Най-бързият хиперзвуков самолет в света. руски хиперзвуков самолет

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Обикновен пътнически самолет лети със скорост около 900 км/ч. Реактивен изтребител може да достигне около три пъти скоростта. Съвременните инженери от Руската федерация и други страни по света обаче активно разработват още по-бързи машини - хиперзвукови самолети. Каква е спецификата на съответните понятия?

Критерии за хиперзвуков самолет

Какво е хиперзвуков самолет? Под такива е обичайно да се разбира апарат, способен да лети със скорост, много пъти по-висока от тази за звук. Подходите на изследователите за определяне на неговия специфичен индикатор се различават. Има широко разпространена методология, според която самолетът трябва да се счита за хиперзвуков, ако е кратен на скоростните показатели на най-бързите съвременни свръхзвукови превозни средства. Които са около 3-4 хиляди км/ч. Тоест, хиперзвуков самолет, ако следвате тази методология, трябва да достигне скорост от 6000 km/h.

Безпилот иконтролирани превозни средства

Подходите на изследователите могат също да се различават по отношение на определянето на критериите за класифициране на определено устройство като самолет. Има версия, че само тези машини, които се управляват от човек, могат да се считат за такива. Съществува гледна точка, според която безпилотното превозно средство може да се счита и за летателно средство. Ето защо някои анализатори класифицират машините от въпросния тип на такива, които са обект на човешки контрол и такива, които функционират автономно. Такова разделение може да бъде оправдано, тъй като безпилотните превозни средства могат да имат много по-впечатляващи технически характеристики, например по отношение на претоварване и скорост.

В същото време много изследователи разглеждат хиперзвуковия самолет като единна концепция, за която ключовият показател е скоростта. Няма значение дали човек седи на кормилото на устройството или машината се управлява от робот - основното е, че самолетът е достатъчно бърз.

Излитане - соло или асистирано?

Разпространена е класификацията на хиперзвуковите самолети, която се основава на класифицирането им като такива, които могат да излитат самостоятелно, или такива, които изискват поставяне на по-мощен носител - ракета или товарен самолет. Съществува гледна точка, според която е легитимно към устройствата от разглеждания тип да се отнасят предимно тези, които могат да излитат самостоятелно или с минимално участие на други видове оборудване. Въпреки това тези изследователи, които смятат, че основният критерий, характеризиращ хиперзвуковия самолет, е скоросттаса от първостепенно значение във всяка класификация. Независимо дали устройството се класифицира като безпилотно, управлявано, способно да излита самостоятелно или с помощта на други машини - ако съответният индикатор достигне горните стойности, това означава, че говорим за хиперзвуков самолет.

Основни проблеми на хиперзвуковите решения

Концепциите за хиперзвукови решения са на много десетилетия. През годините на разработване на съответния тип превозни средства световните инженери решават редица съществени проблеми, които обективно не позволяват производството на „хиперзвук“да бъде пуснато в движение – подобно на организирането на производството на турбовитлови самолети.

Основната трудност при проектирането на хиперзвуков самолет е създаването на двигател, който може да бъде достатъчно енергийно ефективен. Друг проблем е подравняването на необходимата термична защита на апарата. Факт е, че скоростта на хиперзвуков самолет в стойностите, които разгледахме по-горе, предполага силно нагряване на корпуса поради триене в атмосферата.

Днес ще разгледаме няколко образци на успешни прототипи на самолети от съответния тип, разработчиците на които успяха да постигнат значителен напредък в успешното решаване на отбелязаните проблеми. Нека сега проучим най-известните световни разработки по отношение на създаването на хиперзвукови самолети от въпросния тип.

Най-бързият самолет на Boeing

Най-бързият хиперзвуков самолет в света според някои експерти е американският Boeing X-43A. И така, по време на тестването на това устройство беше записано, че е достигнало скоросттанад 11 хиляди км/ч. Това е около 9,6 пъти скоростта на звука.

Какво е специалното за хиперзвуковия самолет X-43A? Характеристиките на този самолет са както следва:

- максималната скорост, записана в тестовете - 11 230 km/h;

- размах на крилата - 1,5 m;

- дължина на кутията - 3,6 m;

- двигател с директен поток, свръхзвуков двигател с горене;

- гориво - атмосферен кислород, водород.

Може да се отбележи, че въпросното устройство е едно от най-екологичните. Факт е, че използваното гориво практически не включва отделяне на вредни продукти от горенето.

Хиперзвуковият самолет X-43A е разработен от съвместните усилия на инженерите на НАСА, както и Orbical Science Corporation и Minocraft. Самолетът е създаден около 10 години. В развитието му са инвестирани около 250 милиона долара. Концептуалната новост на въпросния самолет е, че е замислен с цел да се тества най-новата технология за осигуряване на действието на двигателната тяга.

Разработено от Orbital Science

Orbital Science, която, както отбелязахме по-горе, участва в създаването на устройството X-43A, също успя да създаде свой собствен хиперзвуков самолет - X-34.

