf4. htm, mai jos Postarea contine o poza pentru protectia termica gresie "Buran").
A doua este viteza de zbor M=27. Mulți oameni au observat că această viteză este mai mare decât prima viteză cosmică, adică. iar Buranul nostru, și navetele americane și diverse aterizare, ca toate focoasele de rachete balistice, intră în atmosferă cu o viteză mai mică. De exemplu, pentru Buran, calculul traiectoriei de aterizare a început de la o altitudine de 152.500 de metri („limita oficială” a spațiului este de 100 km) - în acest moment avea o viteză de 7.578 de metri pe secundă, care era egală cu 22.82 martie. Nava cădea, adică. accelerat, astfel încât numărul maxim de Mach = 27,92 a fost atins la o altitudine de 93-90 km. Mai e spațiu, aproape că nu e atmosferă. De exemplu, înălțimea vitezei (presiunea dinamică a fluxului care se apropie) la această înălțime la viteza indicată de 7,5 km/s este de numai... 10 kg pe metru pătrat (!). În astfel de condiții, doar un idiot complet poate vorbi despre zborul „hipersonic” la o altitudine de 90 km. Ei bine, sau un umanist. Ei bine, totul se vede deja din punct de vedere al temperaturii - de la primele 27 de grade Celsius pe orbită până la o altitudine de 90 km, temperatura reușește să crească la 1200 de grade.
Totuși, dacă vorbim de încălzire maximă (efectul cumulat este important aici, iar presiunea vitezei crește mai repede decât rata de scădere a vitezei), atunci se atinge un maxim de 1656 grade C la o altitudine de 77800 metri (viteza 7582 m). /s, sau M = 26,69), și rămâne până la altitudinea 69400 metri (viteză 6277 m/s, sau M=21,05). După cum puteți vedea, vitezele menționate M = 27 sunt destul de reale, dar zborul constant în acest mod este de neconceput cu tehnologiile moderne. Tot ce auzim astăzi sunt amatori care smulg numerele din context.
Ei bine, în ceea ce privește „cadoul de Anul Nou” - mai întâi întoarce-ți pensia, balabol...
PS: ce sa mai adaug. La mijlocul anilor „zero” a apărut un subiect extrem de interesant și extrem de secret (pentru tovarășii competenți tensionați pot da un link către singura publicație deschisă din revista „Echipamente și tehnologii aviatice” a NPO „Molniya”). - așa-numita „aeronava transatmosferică”, pe scurt - STEADY Zbor în atmosferă la viteze de croazieră SUPERIOR primei viteze cosmice.
PPS: și în sfârșit (ca să fiu precis) - ca definiție pentru „aeronava hipersonică” am folosit definiția termenului „aeronava hipersonică”
Creșterea temperaturilor de funcționare a materialelor de protecție termică
Pe 6 februarie 1950, în timpul unui alt test, avionul de luptă sovietic MiG-17 a depășit viteza sunetului în zbor orizontal, accelerând până la aproape 1070 km/h. Acest lucru l-a transformat în primul avion supersonic produs în masă. Dezvoltatorii Mikoyan și Gurevich au fost în mod clar mândri de creația lor.
Pentru zborurile de luptă, MiG-17 a fost considerat transonic, deoarece viteza sa de croazieră nu depășea 861 km/h. Dar acest lucru nu l-a împiedicat pe luptător să devină unul dintre cele mai comune din lume. În diferite momente, a fost în serviciu cu Germania, China, Coreea, Polonia, Pakistan și zeci de alte țări. Acest monstru a luat parte chiar și la luptele din Războiul din Vietnam.
MiG-17 este departe de a fi singurul reprezentant al genului aeronavelor supersonice. Vă vom povesti despre încă o duzină de avioane de linie care au depășit, de asemenea, unda sonoră și au devenit celebre în întreaga lume.
Bell X-1
Forțele aeriene americane au echipat în mod special Bell X-1 cu un motor de rachetă pentru că doreau să-l folosească pentru a studia problemele zborului supersonic. Pe 14 octombrie 1947, dispozitivul a accelerat la 1541 km/h (numărul Mach 1,26), a depășit o anumită barieră și s-a transformat într-o stea pe cer. Astăzi, modelul de record se află în Muzeul Smithsonian din State.
Sursa: NASA
X-15 nord-american
Nord-Americanul X-15 este echipat și cu motoare rachetă. Însă, spre deosebire de omologul său american Bell X-1, această aeronavă a atins o viteză de 6167 km/h (numărul Mach 5,58), devenind prima și timp de 40 de ani singura aeronavă hipersonică cu echipaj din istoria omenirii (din 1959, care a efectuat operațiuni suborbitale). zboruri spațiale cu echipaj. Cu ajutorul lui, au studiat chiar reacția atmosferei la intrarea corpurilor înaripate în ea. Au fost produse în total trei unități de avioane rachete de tip X-15.
Sursa: NASA
Lockheed SR-71 Blackbird
Ar fi un păcat să nu folosim aeronave supersonice în scopuri militare. Prin urmare, Forțele Aeriene ale SUA au proiectat Lockheed SR-71 Blackbird, un avion strategic de recunoaștere cu o viteză maximă de 3.700 km/h (numărul Mach 3,5). Principalele avantaje sunt accelerația rapidă și manevrabilitatea ridicată, care i-au permis să evite rachetele. SR-71 a fost, de asemenea, prima aeronavă care a fost echipată cu tehnologii de reducere a semnăturii radar.
Au fost construite doar 32 de unități, dintre care 12 s-au prăbușit. În 1998 a fost retras din serviciu.
Sursa: af.mil
MiG-25
Nu putem să nu amintim MiG-25 autohton - un interceptor de luptă supersonic de mare altitudine de generația a 3-a, cu o viteză maximă de 3000 km/h (numărul Mach 2,83). Avionul era atât de cool încât până și japonezii l-au râvnit. Prin urmare, pe 6 septembrie 1976, pilotul sovietic Viktor Belenko a fost nevoit să deturneze un MiG-25. După aceasta, timp de mulți ani în multe părți ale Uniunii, aeronavele au început să fie alimentate incomplet. Scopul este de a le împiedica să zboare către cel mai apropiat aeroport străin.
Sursa: Alexey Beltyukov
MiG-31
Oamenii de știință sovietici nu au încetat să lucreze în folosul aerian al patriei. Prin urmare, în 1968, a început proiectarea MiG-31. Și pe 16 septembrie 1975, a fost pentru prima dată pe cer. Acest interceptor de luptă cu rază lungă de acțiune supersonică cu două locuri pentru orice vreme a accelerat până la o viteză de 2500 km/h (numărul Mach 2,35) și a devenit primul avion de luptă sovietic din a patra generație.
MiG-31 este conceput pentru a intercepta și distruge ținte aeriene la altitudini extrem de joase, joase, medii și mari, zi și noapte, în condiții meteorologice simple și nefavorabile, cu interferențe radar active și pasive, precum și ținte termice false. Patru MiG-31 pot controla spațiul aerian cu o lungime de până la 900 de kilometri. Acesta nu este un avion, ci mândria Uniunii, care este încă în serviciu cu Rusia și Kazahstan.
Sursa: Vitaly Kuzmin
Lockheed/Boeing F-22 Raptor
Cele mai scumpe avioane supersonice au fost construite de americani. Ei au modelat un luptător multirol din a cincea generație, care a devenit cel mai scump dintre colegii lor. Lockheed/Boeing F-22 Raptor este în prezent singurul avion de vânătoare din generația a cincea aflat în serviciu și primul avion de vânătoare de producție cu o viteză supersonică de croazieră de 1.890 km/h (Mach 1,78). Viteza maxima 2570 km/h (Mach 2,42). Nimeni nu l-a depășit vreodată în aer.
Sursa: af.mil
Su-100/T-4
Su-100/T-4 („țesut”) a fost dezvoltat ca un portavion de luptă. Dar inginerii Biroului de Proiectare Sukhoi au reușit nu numai să-și atingă obiectivul, ci și să modeleze un transportator de rachete bombardier și de recunoaștere, pe care mai târziu au vrut chiar să îl folosească ca avion de pasageri și propulsor pentru sistemul aerospațial Spiral. Viteza maximă a lui T-4 este de 3200 km/h (Mach 3).
