Pesawat hipersonik terpantas di dunia. Pesawat hipersonik Rusia

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Pesawat penumpang biasa terbang pada kelajuan kira-kira 900 km/j. Sebuah jet pejuang boleh mencapai kira-kira tiga kali ganda kelajuan. Walau bagaimanapun, jurutera moden dari Persekutuan Rusia dan negara lain di dunia sedang giat membangunkan mesin yang lebih pantas - pesawat hipersonik. Apakah spesifikasi konsep masing-masing?

Kriteria untuk pesawat hipersonik

Apakah itu pesawat hipersonik? Oleh itu adalah kebiasaan untuk memahami radas yang mampu terbang pada kelajuan berkali-kali lebih tinggi daripada itu untuk bunyi. Pendekatan penyelidik untuk menentukan penunjuk khususnya berbeza-beza. Terdapat metodologi yang meluas mengikut mana pesawat harus dianggap hipersonik jika ia adalah gandaan penunjuk kelajuan kenderaan supersonik moden terpantas. Iaitu kira-kira 3-4 ribu km / j. Iaitu, pesawat hipersonik, jika anda mengikut kaedah ini, harus mencapai kelajuan 6,000 km/j.

Tanpa pemandu dankenderaan terkawal

Pendekatan penyelidik juga mungkin berbeza dari segi menentukan kriteria untuk mengklasifikasikan peranti tertentu sebagai pesawat. Terdapat versi bahawa hanya mesin yang dikawal oleh seseorang boleh dianggap sedemikian. Terdapat sudut pandangan yang menurutnya kenderaan tanpa pemandu juga boleh dianggap sebagai pesawat. Oleh itu, sesetengah penganalisis mengklasifikasikan mesin jenis yang dipersoalkan kepada yang tertakluk kepada kawalan manusia dan yang berfungsi secara autonomi. Pembahagian sedemikian boleh dibenarkan, kerana kenderaan tanpa pemandu boleh mempunyai ciri teknikal yang lebih mengagumkan, contohnya, dari segi beban dan kelajuan yang berlebihan.

Pada masa yang sama, ramai penyelidik menganggap pesawat hipersonik sebagai satu konsep, yang mana penunjuk utamanya ialah kelajuan. Tidak kira sama ada seseorang sedang duduk di teraju peranti atau mesin dikawal oleh robot - perkara utama ialah pesawat itu cukup laju.

Berlepas - solo atau dibantu?

Pengkelasan pesawat hipersonik adalah perkara biasa, yang berdasarkan mengklasifikasikannya sebagai pesawat yang boleh berlepas secara bebas, atau yang memerlukan penempatan pada kapal pengangkut yang lebih berkuasa - roket atau pesawat kargo. Terdapat sudut pandangan yang menurutnya adalah sah untuk merujuk kepada peranti jenis yang sedang dipertimbangkan terutamanya yang mampu berlepas secara bebas atau dengan penglibatan minimum jenis peralatan lain. Walau bagaimanapun, penyelidik yang percaya bahawa kriteria utama yang mencirikan pesawat hipersonik adalah kelajuanmenjadi yang terpenting dalam mana-mana klasifikasi. Sama ada ia mengklasifikasikan peranti itu sebagai tanpa pemandu, dikawal, mampu berlepas sendiri atau dengan bantuan mesin lain - jika penunjuk sepadan mencapai nilai di atas, maka ini bermakna kita bercakap tentang pesawat hipersonik.

Masalah utama penyelesaian hipersonik

Konsep penyelesaian hipersonik telah berusia beberapa dekad. Sepanjang tahun pembangunan jenis kenderaan yang sepadan, jurutera dunia telah menyelesaikan beberapa masalah penting yang secara objektif menghalang pengeluaran "hypersound" daripada disiarkan - sama seperti mengatur pengeluaran pesawat turboprop.

Kesukaran utama dalam reka bentuk pesawat hipersonik ialah penciptaan enjin yang boleh cekap tenaga. Masalah lain ialah penjajaran perlindungan haba yang diperlukan bagi radas. Hakikatnya ialah kelajuan pesawat hipersonik dalam nilai yang kami pertimbangkan di atas membayangkan pemanasan badan kapal yang kuat akibat geseran terhadap atmosfera.

Hari ini kita akan melihat beberapa contoh prototaip pesawat yang berjaya dari jenis yang sepadan, yang mana pembangunnya dapat membuat kemajuan yang ketara dalam berjaya menyelesaikan masalah yang dinyatakan. Marilah kita mengkaji perkembangan dunia yang paling terkenal dari segi mencipta pesawat hipersonik jenis yang dipersoalkan.

Pesawat terpantas Boeing

Pesawat hipersonik terpantas di dunia, menurut beberapa pakar, ialah Boeing X-43A Amerika. Jadi, semasa ujian peranti ini, ia direkodkan bahawa ia mencapai kelajuanmelebihi 11 ribu km / j. Itu kira-kira 9.6 kali kelajuan bunyi.