Максималната му скорост е над 12 000 км/ч. Вярно е, че по време на практическите тестове това не беше постигнато - освен това не беше възможно да се постигне индикаторът, показан от самолета X43-A. Смятан за самолетустройството ускорява при задействане на ракетата Пегас, която работи на твърдо гориво. X-34 е тестван за първи път през 2001 г. Въпросният самолет е значително по-голям от апарата на Boeing - дължината му е 17,78 м, размахът на крилата е 8,85 м. Максималната височина на полет на хиперзвуковия апарат от Orbical Science е 75 километра.

Самолет от Северна Америка

Друг добре известен хиперзвуков самолет е X-15, произведен от Северна Америка. Анализаторите наричат този апарат експериментален.

Оборудвана е с ракетни двигатели, което дава основание на някои експерти да не го класифицират като самолет. Въпреки това, наличието на ракетни двигатели позволява на устройството, по-специално, да извършва суборбитални полети. И така, по време на един от тестовете в този режим, той беше тестван от пилоти. Целта на апарата Х-15 е да изучава спецификата на хиперзвуковите полети, да оценява определени конструктивни решения, нови материали и да управлява характеристиките на такива машини в различни слоеве на атмосферата. Прави впечатление, че концепцията на проекта е одобрена още през 1954 г. X-15 лети със скорост над 7 хиляди км / ч. Обхватът му на полет е повече от 500 км, надморската му височина надхвърля 100 км.

Най-бързият сериен самолет

Хиперзвуковите превозни средства, които изследвахме по-горе, всъщност принадлежат към изследователската категория. Ще бъде полезно да разгледаме някои серийни образци на самолети, които са близки по характеристики до хиперзвукови или са (според една или друга методология) хиперзвукови.

Сред такива машини е американската разработка на SR-71. Някои изследователи не са склонни да класифицират този самолет като хиперзвуков, тъй като максималната му скорост е около 3,7 хиляди км / ч. Сред най-забележителните му характеристики е излетното тегло, което надхвърля 77 тона. Дължината на апарата е повече от 23 m, размахът на крилата е повече от 13 m.

Един от най-бързите военни самолети е руският МиГ-25. Устройството може да достигне скорост над 3, 3 хиляди км / ч. Максималното тегло при излитане на руския самолет е 41 тона.

По този начин на пазара на серийни решения, близки по характеристики до хиперзвуковите, Руската федерация е сред лидерите. Но какво може да се каже за руските разработки по отношение на „класическите“хиперзвукови самолети? Способни ли са инженерите от Руската федерация да създадат решение, което да е конкурентно на машините от Boeing и Orbital Scence?

Руски хиперзвукови превозни средства

В момента руският хиперзвуков самолет е в процес на разработка. Но тя е доста активна. Става дума за самолета Ю-71. Първите му тестове, съдейки по съобщения в медиите, бяха проведени през февруари 2015 г. близо до Оренбург.

Самолетът се очаква да бъде използван за военни цели. По този начин хиперзвуковото превозно средство ще може, ако е необходимо, да доставя поразителни оръжия на значителни разстояния, да наблюдава територията, а също и да се използва като елемент на атакуващата авиация. Някои изследователи смятат, че през 2020-2025 г. Ракетните стратегически войски ще получат около 20 самолетаподходящ тип.

В медиите има информация, че разглежданият руски хиперзвуков самолет ще бъде поставен върху балистичната ракета "Сармат", която също е на етап проектиране. Някои анализатори смятат, че хиперзвуковата машина Ю-71, която се разработва, не е нищо повече от бойна глава, която ще трябва да се отдели от балистична ракета в последния полетен сегмент, така че благодарение на високата маневреност, характерна за самолета, да може да преодолее ракетата защитни системи.

Проект Ajax

Сред най-забележителните проекти, свързани с разработването на хиперзвукови самолети, е Ajax. Нека го проучим по-подробно. Хиперзвуков самолет "Аякс" - концептуална разработка на съветските инженери. В научната общност се говори за това още през 80-те години. Сред най-забележителните характеристики е наличието на система за термична защита, която е предназначена да предпазва корпуса от прегряване. Така разработчиците на апарата Ajax предложиха решение на един от "хиперзвуковите" проблеми, които идентифицирахме по-горе.

Традиционната схема за термична защита на самолетите включва поставянето на специални материали върху тялото. Разработчиците на Ajax предложиха различна концепция, според която не трябваше да защитава устройството от външно нагряване, а да пропуска топлина в автомобила, като същевременно увеличава енергийния му ресурс. Основният конкурент на съветския апарат беше хиперзвуковият самолет "Аврора", създаден в Съединените щати. Въпреки това, поради факта, че дизайнерите от СССР значително разшириха възможноститеконцепция, новата разработка беше поверена с най-широк кръг от задачи, по-специално изследвания. Можем да кажем, че Ajax е хиперзвуков многоцелев самолет.

Нека разгледаме по-отблизо технологичните иновации, предложени от инженери от СССР.