Am discutat cândva o opinie destul de sceptică, dar nimeni nu oprește această muncă și toată lumea merge înainte.
Potrivit unei surse din complexul militar-industrial, cea mai nouă rachetă hipersonică antinavă rusă Zircon a atins opt viteze de sunet în timpul testării.
Potrivit sursei, „în timpul testelor rachetei, s-a confirmat că viteza acesteia în marș atinge Mach 8”, transmite TASS. În plus, după cum a menționat sursa, rachetele Zircon pot fi lansate de la lansatoare universale 3S14, care sunt folosite și pentru rachetele Caliber și Onyx.
Poligonul de tragere al lui Zircon, conform datelor deschise, este de aproximativ 400 de kilometri. În februarie, o sursă informată a raportat că racheta hipersonică Zircon, concepută pentru submarinele clasei Yasen și Husky, ar putea fi lansată de pe un transportator maritim pentru prima dată în această primăvară. În aprilie 2016, o sursă din complexul militar-industrial rus a menționat că Zirconul ar trebui să intre în producție de masă în 2018.
Americanul X-51AWaverider a arătat o viteză de 4,8 MAX în timpul ultimului zbor de testare.
Și acum puțin mai multe despre Zircon.
Numărul „Mach” sau „M” determină raportul dintre viteza de curgere locală și viteza sunetului - 331 m/s. Depășirea vitezei sunetului de șase până la opt ori este una dintre provocările globale pentru dezvoltarea aeronavelor moderne și a științei rachetelor. Odată cu apariția aeronavelor hipersonice, designerii asociază o descoperire într-o nouă generație de a șasea aeronave. Din punct de vedere militar, avioanele hipersonice sunt arme de lovitură extrem de eficiente. Zborul hipersonic nu se distinge de sistemele radar moderne. Crearea mijloacelor de interceptare a unor astfel de rachete nu există și nici măcar nu este așteptată.
Dezarmarea globală
URSS a înțeles acest lucru încă din anii 60 ai secolului trecut, când a proiectat un sistem de apărare antirachetă non-aeriană cu rachete A-135 situate lângă Moscova. Sistemul de interceptare a focoaselor nucleare care intră în atmosferă cu o viteză de 5-10 km pe secundă este rezolvat într-un mod cu totul unic la complex. Dacă electronicele încă nu le văd, atunci racheta ar trebui să fie îndreptată nu „spre un ban”, ci „spre lumina albă”, se pare că designerii au decis și au instalat un focos nuclear pe racheta antirachetă. Adică, știind despre un atac nuclear, racheta antirachetă sovietică a fost lansată în zona în care ar fi trebuit să fie amplasate unitățile nucleare inamice pentru a le distruge cu ajutorul unei explozii nucleare care se apropie în atmosferă. Să ne amintim că acest sistem este încă în funcțiune. Și este considerat singurul sistem NMD eficient din lume.
„Pentru a detecta ținte atacante, pentru a îndrepta antirachetele spre ele și pentru a trage o salvă de contra, aveți câteva zeci de minute”, Vladimir Dvorkin, care a condus până în 2001 al 4-lea Institut Central de Cercetare al Ministerului Apărării (un institut care se ocupă de dezvoltare). și utilizarea armelor nucleare), a declarat canalului TV Zvezda. „Racheta navală americană Trident zboară la noi în 15-20 de minute, iar Minuteman-3 de la uscat - 25-35 de minute.”
Acest lucru reduce probabilitatea de „dezarmare a inamicului”, spune expertul, avem întotdeauna timp să ne pregătim, să întâlnim aceste rachete și cel puțin să le distrugem pe majoritatea. În consecință, rămâne posibilă posibilitatea unui atac nuclear de răzbunare pe teritoriul SUA. Prin urmare, un nou concept de război nuclear este dezvoltat astăzi în America. Ca parte a programului de „fulger global”, Washingtonul intenționează să obțină arme capabile să zboare distanța dintre Statele Unite și Rusia în jumătate sau chiar de trei ori mai puțin timp, astfel încât inamicul să nu aibă nici cea mai mică șansă de a reacționa. Acest lucru este de așteptat să fie realizat prin crearea de avioane hipersonice.
Spre deosebire de rachetele balistice, rachetele hipersonice vor fi lansate din bombardiere, precum și lansatoare de la sol Mk-41. Acest lucru ar trebui să facă imposibilă detectarea lansării pentru sistemele existente de avertizare asupra atacurilor cu rachete spațiale și terestre. Aceasta înseamnă că va crea iluzia de a putea începe și câștiga un război nuclear cu impunitate. Această teorie este foarte populară în comunitatea de experți din SUA.
Drept urmare, numai în Statele Unite, mai multe proiecte promițătoare sunt dezvoltate de diverse departamente: X-43A (NASA), X-51A (Air Force), AHW (Ground Forces), ArcLight (DARPA, Navy), Falcon HTV -2 (DARPA, Forțele Aeriene). Apariția lor, potrivit experților, va face posibilă crearea rachetelor de croazieră de aviație hipersonice cu rază lungă de acțiune, a unei rachete de croazieră navale în versiuni anti-navă și de atac împotriva țintelor terestre până în 2018-2020 și a unei aeronave de recunoaștere până în 2030.
Franța se luptă să obțină hipersunetul. China a testat recent vehiculul de alunecare WU-14, care a reușit să atingă viteze hipersonice. Și, desigur, Rusia.
Cursa de tehnologie
„De obicei, rachetele de croazieră supersonice zboară cu o viteză de Mach 2-3”, spune Nikolai Grigoriev, candidat la științe fizice și matematice. - Dorim ca dispozitivele noastre să zboare la viteze mai mari decât Mach 6. Mai mult, acest zbor trebuie să fie lung. Cel puțin 7-10 minute, timp în care dispozitivul trebuie să atingă independent o viteză de peste o mie și jumătate de metri pe secundă.”
Primul vehicul hipersonic a fost creat în URSS la sfârșitul anilor 70 ai secolului trecut. În 1997, designerii ICB Dubna „Raduga” l-au arătat pentru prima dată la show-ul aerian MAKS. A fost prezentat ca un sistem al unei noi clase - aeronava experimentală hipersonică (GELA) X-90. În Occident se numea AS-19 Koala. Potrivit companiei, racheta a zburat la o rază de acțiune de până la 3 mii de km. Purta două focoase care pot fi vizate individual, capabile să lovească ținte la o distanță de 100 km de punctul de separare. X-90 ar putea fi transportat de o versiune extinsă a bombardierului strategic Tu-160M.
La începutul anilor 90 ai secolului trecut, IKB a desfășurat lucrări în comun cu inginerii germani cu privire la problema hipersunetelor pe baza celeilalte rachete ale sale, X-22 „Storm” (conform clasificării NATO - AS-4 Kitchen). Această rachetă de croazieră supersonică face parte din componența armelor standard ale bombardierului cu rază lungă de acțiune Tu-22M3. Poate zbura 600 km și poate transporta un focos termonuclear sau convențional cu o greutate de 1 tonă experiment, cu etape superioare suplimentare instalate pe rachetă, vehiculul a putut fi adus în modul hipersonic.
În plus, după cum amintește Grigoriev, URSS a creat nava spațială reutilizabilă Buran, care, la intrarea în straturile dense ale atmosferei, a dezvoltat o viteză de Mach 25. Astăzi, potrivit expertului, sarcina este de a activa un astfel de zbor, adică mașina nu trebuie doar să „alunece”, ci să dezvolte și să mențină independent o astfel de viteză, să schimbe direcția de zbor.
De la „Koala” la „Yars”
Testarea vehiculelor hipersonice este un secret bine păzit. Se poate judeca cum merg lucrurile cu dezvoltarea lor doar pe baza rapoartelor americane de succes sau eșec în timpul anumitor lansări de testare. Ei au efectuat ultimul astfel de experiment în august. Racheta X-43A a fost lansată de la locul de testare Kodiak din Alaska. Racheta a fost dezvoltată ca un proiect comun al Armatei SUA și al Laboratorului Național Sandia, ca parte a conceptului „Prompt Global Strike”. Primul ei test a avut loc în noiembrie 2011. S-a presupus că, în timpul testelor actuale, racheta, cu o viteză de aproximativ 6,5 mii km/h, va atinge o țintă de antrenament pe atolul Kwajalein din Pacific. Drept urmare, dispozitivul a funcționat doar 7 secunde înainte de a arde în atmosferă. Cu toate acestea, SUA au numit acest zbor un succes - mașina a demonstrat capacitatea de a obține accelerația necesară.
