V poslednej dobe sa každý deň stretávate so správami o hypersounde: „Hlavice rakiet manévrujú, lietajú pri hypersounde a medzikontinentálnom dosahu …“„V Rusku sa testuje hypersonický ramjet motor!“A tak ďalej a tak ďalej.
Obyčajnému človeku na ulici sa bezprostredne pred očami vynára fantastický obraz - hypersonické lietadlá vzlietajú a zasahujú svojimi raketami, opäť na hypersonické, medzikontinentálne ciele … Samotné lietadlá aj ich rakety scramjet sú neviditeľné a nie zachytené.
Je to tak? Pozrime sa
Článok opäť natrafil „Hypersonické, priame prúdy, muchy“ v „Technológii - mládež“z roku 1991.
V článku sa píše: "Motor scramjet, alebo, ako sa hovorí," hypersonický priamy prúd ", umožní let z Moskvy do New Yorku za 2-3 hodiny a opustí okrídlený stroj z atmosféry do vesmíru. Letecké a kozmické lietadlo nebude potrebovať pomocné lietadlo, ako pre Zenger, ani nosnú raketu, ako pre raketoplány a Buran, - doručenie nákladu na obežnú dráhu bude stáť takmer desaťkrát lacnejšie. “ Článok napísali Yuri SHIKHMAN a Vyacheslav SEMENOV, vedci z CIAM.
S oboma som bol samozrejme dobre oboznámený, pretože som sa s nimi zúčastnil mnohých prác na tému ústavu. Vrátane témy scramjet. Aj keď moja časť práce nepatrila k hlavným a hlavným, napriek tomu bola potrebná a dôležitá. Do tejto práce som bol zapojený v roku 84 ako mladý odborník a juniorský výskumný pracovník. V tej dobe bol Ruvim Isaevich Kurziner stále lídrom vo všetkých prácach na tému „Chlad“v CIAM.
Skúsený motor scramjet na tému „Studený“alebo produkt 057 ako súčasť nadzvukového lietajúceho laboratória (HLL) bol výskumným objektom, ktorého hlavnou úlohou bolo demonštrovať možnosť spaľovania zmesi paliva a vzduchu pri nadzvuková rýchlosť odtoku pracovnej tekutiny v okruhu spaľovacej komory. Na zemi nebolo možné simulovať všetky režimy spaľovania, a preto bolo rozhodnuté takýto problém preskúmať v skutočných letových podmienkach.
Na štúdiu bola ako nosič, urýchľovač a simulačné letové režimy použitá protilietadlová strela 5В28 komplexu С-200В (SA-5). Namiesto hlavovej časti bol GLL ukotvený v scramjetovom motore s palivovou nádržou a systémami riadenia a údržby.
Prvý let GLL scramjetom sa uskutočnil 28. novembra 1991. Pri prvom letovom teste motora scramjet bol maximálny počet M 5, 8, motor pracoval celkovo 28 s, počas letu sa dvakrát automaticky zapol. Po prvýkrát na svete za podmienok letových skúšok je teda výkon hypersonického nárazového motora (časopis „Motor“č. 6 z roku 2006).
V rokoch 1991-98 bolo vykonaných asi 8 štartov (vrátane vrhačských). Okrem ruských špecialistov sa Francúzov zúčastnilo štúdií experimentálneho scramjetového motora - v rokoch 1992 a 1995 na základe zmlúv s Francúzskym národným vedeckým centrom (ONERA) a v rokoch 1997 a 1998 - Američania na základe zmluvy s USA Národná vesmírna agentúra (NASA).
Uplynulo teda viac ako 20 rokov. Čo máme?
Existujú hypersonické lietadlá, to znamená, že lietajú vysokou rýchlosťou (M> 5)? Existuje
Najprv to boli orbity Buranu a raketoplán.
Keď sa napríklad vrátime z obežnej dráhy „Buran“, plánuje asi pol hodinu hypersoundu vo vzdialenosti asi 8 000 km od nadmorskej výšky 100 km až do 20.
Taktické a technické vlastnosti OK „Buran“ v zostupovom režime pri hypersonických rýchlostiach:
• Štartovacia hmotnosť - 105 ton
• Vzdialenosť od pristávacieho pásu - 8270 km
• Rýchlosť na trajektórii klesania - 7, 592 … 0, 520 km / s (27,330-1,872 km / h) cca. 27-1, 8Max
• Rozsah nadmorskej výšky zostupu - 100 … 20 km
Vykonajme „myšlienkový experiment“. Je možné otočiť celý tento pristávací profil „hypersonickej orbitálnej kozmickej lode“„Buran“späť?
Môcť!
Len na to potrebujeme nosnú raketu „Energia“.
„A ak na GPRD?“- pýta sa čitateľ. Môcť. Na to však bude potrebné najskôr „zatlačiť“celý systém niečím podobným ako PRD, aby sa zaistilo, že GPJE dosiahne režim. urýchľujúci „prášok“. A potom ho priveďte na kruhovú obežnú dráhu, „kŕmením“motorov uloženým kyslíkom alebo na čistý raketový motor. Výsledkom bude, že „úspory“na okysličovadle pri použití atmosférického kyslíka v motore scramjet budú dobré, niečo okolo 20%. Ale potom je tu toľko ťažkostí, ktoré Boh dá!
Vymysleli inžinieri tento druh „ekonomických systémov“využívajúcich vonkajší vzduch? Áno, toľko, koľko je potrebné! Rovnaké „Zenger“a „Hotol“.