И така, съветските разработчици на Ajax предложиха да се използва топлината, генерирана в резултат на триенето на тялото на самолета в атмосферата, за да се преобразува в полезна енергия. Технически това може да се осъществи чрез поставяне на допълнителни черупки върху апарата. В резултат се образува нещо като втора сграда. Кухината му трябваше да бъде запълнена с някакъв вид катализатор, например смес от горим материал и вода. Топлоизолационният слой, изработен от твърд материал в Ajax, трябваше да бъде заменен с течен, който, от една страна, трябваше да предпазва двигателя, от друга страна, ще допринесе за каталитична реакция, която, междувременно може да бъде придружено от ендотермичен ефект - движението на топлина от външните части на тялото вътре. Теоретично охлаждането на външните части на апарата може да бъде всичко. Излишната топлина от своя страна трябваше да се използва за повишаване на ефективността на двигателя на самолета. В същото време тази технология ще направи възможно генерирането на свободни водородни видове поради реакцията на горивото.

В момента няма достъпна информация за широката общественост за продължаването на развитието на Ajax, но изследователите смятат, че е много обещаващо прилагането на съветските концепции на практика.

китайски хиперзвукови превозни средства

СъстезателРусия и САЩ на пазара на хиперзвукови решения е Китай. Сред най-известните разработки на инженери от Китай е самолетът WU-14. Това е хиперзвуков планер, монтиран на балистична ракета.

ICBM изстрелва самолет в космоса, откъдето машината се гмурка рязко надолу, развивайки хиперзвукова скорост. Китайският апарат може да бъде монтиран на различни МБР с обсег от 2000 до 12 000 км. Установено е, че по време на тестовете WU-14 е успял да достигне скорост над 12 хиляди км/ч, като по този начин се превръща в най-бързия хиперзвуков самолет според някои анализатори.

В същото време много изследователи смятат, че китайското развитие не е напълно легитимно да се приписва на класа самолети. И така, версията е широко разпространена, според която устройството трябва да бъде класифицирано точно като бойна глава. И много ефективен. Когато летят надолу с подчертана скорост, дори най-модерните системи за противоракетна отбрана няма да могат да гарантират прихващането на съответната цел.

Може да се отбележи, че Русия и САЩ също разработват хиперзвукови превозни средства, използвани за военни цели. В същото време руската концепция, според която се предполага да се създават машини от съответния тип, се различава значително, както свидетелстват данни в някои медии, от технологичните принципи, прилагани от американците и китайците. Така че разработчиците от Руската федерация концентрират усилията си в областта на създаването на самолетипревозни средства, оборудвани с прямоточен двигател, който може да бъде изстрелян от земята. Русия планира сътрудничество в тази посока с Индия. Хиперзвуковите устройства, създадени според руската концепция, според някои анализатори се характеризират с по-ниска цена и по-широк обхват.

В същото време руският хиперзвуков самолет, който споменахме по-горе (Ю-71), предполага, според някои анализатори, точно същото разположение на ICBM. Ако тази теза се окаже вярна, тогава ще може да се каже, че инженери от Руската федерация работят едновременно в две популярни концептуални области в конструирането на хиперзвукови самолети.

CV

Така че, може би най-бързият хиперзвуков самолет в света, ако говорим за самолети, независимо от тяхната класификация, това все още е китайският WU-14. Въпреки че трябва да разберете, че истинската информация за него, включително тази, свързана с тестове, може да бъде класифицирана. Това е в съответствие с принципите на китайските разработчици, които често се стремят да запазят своите военни технологии в тайна на всяка цена. Скоростта на най-бързия хиперзвуков самолет е над 12 000 км/ч. Той "наваксва" американската разработка на X-43A - много експерти го смятат за най-бързия. Теоретично хиперзвуковият самолет X-43A, както и китайският WU-14, могат да настигнат разработката на Orbical Science, проектирана за скорост над 12 хиляди км/ч.

Характеристиките на руския самолет Ю-71 все още не са известни на широката публика. Възможно е те да са близки до параметритекитайски самолети. Руските инженери също разработват хиперзвуков самолет, способен да излита не на базата на ICBM, а самостоятелно.

Настоящите проекти на изследователи от Русия, Китай и САЩ по някакъв начин са свързани с военната сфера. Хиперзвуковите самолети, независимо от тяхната възможна класификация, се считат предимно за носители на оръжия, най-вероятно ядрени. Въпреки това, в трудовете на изследователи от цял свят има тези, че „хиперзвукът“, подобно на ядрената технология, може да бъде мирен.

Става дума за появата на достъпни и надеждни решения, които ви позволяват да организирате масово производство на машини от съответния тип. Използването на такива устройства е възможно в най-широк кръг от отрасли на икономическото развитие. Най-голямото търсене на хиперзвукови самолети вероятно ще се намери в космическата и изследователската индустрия.

Тъй като разходите за производствени технологии за съответните машини стават по-евтини, транспортните предприятия може да започнат да проявяват интерес към инвестиране в такива проекти. Индустриалните корпорации, доставчиците на различни услуги може да започнат да разглеждат „хиперзвука“като инструмент за повишаване на конкурентоспособността на бизнеса по отношение на организирането на международни комуникации.