X-90 sovietic, despre care se știe măcar ceva sigur, a zburat mai departe și mai mult. După cum spun designerii, mașina s-a încălzit rapid din cauza rezistenței aerului, care a distrus dispozitivul sau a făcut ca mecanismele din interiorul corpului să fie inoperante. Pentru a obține hipersunetul, un motor de rachetă ramjet necesita hidrogen sau cel puțin combustibil constând în mare parte din hidrogen. Și acest lucru este extrem de dificil de implementat din punct de vedere tehnic, deoarece hidrogenul gazos are o densitate scăzută. Depozitarea hidrogenului lichid a prezentat alte dificultăți tehnice insurmontabile. Și, în cele din urmă, în timpul unui zbor hipersonic, în jurul lui X-90 a apărut un nor de plasmă, care a ars antenele radio, ceea ce a dus la pierderea controlabilității dispozitivului.
Cu toate acestea, aceste neajunsuri s-au transformat în cele din urmă în avantaje. Problema răcirii corpului și a combustibilului cu hidrogen a fost rezolvată prin utilizarea unui amestec de kerosen și apă ca componente. După încălzire, a fost alimentat într-un mini-reactor catalitic special, în care a avut loc o reacție de conversie catalitică endotermă, în urma căreia s-a produs hidrogen. Acest proces a dus la răcirea severă a corpului dispozitivului. Problema arderii antenelor radio a fost rezolvată într-un mod nu mai puțin original, pentru care au început să folosească însuși norul de plasmă.
În același timp, norul de plasmă a permis dispozitivului nu numai să se miște în atmosferă cu o viteză de 5 km pe secundă, ci și să facă acest lucru pe traiectorii „spărțite”. Aparatul ar putea schimba brusc direcția de zbor. În plus, norul de plasmă a creat și efectul de invizibilitate a dispozitivului pentru radare. X-90 nu a intrat în serviciu; lucrările la rachetă au fost suspendate în 1992.
Dar principiile funcționării sale sunt foarte asemănătoare cu descrierea acțiunilor de manevrare a focoaselor nucleare ale Topol-M, Yars și noile rachete balistice RS-26. Ministerul Apărării le-a citat în mod repetat ca exemplu de depășire a oricărui sistem de apărare antirachetă. Unitatea de manevră poate vira în orice secundă, schimbând în mod imprevizibil direcția de zbor, care este garantat să lovească ținta. Niciun sistem național de apărare antirachetă nu este capabil să calculeze o astfel de traiectorie și să vizeze unitatea de apărare antirachetă care atacă.
Combate "Ornitorincul"
Anul trecut, Ministerul Apărării a anunțat că armele hipersonice vor fi echipate în primul rând cu avioane cu rază lungă de acțiune. La acel moment, rachetele existau deja, deși zborul lor hipersonic a durat doar câteva secunde. Viceprim-ministrul Dmitri Rogozin a declarat acest lucru în mod repetat. Cu toate acestea, nici armata, nici viceprim-ministrul, nici reprezentanții industriei nu au oferit detalii specifice.
Succesele actuale în crearea aeronavelor hipersonice pot fi judecate doar prin dovezi indirecte. De exemplu, în această vară, Tactical Missiles Corporation, Ministerul Apărării și Ministerul Industriei și Comerțului au raportat că au convenit asupra unui program de creare a tehnologiilor de rachete hipersonice. Peste 2 miliarde de ruble vor fi investite în dezvoltarea unei tehnologii promițătoare, iar primul dispozitiv va apărea cel târziu în 2020. Ce fel de dispozitive vor fi acestea, ce caracteristici vor avea și în ce scopuri nu se anunță.
Faptul că baza, așa cum se spune, este acolo, poate fi judecat cel puțin din expoziția MAKS din Jukovski, lângă Moscova. În 2011, Institutul Central de Inginerie a Motoarelor de Aviație din Lytkarino, lângă Moscova, a demonstrat o serie de vehicule hipersonice promițătoare. La standul institutului au fost expuse mai multe modele de rachete promițătoare, mai asemănătoare nu cu rachetele clasice în formă de trabuc, ci cu capodopera unui sculptor de avangardă, care a luat ca prototip pentru creația sa ornitorincul animal australian - cazma aplatizată. - „nasul” în formă de caren, formele tocate ale corpului rachetei în sine. Apoi, un reprezentant al institutului, Vyacheslav Semenov, a spus că în 2012 Ministerul Apărării va prezenta un model de zbor complet operațional al unei rachete de croazieră hipersonice. Despre asta a vorbit și Boris Obnosov. Ce anume s-a discutat nu se știe. Nu au existat informații oficiale despre noua rachetă în presă. Cu toate acestea, numele complexului promițător „Zircon” a fost menționat în mod repetat.
Conform indicațiilor indirecte, se bazează pe o rachetă creată pe baza rachetei supersonice antinavă Yakhont și a analogului său ruso-indian BrahMos. Indian BrahMos Aerospace Limited a anunțat în mod repetat că lucrează pentru crearea unei versiuni hipersonice a produselor sale. Același „Ornitorincă” și-a demonstrat modelul.
În viitor, rachetele Zircon vor fi instalate pe cele mai recente submarine nucleare multifuncționale rusești de generația a cincea, Huskies, care sunt în prezent în dezvoltare la biroul de proiectare Malachite. Crusătorul de rachete Admiral Nakhimov, aflat în curs de reparații și modernizare la Severodvinsk, până în 2018 va fi echipat cu un sistem universal de tragere pe navă, care permite utilizarea rachetelor Caliber, Onyx și promițătoare rachete anti-navă hipersonice Zircon.
surse
Bombardier rus promițător - un răspuns la conceptul de atac global rapid?
Competiția pentru aviație pentru a stăpâni viteze hipersonice a început în timpul Războiului Rece. În acei ani, designerii și inginerii din URSS, SUA și alte țări dezvoltate au proiectat noi avioane capabile să zboare de 2-3 ori mai repede decât viteza sunetului. Cursa pentru viteză a dat naștere multor descoperiri în domeniul aerodinamicii zborului în atmosferă și a atins rapid limitele capacităților fizice ale piloților și costul de fabricație a unei aeronave.
Drept urmare, birourile de proiectare a rachetelor au fost primele care au stăpânit hipersunetul în creațiile lor - rachete balistice intercontinentale (ICBM) și vehicule de lansare. La lansarea sateliților pe orbite apropiate de Pământ, rachetele au atins viteze de 18.000 – 25.000 km/h. Aceasta a depășit cu mult parametrii maximi ai celei mai rapide aeronave supersonice, atât civile (Concord = 2150 km/h, Tu-144 = 2300 km/h), cât și militare (SR-71 = 3540 km/h, MiG-31 = 3000 km/h). h) ora).
Separat, aș dori să remarc faptul că, la proiectarea interceptorului supersonic MiG-31, designerul de aeronave G.E. Lozino-Lozinsky a folosit materiale avansate (titan, molibden etc.) în proiectarea corpului aeronavei, ceea ce a permis aeronavei să atingă o altitudine record pentru zborul cu echipaj (MiG-31D) și o viteză maximă de 7000 km/h în atmosfera superioară. În 1977, pilotul de testare Alexander Fedotov a stabilit un record mondial absolut de altitudine de zbor de 37.650 de metri pe predecesorul său, MiG-25 (pentru comparație, SR-71 avea o altitudine maximă de zbor de 25.929 de metri). Din păcate, motoarele pentru zboruri la altitudini mari în condiții de atmosferă extrem de rarefiată nu fuseseră încă create, deoarece aceste tehnologii erau dezvoltate doar în măruntaiele institutelor de cercetare și birourilor de proiectare sovietice, ca parte a numeroaselor lucrări experimentale.
O nouă etapă în dezvoltarea tehnologiilor hipersunete au fost proiectele de cercetare pentru crearea de sisteme aerospațiale care combinau capacitățile aviației (acrobația și manevrele, aterizarea pe piste) și a navelor spațiale (intrare pe orbită, zbor orbital, deorbită). În URSS și SUA, aceste programe au fost parțial elaborate, dezvăluind lumii avioanele orbitale spațiale „Buran” și „Naveta spațială”.