Apakah yang istimewa tentang pesawat hipersonik X-43A? Ciri-ciri pesawat ini adalah seperti berikut:

- kelajuan maksimum yang direkodkan dalam ujian - 11,230 km / j;

- lebar sayap - 1.5 m;

- panjang sarung - 3.6 m;

- enjin - aliran terus, Supersonik Combustion Ramjet;

- bahan api - oksigen atmosfera, hidrogen.

Boleh diperhatikan bahawa peranti yang dimaksudkan adalah salah satu yang paling mesra alam. Hakikatnya ialah bahan api yang digunakan secara praktikal tidak melibatkan pembebasan produk pembakaran yang berbahaya.

Pesawat hipersonik X-43A telah dibangunkan hasil usaha bersama jurutera NASA, serta Orbical Science Corporation dan Minocraft. Pesawat itu dicipta selama kira-kira 10 tahun. Kira-kira 250 juta dolar telah dilaburkan dalam pembangunannya. Konsep kebaharuan pesawat yang dimaksudkan ialah ia dicipta untuk menguji teknologi terkini untuk memastikan operasi tujahan motif.

Dibangunkan oleh Sains Orbital

Sains Orbital, yang, seperti yang kami nyatakan di atas, mengambil bahagian dalam penciptaan peranti X-43A, juga berjaya mencipta pesawat hipersoniknya sendiri - X-34.

Kelajuan tertingginya melebihi 12,000 km/j. Benar, semasa ujian praktikal ia tidak dicapai - lebih-lebih lagi, tidak mungkin untuk mencapai penunjuk yang ditunjukkan oleh pesawat X43-A. Pesawat yang dianggapperanti memecut apabila roket Pegasus, yang beroperasi pada bahan api pepejal, diaktifkan. X-34 pertama kali diuji pada tahun 2001. Pesawat yang dimaksudkan adalah jauh lebih besar daripada peranti dari Boeing - panjangnya ialah 17.78 m, lebar sayap ialah 8.85 m. Ketinggian penerbangan maksimum kenderaan hipersonik dari Orbical Science ialah 75 kilometer.

Pesawat dari Amerika Utara

Satu lagi pesawat hipersonik yang terkenal ialah X-15, yang dikeluarkan oleh Amerika Utara. Penganalisis merujuk kepada radas ini sebagai eksperimen.

Ia dilengkapi dengan enjin roket, yang memberikan beberapa pakar alasan untuk tidak mengklasifikasikannya sebagai pesawat. Walau bagaimanapun, kehadiran enjin roket membolehkan peranti itu, khususnya, membuat penerbangan suborbital. Jadi, semasa salah satu ujian dalam mod ini, ia telah diuji oleh juruterbang. Tujuan radas X-15 adalah untuk mengkaji spesifik penerbangan hipersonik, menilai penyelesaian reka bentuk tertentu, bahan baharu, dan ciri kawalan mesin tersebut dalam pelbagai lapisan atmosfera. Perlu diperhatikan bahawa konsep projek itu telah diluluskan pada tahun 1954. X-15 terbang pada kelajuan lebih daripada 7 ribu km / j. Jarak penerbangannya melebihi 500 km, ketinggiannya melebihi 100 km.

Pesawat pengeluaran terpantas

Kenderaan hipersonik yang kami kaji di atas sebenarnya tergolong dalam kategori penyelidikan. Adalah berguna untuk mempertimbangkan beberapa sampel bersiri pesawat yang mempunyai ciri yang hampir kepada hipersonik atau (mengikut satu kaedah atau yang lain) hipersonik.

Antara mesin tersebut ialah pembangunan Amerika SR-71. Sesetengah penyelidik tidak cenderung untuk mengklasifikasikan pesawat ini sebagai hipersonik, kerana kelajuan maksimumnya adalah kira-kira 3.7 ribu km / j. Antara ciri yang paling ketara ialah berat lepas landas, yang melebihi 77 tan. Panjang radas adalah lebih daripada 23 m, lebar sayap lebih daripada 13 m.

Salah satu pesawat tentera terpantas ialah MiG-25 Rusia. Peranti boleh mencapai kelajuan lebih daripada 3, 3 ribu km / j. Berat maksimum berlepas pesawat Rusia ialah 41 tan.

Oleh itu, dalam pasaran penyelesaian bersiri, hampir dengan ciri-ciri hipersonik, Persekutuan Rusia adalah antara peneraju. Tetapi apa yang boleh dikatakan tentang perkembangan Rusia dari segi pesawat hipersonik "klasik"? Adakah jurutera dari Persekutuan Rusia mampu mencipta penyelesaian yang berdaya saing dengan mesin daripada Boeing dan Orbital Scence?