De ce parțial? Faptul este că lansarea aeronavei pe orbită a fost efectuată folosind un vehicul de lansare. Costul lansării a fost enorm, aproximativ 450 de milioane de dolari (conform programului navetei spațiale), care a fost de câteva ori mai mare decât costul celei mai scumpe aeronave civile și militare și nu a permis transformarea aeronavei orbitale într-un produs de masă. Necesitatea de a investi sume enorme de bani în crearea unei infrastructuri care să asigure zboruri intercontinentale ultrarapide (cosmodrome, centre de control al zborului, complexe de combustibil și realimentare) a îngropat în cele din urmă perspectiva transportului de pasageri.
Singurul client care este cel puțin cumva interesat de vehiculele hipersonice este armata. Adevărat, acest interes a fost episodic. Programele militare ale URSS și ale SUA de a crea avioane aerospațiale au urmat căi diferite. Ele au fost implementate cel mai consecvent în URSS: de la proiectul de creare a unei PKA (nave spațiale de planificare) la MAKS (sistem spațial de aviație multifuncțional) și Buran, a fost construit un lanț consistent și neîntrerupt de baze științifice și tehnice, pe baza pe care s-a creat fundamentul celor viitoare zboruri experimentale de prototipuri de avioane hipersonice.
Birourile de proiectare a rachetelor au continuat să-și îmbunătățească ICBM-urile. Odată cu apariția sistemelor moderne de apărare aeriană și de apărare antirachetă, capabile să doboare focoase ICBM la distanțe mari, au început să fie impuse noi cerințe pentru elementele lovitoare ale rachetelor balistice. Ogioasele noilor ICBM trebuiau să depășească apărarea antiaeriană și antirachetă inamicului. Așa au apărut unitățile de luptă capabile să depășească apărarea antiaeriană la viteze hipersonice (M=5-6).
Dezvoltarea tehnologiilor hipersonice pentru focoasele ICBM a făcut posibilă lansarea mai multor proiecte de creare a armelor hipersonice defensive și ofensive - cinetice (railgun), dinamice (rachete de croazieră) și spațiale (lovitură de pe orbită).
Intensificarea rivalității geopolitice a SUA cu Rusia și China a reînviat subiectul hipersunetului ca instrument promițător capabil să ofere un avantaj în domeniul armelor spațiale și cu rachete. Interesul crescut pentru aceste tehnologii se datorează și conceptului de a provoca daune maxime inamicului folosind arme convenționale (non-nucleare), care de fapt este implementat de țările NATO conduse de Statele Unite.
Într-adevăr, dacă comandamentul militar are la dispoziție cel puțin o sută de vehicule hipersonice nenucleare care pot depăși cu ușurință sistemele existente de apărare aeriană și antirachetă, atunci acest „ultim argument al regilor” va afecta direct echilibrul strategic dintre puterile nucleare. Mai mult, o rachetă hipersonică în viitor poate distruge elemente ale forțelor nucleare strategice atât din aer, cât și din spațiu într-o perioadă de cel mult o oră din momentul în care se ia decizia până în momentul în care atinge ținta. Aceasta este tocmai ideologia încorporată în programul militar american Prompt Global Strike (prompt global strike).
Este un astfel de program fezabil în practică? Argumentele „pentru” și „împotrivă” au fost împărțite aproximativ egal. Să ne dăm seama.
Programul American Prompt Global Strike
Conceptul Prompt Global Strike (PGS) a fost adoptat în anii 2000 la inițiativa Comandamentului Forțelor Armate ale SUA. Elementul său cheie este capacitatea de a lansa o lovitură non-nucleară oriunde pe glob în 60 de minute de la luarea unei decizii. Lucrările în cadrul acestui concept se desfășoară simultan în mai multe direcții.
Prima direcție a PGS, iar cel mai realist din punct de vedere tehnic a devenit utilizarea ICBM-urilor cu focoase nenucleare de înaltă precizie, inclusiv focoase cluster, care sunt echipate cu un set de submuniții orientate. Pentru a testa această zonă, a fost ales ICBM Trident II D5 de pe mare, livrând elemente distructive pe o rază maximă de 11.300 de kilometri. În prezent, se lucrează pentru reducerea CEP-ului focoaselor la valori de 60-90 de metri.
A doua direcție a PGS au fost selectate rachete de croazieră hipersonice strategice (SGKR). În cadrul conceptului adoptat, este implementat subprogramul X-51A Waverider (SED-WR). La inițiativa US Air Force și sprijinul DARPA, Pratt & Whitney și Boeing au dezvoltat o rachetă hipersonică din 2001.
Primul rezultat al lucrărilor în curs ar trebui să fie apariția până în 2020 a unui demonstrator de tehnologie cu un motor hipersonic ramjet instalat (motor scramjet). Potrivit experților, SGKR cu acest motor poate avea următorii parametri: viteza de zbor M = 7–8, raza maximă de zbor 1300-1800 km, altitudinea de zbor 10-30 km.
În mai 2007, după o analiză detaliată a progresului lucrărilor la X-51A „WaveRider”, clienții militari au aprobat proiectul de rachetă. Boeing X-51A WaveRider experimental este o rachetă de croazieră clasică cu un scramjet ventral și o coadă cu patru cantilever. Materialele și grosimea protecției termice pasive au fost selectate în conformitate cu estimările calculate ale fluxurilor de căldură. Modulul de nas al rachetei este realizat din wolfram cu un strat de silicon, care poate rezista la incalzirea cinetica de pana la 1500°C. Placile ceramice dezvoltate de Boeing pentru programul Space Shuttle sunt folosite pe suprafața inferioară a rachetei, unde sunt așteptate temperaturi de până la 830°C. Racheta X-51A trebuie să îndeplinească cerințe ridicate pentru stealth (ESR nu mai mult de 0,01 m 2). Pentru a accelera produsul la o viteză corespunzătoare cu M = 5, se plănuiește instalarea unui accelerator de rachetă tandem folosind combustibil solid.
Se plănuiește utilizarea aeronavelor de aviație strategice ale SUA ca principal transportator al SGKR. Nu există încă informații despre cum vor fi plasate aceste rachete - sub aripa sau în interiorul fuzelajului „strategiului”.
A treia direcție a PGS sunt programe care creează sisteme de arme cinetice care lovesc ținte de pe orbita Pământului. Americanii au calculat în detaliu rezultatele utilizării în luptă a unei tije de wolfram de aproximativ 6 metri lungime și 30 cm în diametru, scăpată de pe orbită și lovind un obiect de la sol cu o viteză de aproximativ 3500 m/s. Conform calculelor, la punctul de întâlnire va fi eliberată energie echivalentă cu explozia a 12 tone de trinitrotoluen (TNT).
Justificarea teoretică a dat naștere proiectelor a două vehicule hipersonice (Falcon HTV-2 și AHW), care vor fi lansate pe orbită de vehicule de lansare și, în regim de luptă, vor putea aluneca în atmosferă cu creșterea vitezei la apropiere. ținta. În prezent, aceste dezvoltări se află în stadiul de proiectare preliminară și lansări experimentale. Principalele probleme problematice de până acum rămân sistemele bazate în spațiu (grupuri spațiale și platforme de luptă), sisteme de ghidare a țintei de înaltă precizie și asigurarea secretului lansării pe orbită (orice lansare și obiecte orbitale sunt dezvăluite de sistemele de avertizare și control spațial rusești de atac cu rachete) . Americanii speră să rezolve problema secretului după 2019, odată cu lansarea în exploatare a unui sistem spațial de aviație reutilizabil, care va lansa o sarcină utilă pe orbită „cu aeronava”, prin două etape - un avion de transport (bazat pe Boeing 747) și o aeronavă spațială fără pilot (bazată pe prototipul dispozitivului X-37V).
A patra direcție a PGS este un program de creare a unui avion de recunoaștere hipersonic fără pilot bazat pe faimosul Lockheed Martin SR-71 Blackbird.
Divizia Skunk Works a lui Lockheed dezvoltă în prezent un UAV promițător sub numele de funcționare SR-72, care ar trebui să dubleze viteza maximă a SR-71, atingând valori de aproximativ M = 6.
Dezvoltarea unui avion de recunoaștere hipersonic este pe deplin justificată. În primul rând, SR-72, datorită vitezei sale colosale, va fi foarte vulnerabil la sistemele de apărare aeriană. În al doilea rând, va umple „golurile” în operarea sateliților, obținând rapid informații strategice și detectând sisteme ICBM mobile, formațiuni de nave și grupări de forțe inamice în teatrul de operațiuni.
Sunt luate în considerare două variante ale aeronavei SR-72 - cu echipaj și fără pilot, iar utilizarea sa ca bombardier de lovitură și purtător de arme de precizie nu este, de asemenea, exclusă. Cel mai probabil, rachetele ușoare fără motor de propulsie pot fi folosite ca arme, deoarece atunci când sunt lansate la o viteză de 6 Mach, nu este nevoie. Greutatea eliberată va fi probabil utilizată pentru a crește puterea focosului. Lockheed Martin plănuiește să prezinte un prototip de zbor al aeronavei în 2023.
Proiect chinezesc al unui avion hipersonic DF-ZF
Pe 27 aprilie 2016, publicația americană Washington Free Beacon, citând surse din Pentagon, a informat lumea despre cel de-al șaptelea test al avionului hipersonic chinezesc DZ-ZF. Aeronava a fost lansată de la Centrul de Lansare a Sateliților Taiyuan (provincia Shanxi). Potrivit ziarului, avionul a efectuat manevre cu viteze de la 6.400 la 11.200 km/h și s-a prăbușit pe un teren de antrenament din vestul Chinei.
„Conform evaluărilor serviciilor de informații ale Statelor Unite, China intenționează să folosească o aeronavă hipersonică ca mijloc de a livra focoase nucleare capabile să depășească sistemele de apărare antirachetă”, se arată în publicație. „DZ-ZF poate fi folosit și ca armă capabilă să distrugă o țintă oriunde în lume într-o oră.”
Potrivit unei analize efectuate de serviciile de informații americane a întregii serii de teste, aeronavele hipersonice au fost lansate cu rachete balistice cu rază scurtă de acțiune DF-15 și DF-16 (rază de până la 1000 km), precum și cu rază medie DF-21. (autonomie 1800 km). Nu a fost exclusă testarea ulterioară a lansărilor folosind ICBM DF-31A (rază 11.200 km). Conform programului de testare, se cunosc următoarele: separându-se de purtător în straturile superioare ale atmosferei, dispozitivul în formă de con a accelerat în jos și a manevrat de-a lungul traiectoriei de atingere a țintei.
În ciuda numeroaselor publicații din mass-media străină că aeronava hipersonică chineză (HLA) este concepută pentru a distruge portavioanele americane, experții militari chinezi au fost sceptici cu privire la astfel de declarații. Ei au subliniat faptul binecunoscutul că viteza supersonică a GLA creează un nor de plasmă în jurul dispozitivului, care interferează cu funcționarea radarului de bord atunci când ajustează cursul și țintește o țintă atât de mobilă ca un portavion. .
După cum a spus colonelul Shao Yongling, profesor la Colegiul de Comandă al Forțelor de Rachete PLA într-un interviu pentru China Daily: „Viteza și raza de acțiune ultra-înaltă îl fac (GLA) un mijloc excelent de distrugere a țintelor terestre. În viitor, poate înlocui rachetele balistice intercontinentale.”
Potrivit raportului comisiei relevante a Congresului SUA, DZ-ZF poate fi adoptat de PLA în 2020, iar versiunea sa îmbunătățită pe rază lungă până în 2025.
Restul științific și tehnic al Rusiei - aeronave hipersonice
Hipersonic Tu-2000
În URSS, lucrările la un avion hipersonic au început la Biroul de proiectare Tupolev la mijlocul anilor 1970, pe baza aeronavei de pasageri în serie Tu-144. Cercetarea și proiectarea au fost efectuate pe o aeronavă capabilă de viteze de până la M=6 (TU-260) și cu o rază de zbor de până la 12.000 km, precum și pe o aeronavă intercontinentală hipersonică TU-360. Raza sa de zbor trebuia să atingă 16.000 km. A fost pregătit chiar un proiect pentru aeronava hipersonică de pasageri Tu-244, proiectată să zboare la o altitudine de 28-32 km cu o viteză de M = 4,5-5.
În februarie 1986, cercetarea și dezvoltarea a început în Statele Unite să creeze avionul spațial X-30 cu o centrală electrică cu reacție de aer, capabilă să intre pe orbită într-o versiune cu o singură etapă. Proiectul National Aerospace Plane (NASP) s-a remarcat printr-o abundență de noi tehnologii, a căror cheie a fost un motor hipersonic ramjet dublu, care permite zborul la viteze de M=25. Potrivit informațiilor primite de informațiile URSS, NASP era dezvoltat în scopuri civile și militare.
Răspunsul la dezvoltarea transatmosferic X-30 (NASP) au fost decretele guvernului URSS din 27 ianuarie și 19 iulie 1986 privind crearea unui echivalent cu avionul aerospațial american (VKS). La 1 septembrie 1986, Ministerul Apărării a emis o specificație tehnică pentru o aeronavă aerospațială reutilizabilă cu o singură etapă (SAR). Conform acestei sarcini tehnice, MVKS trebuia să asigure livrarea eficientă și economică a mărfurilor pe orbita joasă a Pământului, transportul intercontinental transatmosferic de mare viteză și soluționarea problemelor militare, atât în atmosferă, cât și în spațiul cosmic apropiat. Dintre lucrările depuse la concurs de Biroul de Proiectare Tupolev, Biroul de Proiectare Yakovlev și NPO Energia, proiectul Tu-2000 a primit aprobare.
Ca rezultat al cercetărilor preliminare în cadrul programului MVKS, centrala a fost selectată pe baza unor soluții dovedite și dovedite. Motoarele cu aer respirat (WRD) existente care utilizau aer atmosferic aveau restricții de temperatură, acestea erau utilizate la aeronavele a căror viteză nu depășea M=3, iar motoarele de rachetă trebuiau să transporte o cantitate mare de combustibil la bord și nu erau potrivite pentru zboruri lungi; în atmosferă. Prin urmare, a fost luată o decizie importantă - pentru ca aeronava să zboare la viteze supersonice și la toate altitudinile, motoarele sale trebuie să aibă caracteristici atât ale tehnologiei aviației, cât și ale tehnologiei spațiale.
S-a dovedit că cel mai rațional pentru o aeronavă hipersonică este un motor ramjet (ramjet), care nu are părți rotative, în combinație cu un motor turboreactor (TRE) pentru accelerare. S-a presupus că motoarele ramjet cu hidrogen lichid erau cele mai potrivite pentru zboruri la viteze hipersonice. Iar motorul de rapel este un turboreactor care rulează fie kerosen, fie hidrogen lichid.
Ca rezultat, o combinație între un motor turboreactor economic care funcționează în intervalul de viteză M = 0-2,5, un al doilea motor - un ramjet, care accelerează aeronava la M = 20 și un motor cu propulsie lichidă pentru intrarea pe orbită (accelerare la primul viteza de evacuare de 7. 9 km/s) si suport pentru manevre orbitale.
Datorită complexității rezolvării unui complex de probleme științifice, tehnice și tehnologice în crearea unui MVKS cu o singură etapă, programul a fost împărțit în două etape: crearea unei aeronave hipersonice experimentale cu o viteză de zbor de până la M = 5-6 , și dezvoltarea unui prototip de MVKS orbital, asigurând desfășurarea unui experiment de zbor pe toată gama de zboruri, până la plimbare în spațiu. În plus, în a doua etapă a lucrării MVKS, s-a planificat crearea unor versiuni ale bombardierului spațial Tu-2000B, care a fost proiectat ca un avion cu două locuri, cu o rază de zbor de 10.000 km și o greutate la decolare de 350. tone. Șase motoare alimentate cu hidrogen lichid trebuiau să ofere o viteză de M=6-8 la o altitudine de 30-35 km.
Potrivit specialiștilor de la OKB im. A.N Tupolev, costul construirii unui sistem de videoconferință ar fi trebuit să fie de aproximativ 480 de milioane de dolari, la prețuri din 1995 (cu costuri de cercetare și dezvoltare de 5,29 miliarde de dolari). Costul estimat al lansării urma să fie de 13,6 milioane de dolari, cu 20 de lansări pe an.