Kenderaan hipersonik Rusia

Pada masa ini, pesawat hipersonik Rusia sedang dalam pembangunan. Tetapi dia agak aktif. Kita bercakap tentang pesawat Yu-71. Ujian pertamanya, berdasarkan laporan media, telah dijalankan pada Februari 2015 berhampiran Orenburg.

Pesawat itu dijangka digunakan untuk tujuan ketenteraan. Oleh itu, kenderaan hipersonik akan dapat, jika perlu, untuk menghantar senjata yang menyerang pada jarak yang jauh, memantau wilayah, dan juga digunakan sebagai elemen penerbangan serangan. Sesetengah penyelidik percaya bahawa pada 2020-2025. Pasukan Peluru Berpandu Strategik akan menerima kira-kira 20 pesawatjenis yang sesuai.

Terdapat maklumat dalam media bahawa pesawat hipersonik Rusia yang sedang dipertimbangkan akan diletakkan pada peluru berpandu balistik Sarmat, yang juga dalam peringkat reka bentuk. Sesetengah penganalisis percaya bahawa kenderaan hipersonik Yu-71 yang sedang dibangunkan adalah tidak lebih daripada kepala peledak yang perlu dipisahkan daripada peluru berpandu balistik dalam segmen penerbangan terakhir, supaya, terima kasih kepada ciri kebolehgerakan tinggi pesawat, ia dapat mengatasi peluru berpandu. sistem pertahanan.

Projek Ajax

Antara projek paling penting yang berkaitan dengan pembangunan pesawat hipersonik ialah Ajax. Mari kita kaji dengan lebih terperinci. Pesawat hipersonik "Ajax" - pembangunan konsep jurutera Soviet. Dalam komuniti saintifik, perbincangan mengenainya bermula pada tahun 80-an. Antara ciri yang paling ketara ialah kehadiran sistem perlindungan haba, yang direka untuk melindungi kes daripada terlalu panas. Oleh itu, pembangun radas Ajax mencadangkan penyelesaian kepada salah satu masalah "hipersonik" yang telah kami kenal pasti di atas.

Skim tradisional perlindungan haba pesawat melibatkan penempatan bahan khas pada badan. Pemaju Ajax mencadangkan konsep yang berbeza, mengikut mana ia sepatutnya tidak melindungi peranti daripada pemanasan luaran, tetapi untuk membiarkan haba masuk ke dalam kereta, sambil meningkatkan sumber tenaganya. Pesaing utama peralatan Soviet ialah pesawat hipersonik Aurora, yang dicipta di Amerika Syarikat. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh fakta bahawa pereka dari USSR telah memperluaskan kemungkinan dengan ketarakonsep, pembangunan baru telah diamanahkan dengan pelbagai tugas, khususnya, penyelidikan. Kita boleh katakan bahawa Ajax ialah pesawat pelbagai guna hipersonik.

Mari kita lihat dengan lebih dekat inovasi teknologi yang dicadangkan oleh jurutera dari USSR.

Jadi, pemaju Soviet Ajax mencadangkan untuk menggunakan haba yang dihasilkan akibat geseran badan pesawat terhadap atmosfera, untuk menukarnya kepada tenaga yang berguna. Secara teknikal, ini boleh dilaksanakan dengan meletakkan cengkerang tambahan pada radas. Akibatnya, sesuatu seperti bangunan kedua telah terbentuk. Rongganya sepatutnya diisi dengan beberapa jenis mangkin, contohnya, campuran bahan mudah terbakar dan air. Lapisan penebat haba yang diperbuat daripada bahan pepejal di Ajax sepatutnya digantikan dengan cecair, yang, dalam satu tangan, sepatutnya melindungi enjin, sebaliknya, akan menyumbang kepada tindak balas pemangkin, yang, Sementara itu, boleh disertai dengan kesan endotermik - pergerakan haba dari bahagian luar badan di dalam. Secara teorinya, penyejukan bahagian luar radas boleh jadi apa sahaja. Haba yang berlebihan, sebaliknya, sepatutnya digunakan untuk meningkatkan kecekapan enjin pesawat. Pada masa yang sama, teknologi ini akan memungkinkan untuk menjana spesies hidrogen bebas akibat tindak balas bahan api.

Pada masa ini, tiada maklumat tersedia kepada orang awam tentang penerusan pembangunan Ajax, tetapi penyelidik menganggap ia sangat menjanjikan untuk mempraktikkan konsep Soviet.

Kenderaan hipersonik Cina

PesaingRusia dan Amerika Syarikat dalam pasaran penyelesaian hipersonik ialah China. Antara perkembangan paling terkenal jurutera dari China ialah pesawat WU-14. Ia ialah peluncur hipersonik yang dipasang pada peluru berpandu balistik.