Prima dată, modelul aeronavei Tu-2000 a fost prezentat la expoziția Mosaeroshow-92. Înainte ca lucrările să fie oprite în 1992, pentru Tu-2000 au fost fabricate următoarele: un cheson de aripă din aliaj de nichel, elemente de fuzelaj, rezervoare de combustibil criogenic și conducte de combustibil compozit.
Atomic M-19
Un „concurent” de lungă durată pentru aeronavele strategice ale Biroului de Proiectare care poartă numele. Tupolev - Uzina experimentală de construcție de mașini (acum EMZ numită după Myasishchev) a fost, de asemenea, implicată în dezvoltarea unui VKS cu o singură etapă, ca parte a cercetării și dezvoltării Kholod-2. Proiectul a fost numit „M-19” și a inclus lucrări pe următoarele subiecte:
- Subiectul 19-1. Crearea unui laborator zburător cu o centrală electrică cu hidrogen lichid, dezvoltarea tehnologiei de lucru cu combustibil criogenic;
- Subiectul 19-2. Lucrări de proiectare pentru a determina aspectul unei aeronave hipersonice;
- Subiectul 19-3. Lucrări de proiectare și inginerie pentru a determina aspectul unui sistem promițător de videoconferință;
- Subiectul 19-4. Lucrări de proiectare și dezvoltare pentru a determina apariția opțiunilor alternative pentru forțele aerospațiale cu un sistem de propulsie nucleară.
Lucrările la sistemul promițător de videoconferință au fost realizate sub supravegherea directă a General Designer V.M. Myasishchev și designerul general A.D. Tokhuntsa. Pentru realizarea componentelor cercetării și dezvoltării, au fost aprobate planuri de lucru în comun cu întreprinderile Ministerului Industriei Aeronautice al URSS, inclusiv: TsAGI, CIAM, NIIAS, ITPM și multe altele, precum și cu Institutul de Cercetare al URSS. Academia de Științe și Ministerul Apărării.
Aspectul VKS M-19 cu o singură etapă a fost determinat după studierea a numeroase configurații aerodinamice alternative. În ceea ce privește cercetarea caracteristicilor unui nou tip de centrale electrice, modelele scramjet au fost testate în tuneluri de vânt la viteze corespunzătoare numerelor Mach = 3-12. Pentru a evalua eficiența viitorului VKS, au fost dezvoltate, de asemenea, modele matematice ale sistemelor de aparate și ale centralei electrice combinate cu un motor de rachetă nucleară (NRE).
Utilizarea unui sistem de videoconferință cu un sistem combinat de propulsie nucleară a implicat oportunități extinse pentru explorarea intensivă atât a spațiului apropiat Pământului, inclusiv a orbitelor geostaționare îndepărtate, cât și a regiunilor spațiului profund, inclusiv a Lunii și a spațiului cislunar.
Prezența unei instalații nucleare la bordul VKS ar face posibilă, de asemenea, utilizarea acesteia ca o unitate energetică puternică pentru a asigura funcționarea noilor tipuri de arme spațiale (arme cu fascicule, arme cu fascicule, mijloace de influențare a condițiilor climatice etc.).
Sistemul de propulsie combinat (CPS) a inclus:
- Susținerea motorului de rachetă nucleară (NRE) bazat pe un reactor nuclear cu protecție împotriva radiațiilor;
- 10 motoare turboreactor cu două circuite (DTRDF) cu schimbătoare de căldură în circuitele interne și externe și postcombustie;
- Motoare ramjet hipersonice (motoare scramjet);
- Două turbocompresoare pentru a asigura pomparea hidrogenului prin schimbătoare de căldură DTRDF;
- Unitate de distribuție cu turbopompe, schimbătoare de căldură și supape de conducte, sisteme de control al alimentării cu combustibil.
Hidrogenul a fost folosit ca combustibil pentru motoarele DTRDF și scramjet și era, de asemenea, fluidul de lucru în circuitul închis al motorului de propulsie nucleară.
În forma sa finală, conceptul M-19 arăta astfel: VKS de 500 de tone efectuează decolarea și accelerația inițială ca o aeronavă nucleară cu motoare cu ciclu închis, iar hidrogenul servește ca lichid de răcire care transferă căldura de la reactor la zece motoare turboreactor. . Pe măsură ce accelerează și câștigă altitudine, hidrogenul începe să fie furnizat post-arzătoare ale motorului turboreactor și puțin mai târziu motorului ramjet. În cele din urmă, la o altitudine de 50 km, la o viteză de zbor mai mare de 16 Mach, a fost pornit un motor de rachetă cu propulsie nucleară cu o tracțiune de 320 tf, care a oferit acces la o orbită de lucru la o altitudine de 185-200 de kilometri. . Cu o greutate la decolare de aproximativ 500 de tone, VKS M-19 trebuia să lanseze o sarcină utilă cu o greutate de aproximativ 30-40 de tone pe o orbită de referință cu o înclinare de 57,3 °.
Este necesar să remarcăm un fapt puțin cunoscut că atunci când se calculează caracteristicile CDU în modurile de zbor turbo-ramjet, rachetă-ramjet și hipersonic, rezultatele studiilor și calculelor experimentale efectuate la CIAM, TsAGI și ITPM SB AS URSS au fost folosite.
Ajax" - hipersunet într-un mod nou
Lucrările la crearea unei aeronave hipersonice au fost efectuate și la Biroul de proiectare Neva (Sankt Petersburg), pe baza căreia s-a format Întreprinderea de cercetare de stat pentru viteze hipersonice (acum OJSC NIPGS HC Leninets).
NIPGS a abordat crearea GLA într-un mod fundamental nou. Conceptul Ajax GLA a fost prezentat la sfârșitul anilor 80. Vladimir Lvovici Freishtadt. Esența sa este că GLA nu are protecție termică (spre deosebire de majoritatea VKS și GLA). Fluxul de căldură care are loc în timpul zborului hipersonic este introdus în HVA pentru a-și crește resursa de energie. Astfel, Ajax GLA a fost un sistem aerotermodinamic deschis, care a transformat o parte din energia cinetică a fluxului de aer hipersonic în energie chimică și electrică, rezolvând simultan problema răcirii corpului aeronavei. În acest scop, au fost proiectate componentele principale ale unui reactor chimic de recuperare a căldurii cu catalizator, situat sub carcasa aeronavei.
Pielea aeronavei din zonele cele mai solicitate termic avea o carcasă cu două straturi. Între straturile carcasei se afla un catalizator din material rezistent la căldură („bureți de nichel”), care era un subsistem activ de răcire cu reactoare chimice de recuperare a căldurii. Conform calculelor, în toate modurile de zbor hipersonic, temperatura elementelor corpului aeronavei GLA nu a depășit 800-850°C.
GLA include un motor ramjet cu combustie supersonică integrat cu structura aeronavei și motorul principal (de propulsie) - un motor chimic cu magnetoplasmă (MPXE). MPHD a fost destinat să controleze fluxul de aer folosind un accelerator magneto-gaz-dinamic (accelerator MHD) și să genereze electricitate folosind un generator MHD. Generatorul avea o putere de până la 100 MW, care era suficientă pentru a alimenta un laser capabil să lovească diferite ținte pe orbite apropiate de Pământ.
S-a presupus că susținătorul MPHD ar fi capabil să modifice viteza de zbor pe o gamă largă de numere Mach de zbor. Prin frânarea fluxului hipersonic de către un câmp magnetic, s-au creat condiții optime în camera de ardere supersonică. În timpul testelor la TsAGI, a fost dezvăluit că hidrocarburile create în cadrul conceptului Ajax arde de câteva ori mai repede decât hidrogenul. Acceleratorul MHD putea „accelera” produsele de ardere, crescând viteza maximă de zbor la M=25, ceea ce garanta intrarea pe orbita joasă a Pământului.
Versiunea civilă a aeronavei hipersonice a fost proiectată pentru o viteză de zbor de 6000-12000 km/h, o rază de zbor de până la 19000 km și transportul a 100 de pasageri. Nu există informații despre evoluțiile militare ale proiectului Ajax.
Conceptul rusesc de hipersunet – rachete și PAK DA
Lucrările desfășurate în URSS și în primii ani ai existenței noii Rusii pe tehnologii hipersonice ne permit să afirmăm că metodologia națională originală și baza științifică și tehnică au fost păstrate și utilizate pentru a crea VAV-uri rusești - atât în rachete, cât și versiuni de avion.
În 2004, în timpul exercițiului de la postul de comandă „Securitate 2004”, președintele rus V.V. Putin a făcut o declarație care încă entuziasmează mintea „publicului”. „S-au făcut experimente și câteva teste... În curând Forțele Armate Ruse vor primi sisteme de luptă capabile să opereze la distanțe intercontinentale, cu viteză hipersonică, cu mare precizie, cu manevră largă în înălțime și direcție de impact. Aceste complexe vor face ca orice sisteme de apărare antirachetă, existente sau viitoare, să nu fie promițătoare.”.
Unele mass-media naționale au interpretat această declarație după cum au înțeles. De exemplu: „Rusia a dezvoltat prima rachetă de manevră hipersonică din lume, care a fost lansată dintr-un bombardier strategic Tu-160 în februarie 2004, când au avut loc exercițiile la postul de comandă Securitate 2004...
De fapt, în timpul exercițiului a fost lansată racheta balistică RS-18 Stiletto cu noi echipamente de luptă. În loc de un focos convențional, RS-18 conținea un dispozitiv capabil să schimbe altitudinea și direcția de zbor și, astfel, să depășească orice apărare antirachetă, inclusiv americană. Aparent, dispozitivul testat în timpul exercițiului de Securitate 2004 a fost o rachetă de croazieră hipersonică (GKR) X-90, dezvoltată la Raduga IKB la începutul anilor 1990.
Judecând după caracteristicile de performanță ale acestei rachete, bombardierul strategic Tu-160 poate transporta două X-90. Restul caracteristicilor arată astfel: masa rachetei - 15 tone, motor principal - scramjet, accelerator - motor rachetă cu combustibil solid, viteza de zbor - 4-5 M, altitudinea de lansare - 7000 m, altitudinea de zbor - 7000-20000 m, lansare interval 3000-3500 km, numărul de focoase - 2, puterea focoaselor - 200 kt.
În dezbaterea dacă un avion sau o rachetă este mai bun, avioanele au pierdut cel mai adesea, deoarece rachetele s-au dovedit a fi mai rapide și mai eficiente. Și avionul a devenit un transportator de rachete de croazieră capabile să lovească ținte la o distanță de 2500-5000 km. La lansarea unei rachete către o țintă, bombardierul strategic nu a intrat în zona de apărare contra-aeriană, așa că a-l face hipersonic nu avea sens.
„Competiția hipersonică” dintre aeronave și rachete se apropie acum de o nouă concluzie cu un rezultat previzibil - rachetele sunt din nou înaintea aeronavelor.
Să evaluăm situația. Aviația cu rază lungă de acțiune, care face parte din Forțele Aerospațiale Ruse, este înarmată cu 60 de avioane turbopropulsoare Tu-95MS și 16 bombardiere cu reacție Tu-160. Durata de viață a lui Tu-95MS expiră în 5-10 ani. Ministerul Apărării a decis să mărească numărul de Tu-160 la 40 de unități. Se lucrează la modernizarea Tu-160. Astfel, VKS va începe în curând să primească noi Tu-160M. Tupolev Design Bureau este, de asemenea, principalul dezvoltator al complexului promițător de aviație cu rază lungă de acțiune (PAK DA).
„Probabilul nostru adversar” nu stă cu mâinile în brațe, el investește bani în dezvoltarea conceptului Prompt Global Strike (PGS). Capacitățile bugetului militar al SUA în ceea ce privește finanțarea depășesc semnificativ capacitățile bugetului rus. Ministerul Finanțelor și Ministerul Apărării se ceartă cu privire la cuantumul finanțării Programului de Armament de Stat pentru perioada până în 2025. Și vorbim nu numai despre costurile actuale ale achiziției de noi arme și echipamente militare, ci și despre evoluții promițătoare, care includ tehnologiile PAK DA și GLA.
În crearea muniției hipersonice (rachete sau proiectile) nu totul este clar. Avantajul clar al hipersunetului este viteza, timpul scurt de apropiere de țintă și o garanție ridicată a depășirii sistemelor de apărare antiaeriană și antirachetă. Cu toate acestea, există multe probleme - costul ridicat al muniției de unică folosință, complexitatea controlului la schimbarea traiectoriei de zbor. Aceleași neajunsuri au devenit argumente decisive în reducerea sau închiderea programelor hipersonice cu echipaj, adică avioane hipersonice.
Problema costului ridicat al muniției poate fi rezolvată prin prezența la bordul aeronavei a unui complex computerizat puternic pentru calcularea parametrilor de bombardare (lansare), care transformă bombele și rachetele convenționale în arme de înaltă precizie. Sistemele computerizate de bord similare instalate în focoasele rachetelor hipersonice fac posibilă echivalarea acestora cu clasa de arme strategice de înaltă precizie, care, potrivit experților militari PLA, pot înlocui sistemele ICBM. Prezența rachetelor cu rază strategică va pune sub semnul întrebării necesitatea menținerii aviației cu rază lungă de acțiune, deoarece aceasta are limitări în ceea ce privește viteza și eficacitatea utilizării în luptă.
Apariția unei rachete antiaeriene hipersonice (GZR) în arsenalul oricărei armate va forța aviația strategică să se „ascundă” pe aerodromuri, deoarece Distanța maximă de la care pot fi folosite rachetele de croazieră ale unui bombardier va fi acoperită de astfel de GZR în câteva minute. Creșterea razei, preciziei și manevrabilității GZR-urilor le va permite să doboare ICBM-uri inamice la orice altitudine, precum și să perturbe un raid masiv al bombardierelor strategice înainte ca acestea să ajungă la linia de lansare a rachetelor de croazieră. Pilotul „strategiului” poate detecta lansarea GZR, dar este puțin probabil să aibă timp să conducă avionul departe de înfrângere.
Dezvoltarea GLA, care se desfășoară acum intens în țările dezvoltate, indică faptul că este în curs de căutare un instrument de încredere (armă) care să poată distruge în mod fiabil arsenalul nuclear al inamicului înainte de utilizarea armelor nucleare, ca ultim argument în protejarea acestora. suveranitatea statului. Armele hipersonice pot fi folosite și împotriva principalelor centre ale puterii politice, economice și militare ale unui stat.
Hypersoundul nu a fost uitat în Rusia, se lucrează la crearea de arme de rachete bazate pe această tehnologie (Sarmat ICBM, Rubezh ICBM, X-90), dar se bazează pe un singur tip de armă („arma miracolă”, „arma de răzbunare” „) ar fi, cel puțin, incorectă.
Încă nu există claritate în crearea PAK DA, deoarece cerințele de bază pentru scopul său și utilizarea în luptă sunt încă necunoscute. Bombardierele strategice existente, ca componente ale triadei nucleare a Rusiei, își pierd treptat din importanță din cauza apariției de noi tipuri de arme, inclusiv a celor hipersonice.
Cursul de „conținere” a Rusiei, proclamat ca sarcină principală a NATO, poate duce în mod obiectiv la o agresiune împotriva țării noastre, la care vor participa armatele Tratatului Atlanticului de Nord, antrenate și înarmate cu mijloace moderne. În ceea ce privește numărul de personal și de arme, NATO este de 5-10 ori mai mare decât Rusia. În jurul Rusiei se construiește o „centură sanitară”, inclusiv baze militare și poziții de apărare antirachetă. În esență, activitățile NATO sunt descrise în termeni militari ca pregătire operațională pentru un teatru de operațiuni (teatru de operațiuni). În același timp, principala sursă de aprovizionare cu arme rămân Statele Unite ale Americii, așa cum au fost atât în primul cât și în cel de-al doilea război mondial.
Un bombardier strategic hipersonic poate fi, în decurs de o oră, oriunde în lume peste orice facilitate (bază) militară, din care este asigurată aprovizionarea cu resurse pentru grupurile de trupe, inclusiv cele din „centura sanitară”. Puțin vulnerabil la sistemele de apărare antirachetă și aeriană, poate distruge astfel de obiecte cu arme nenucleare puternice de înaltă precizie. Prezența unui astfel de GLA în timp de pace va deveni un element de descurajare suplimentar pentru susținătorii aventurilor militare globale.