ICBM melancarkan pesawat ke angkasa lepas, dari mana mesin itu menyelam ke bawah secara mendadak, membangunkan kelajuan hipersonik. Alat Cina boleh dipasang pada pelbagai ICBM dengan jarak 2,000 hingga 12,000 km. Didapati semasa ujian, WU-14 mampu mencapai kelajuan melebihi 12 ribu km/j, sekali gus bertukar menjadi pesawat hipersonik terpantas menurut beberapa penganalisis.

Pada masa yang sama, ramai penyelidik percaya bahawa pembangunan China tidak sepenuhnya sah untuk dikaitkan dengan kelas pesawat. Jadi, versi itu meluas, mengikut mana peranti itu harus diklasifikasikan dengan tepat sebagai kepala peledak. Dan sangat berkesan. Apabila terbang ke bawah pada kelajuan yang ketara, sistem pertahanan peluru berpandu yang paling moden pun tidak akan dapat menjamin pemintasan sasaran yang sepadan.

Boleh diperhatikan bahawa Rusia dan Amerika Syarikat juga sedang membangunkan kenderaan hipersonik yang digunakan untuk tujuan ketenteraan. Pada masa yang sama, konsep Rusia, mengikut mana ia sepatutnya mencipta mesin jenis yang sepadan, berbeza dengan ketara, seperti yang dibuktikan oleh data dalam beberapa media, dari prinsip teknologi yang dilaksanakan oleh Amerika dan Cina. Oleh itu, pemaju dari Persekutuan Rusia menumpukan usaha mereka dalam bidang penciptaan pesawatkenderaan yang dilengkapi dengan enjin ramjet yang mampu dilancarkan dari tanah. Rusia merancang kerjasama ke arah ini dengan India. Peranti hipersonik, dicipta mengikut konsep Rusia, menurut beberapa penganalisis, dicirikan oleh kos yang lebih rendah dan skop yang lebih luas.

Pada masa yang sama, pesawat hipersonik Rusia, yang kami nyatakan di atas (Yu-71), mencadangkan, menurut beberapa penganalisis, hanya penempatan yang sama pada ICBM. Jika tesis ini ternyata benar, maka adalah mungkin untuk mengatakan bahawa jurutera dari Persekutuan Rusia bekerja secara serentak dalam dua bidang konseptual yang popular dalam pembinaan pesawat hipersonik.

CV

Jadi, mungkin pesawat hipersonik terpantas di dunia, jika kita bercakap tentang pesawat, tanpa mengira klasifikasi mereka, ini masih WU-14 China. Walaupun anda perlu memahami bahawa maklumat sebenar tentangnya, termasuk yang berkaitan dengan ujian, boleh diklasifikasikan. Ini selaras dengan prinsip pemaju China, yang sering berusaha untuk merahsiakan teknologi ketenteraan mereka dalam apa jua keadaan. Kelajuan pesawat hipersonik terpantas melebihi 12,000 km/j. Ia "mengejar" pembangunan Amerika bagi X-43A - ramai pakar menganggapnya sebagai yang terpantas. Secara teorinya, pesawat hipersonik X-43A, serta WU-14 China, boleh mengejar perkembangan daripada Sains Orbical, yang direka untuk kelajuan lebih daripada 12 ribu km / j.

Ciri-ciri pesawat Yu-71 Rusia belum diketahui umum. Ada kemungkinan bahawa mereka akan dekat dengan parameterpesawat China. Jurutera Rusia juga sedang membangunkan pesawat hipersonik yang mampu berlepas bukan berdasarkan ICBM, tetapi secara bebas.

Projek semasa penyelidik dari Rusia, China dan AS entah bagaimana berkaitan dengan bidang ketenteraan. Pesawat hipersonik, tanpa mengira klasifikasi yang mungkin, dianggap terutamanya sebagai pembawa senjata, kemungkinan besar yang nuklear. Walau bagaimanapun, dalam karya penyelidik dari seluruh dunia terdapat tesis yang "hypersound", seperti teknologi nuklear, mungkin aman.

Ia mengenai kemunculan penyelesaian mampu milik dan boleh dipercayai yang membolehkan anda mengatur pengeluaran besar-besaran mesin dari jenis yang sesuai. Penggunaan peranti sedemikian adalah mungkin dalam julat terluas cabang pembangunan ekonomi. Permintaan terbesar untuk pesawat hipersonik mungkin ditemui dalam industri angkasa dan penyelidikan.

Memandangkan kos teknologi pembuatan untuk mesin yang sepadan menjadi lebih murah, perniagaan pengangkutan mungkin mula menunjukkan minat untuk melabur dalam projek tersebut. Syarikat perindustrian, penyedia pelbagai perkhidmatan mungkin mula menganggap "hypersound" sebagai alat untuk meningkatkan daya saing perniagaan dari segi penganjuran komunikasi antarabangsa.