GLA civil poate deveni baza tehnică pentru o descoperire în dezvoltarea zborurilor intercontinentale și a tehnologiilor spațiale. Bazele științifice și tehnice ale proiectelor Tu-2000, M-19 și Ajax sunt încă relevante și pot fi solicitate.
Cum va fi viitorul PAK DA - subsonic cu SGKR sau hipersonic cu arme convenționale modificate - va fi decis de clienți - Ministerul Apărării și Guvernul Rusiei.
„Cine câștigă prin calcul preliminar înainte de luptă are multe șanse. Cine nu câștigă prin calcul chiar înainte de luptă are șanse mici. Cine are multe șanse câștigă. Cei care au șanse mici nu câștigă. Mai ales unul care nu are nicio șansă.” /Sun Tzu, „Arta războiului”/
Expertul militar Alexey Leonkov
- prin link.
Costul abonamentului anual -
12.000 de ruble.
În primul rând, desigur, ar trebui să vă decideți, cât costă hipersunetul? Este în general acceptat că viteza hipersonică este o viteză peste 5 Mach, adică mai mult de cinci, și pentru a spune simplu, este o viteză de cinci ori mai mare decât viteza sunetului.
Vă întrebați cât este aceasta în kilometri pe oră? De la 5380 km/h la 6120 km/h in functie de parametrii mediului (pentru un avion - aer), adica de densitatea aerului, care este diferita la diferite altitudini de zbor. Deci, pentru ușurință de percepție, este mai bine să folosiți numerele Mach. Dacă viteza aeronavei depășește 5 Mach, aceasta este viteza hipersonică.
De fapt, de ce exact 5 M? Valoarea 5 a fost aleasă deoarece la această viteză încep să se observe ionizarea fluxului de gaz și alte modificări fizice, care desigur îi afectează proprietățile.
Aceste modificări sunt vizibile în special pentru motor, motoarele convenționale cu turboreacție pur și simplu nu pot funcționa la o astfel de viteză, este nevoie de un motor fundamental diferit, rachetă sau ramjet (deși, de fapt, nu este atât de diferit, pur și simplu îi lipsește un compresor și o turbină, și își îndeplinește funcția în același mod: comprimă aerul la intrare, îl amestecă cu combustibil, îl arde în camera de ardere și primește un curent de jet la ieșire).
De fapt, un motor ramjet este o conductă cu cameră de ardere, foarte simplă și eficientă la viteză mare. Dar un astfel de motor are un mare dezavantaj: are nevoie de o anumită turație inițială pentru a funcționa (nu are propriul compresor, nu există nimic cu care să comprimați aerul la turație mică).
Istoria vitezei
În anii 50 a existat o luptă pentru a atinge viteza sunetului. Când inginerii și oamenii de știință au înțeles cum se comportă un avion la viteze peste viteza sunetului și au învățat cum să creeze aeronave concepute pentru astfel de zboruri, era timpul să trecem mai departe. Fă avioanele să zboare și mai repede.
În 1967, aeronava experimentală americană X-15 a atins o viteză de 6,72 Mach (7274 km/h). Era echipat cu un motor de rachetă și zbura la altitudini de la 81 la 107 km (100 km este linia Karman, limita convențională a atmosferei și spațiului). Prin urmare, este mai corect să numiți X-15 nu un avion, ci un avion rachetă. Nu putea decola singur, avea nevoie de un avion de propulsie. Dar totuși, a fost un zbor hipersonic. Mai mult, X-15 a zburat din 1962 până în 1968, iar 7 zboruri pe X-15 au fost efectuate de același Neil Armstrong.
Merită să înțelegem că zborurile în afara atmosferei, oricât de rapide ar fi, nu pot fi considerate corect hipersonice, deoarece densitatea mediului în care se deplasează aeronava este foarte scăzută. Efectele inerente zborului supersonic sau hipersonic pur și simplu nu vor exista.
În 1965, YF-12 (prototipul celebrului SR-71) a atins o viteză de 3.331,5 km/h, iar în 1976 SR-71 de producție însuși a ajuns la 3.529,6 km/h. Acesta este „doar” 3,2–3,3 M. Departe de a fi hipersonic, dar pentru zborurile cu această viteză în atmosferă a fost necesar să se dezvolte motoare speciale care să funcționeze în modul normal la viteze mici și în modul ramjet la viteze mari și pentru piloți - sisteme speciale de susținere a vieții (costume și sisteme de răcire), deoarece avionul se încălzea prea mult. Ulterior, aceste costume spațiale au fost folosite pentru proiectul Shuttle. Multă vreme, SR-71 a fost cea mai rapidă aeronavă din lume (a încetat să zboare în 1999).
Mig-25R sovietic putea atinge teoretic o viteză de 3,2 Mach, dar viteza operațională a fost limitată la 2,83 Mach.
În aceiași ani 60, în SUA și URSS au existat proiecte spațiale X-20 „Dyna Soar” și, respectiv, „Spiral”. Pentru Spiral, inițial a fost planificat să se folosească o aeronavă hipersonică, apoi una supersonică, iar apoi proiectul a fost complet închis. Aceeași soartă a suferit și proiectul american.
În general, proiectele de aeronave hipersonice din acea vreme erau legate de zboruri în afara atmosferei. Nu poate fi altfel la altitudini „joase” densitatea și, în consecință, rezistența sunt prea mari, ceea ce duce la mulți factori negativi care nu puteau fi depășiți în acel moment.
Timpul prezent
Armata, ca de obicei, este în spatele tuturor cercetărilor promițătoare. În cazul vitezelor hipersonice, se întâmplă și acest lucru. În prezent, cercetările se desfășoară în principal în direcția navelor spațiale, a rachetelor de croazieră hipersonice și a așa-numitelor focoase hipersonice. Acum vorbim de hipersunet „adevărat”, zboruri în atmosferă. Vă rugăm să rețineți că munca la viteze hipersonice a fost într-o fază activă în anii 60-70, apoi toate proiectele au fost închise. Au revenit la viteze de peste 5 M abia la începutul anilor 2000. Când tehnologia a făcut posibilă crearea de motoare ramjet eficiente pentru zboruri hipersonice.
În 2001, un vehicul aerian fără pilot cu motor ramjet a făcut primul zbor.
Boeing X-43. Deja în 2014, a accelerat până la o viteză de 9,6 M (11.200 km/h). Deși X-43 a fost proiectat pentru viteze de 7 ori mai mari decât viteza sunetului. Mai mult, recordul nu a fost stabilit în spațiu, ci la o altitudine de doar 33.500 de metri.
X-43 din fotografie arată ca un mic triunghi negru atașat la o rachetă de rapel.
În 2009, au început testarea unui motor ramjet pentru racheta de croazieră Boeing X-51A Waverider. În 2013, X-51A a accelerat la o viteză hipersonică - 5,1 M la o altitudine de 21.000 de metri.
Proiecte similare sunt realizate în diferite etape de alte țări: Germania (SHEFEX), Marea Britanie (Skylon), Rusia (Cold and Needle), China (WU-14) și chiar India (Brahmos), Australia (ScramSpace) și Brazilia. (14-X).
Proiectul GLL-31 „Rece”
Un proiect interesant al unei aeronave pentru zborul cu viteze hipersonice în atmosferă, American Falcon HTV-2, este considerat un eșec. Probabil că Falcon a reușit să accelereze la o viteză enormă pentru atmosferă - 23 Mach, dar numai de presupus, deoarece toate dispozitivele experimentale pur și simplu s-au stins.
Toate aeronavele enumerate (cu excepția Skylon) nu pot atinge în mod independent viteza necesară pentru funcționarea unui motor ramjet și utilizează acceleratoare diferite. Dar Skylon este încă doar un proiect care nu a făcut încă un singur zbor de testare.
Viitorul îndepărtat al hipersunetului
Există și proiecte civile de avioane hipersonice pentru transportul de pasageri. Acestea sunt SpaceLiner-ul european cu un singur tip de motor și ZEHST care ar trebui să folosească până la 3 tipuri de motor în diferite moduri de zbor. Și alte țări lucrează la proiectele lor.
Se presupune că astfel de nave vor putea transporta pasageri de la Londra la New York în doar o oră. Vom putea zbura astfel de aeronave nu mai devreme de anii 40 și 50 ai secolului XXI. Între timp, vitezele hipersonice rămân domeniul militar sau al navelor spațiale.