A … povedzme to skromne - rané verzie dnes už svetoznámej Topol ICBM. Ano, naozaj! Celý tento systém sa volal „Gnome“
„Gnome“je trojstupňová medzikontinentálna balistická raketa vybavená prvým stupňom rázového pohonu na tuhé palivo, druhým a tretím stupňom na tuhé palivo a akcelerátorom. Návrh bol vykonaný od začiatku 60. rokov v Mechanical Engineering Design Bureau (Kolomna) pod vedením Borisa Shavyrina.
Maximálny dostrel, km 11 000
Štartovacia hmotnosť, t 29
Užitočná hmotnosť, 470 kg
Dĺžka rakety, m 16, 14
Počet krokov 3
Neskôr konštruktér MIT A. D. Nadiradze, spoliehajúc sa na svoje skúsenosti s vytváraním mobilnej OTR „Temp“, navrhol projekt ICBM o konvenčných motoroch na tuhé palivá. Podporilo ho vedenie ministerstva obranného priemyslu a v dôsledku toho sme dostali 45-tonový mobilný pozemný medzikontinentálny „Temp-2S“. Ďalej jeho modernizácia a vylepšovanie - „Priekopníci“(RSD) a „Topol“(MBR) … Mnohí v tom vidia jeho zákernosť (45 ton namiesto sľubovaných 29). Napriek tomu sa to isté mohlo stať s „Gnome“. Výpočty sú jedna vec - praktická implementácia je celkom iná!
Nadzvuková medzikontinentálna riadená strela „Tempest“(„produkt 351“), ktorý je najbližšie k požadovaným parametrom lietadla so scramjetovým motorom.
Dĺžka, m - 20, 396
Rozpätie krídiel, m - 7, 746
Výška, m- 6, 642
Plocha krídla, m2 - 44,6
Štartovacia hmotnosť, kg - 98,280
Hmotnosť počiatočného udržiavacieho stupňa, kg - 33,522
Hmotnosť bojovej hlavice, kg - 3403
Cestovná rýchlosť, km / h - 3300
Letová výška, km - 18 - 25, 5
Rozsah, km - 7830
Čisto teoreticky je možné tento systém pomocou moderných materiálov, palív a „urýchľovačov“tuhých palív urýchliť, pravdepodobne až na Mach 5. Ale to je otázka: bude mať nadradenosť nad existujúcimi ICBM?
Čas na dosiahnutie cieľa v maximálnom rozsahu bude približne 1,5 hodiny (ICBM - 30 minút).
Bude to mať určité výhody - napríklad oneskorenie detekcie.
ICBM sa zisťujú pomerne rýchlo, po prvé, počiatočný pochodeň, a po druhé, vysoká stúpajúca výška balistickej dráhy (až 1600 km).
Napriek tomu, že naši poslední „Topol-M“a „Yarsy“a ďalší z tej istej rodiny môžu lietať na iných, napríklad v kvázi štylizovaných okružných trasách (100-200 km), preto je ich výkon v pomere k hmotnosti. pomer a hmotnosť sa výrazne líšia od vychudnutých „Minutemanov“optimalizovaných pre balistické trajektórie.
V tejto súvislosti si pripomínam žieravé nadšenie raketového inžiniera NASA (alebo Pentagonu) - „de, Rusi nevedia vyrábať rakety, dokonca majú moderné, ktoré sú ťažšie a väčšie ako tie naše, vyvinuté v 70. rokoch. Výkričníky však rýchlo utíchli. Kvalifikovanejší súdruhovia mu zrejme vysvetlili, o čo ide …
Hlavnou otázkou lietadiel s hypersonickými raketami je - sú potrebné, alebo sa zatiaľ zdržíme?
Ako sme videli, rakety a orbitálne lode sú už dlho implementované, aj keď nie na scramjetovom motore.
A o lietadlách …
Armáda už viac ako 20 rokov uchováva M <3,5 (SR-71, Sotka, MiG-31). Ďalšie zvýšenie rýchlosti neznamená ďalšie výhody, ale protiletecké rakety na motory na tuhé palivá to dosiahnu, ak zachytia hlavy a satelity ICBM v 1. priestore.
O civilných vložkách …
Zdá sa mi, že také rýchle lietadlá boli potrebné ešte pred érou internetu. Prečo sa pýtaš? A pretože teraz podnikatelia a podnikatelia a úradníci všetkých vrstiev nepotrebujú tak rýchlo ponáhľať sa naprieč kontinentmi: stále nebudú fungovať rýchlejšie ako elektronické podpisy a videokonferencie.
A ak je napriek tomu niekto netrpezlivý - vidieť novorodenca alebo začať plán jeho narodenia - bude musieť zmierniť svoju agilitu. A pomaly „zvracať“, ako hovoria moji priatelia, narcistickí egoisti značky BMW, večerným koňom v podobe hlavného alebo medzikontinentálneho „vodného melónu“alebo „Boeingu“s priemernou rýchlosťou 900 km / h, čajom, meškáme do ďalšieho sveta …
Ale hypersonické motory - scramjetové motory, ktorých hlavným rozlišovacím znakom je nadzvukový odtok pracovnej tekutiny cez spaľovaciu komoru, ešte neboli vytvorené.
Možno sa to niekomu podarí. Navyše od vývojárov, ktorí neboli varovaní, že je to nemožné, a bez toho, aby o tom vedeli, vzali a implementovali fantastický projekt. História vedy a techniky pozná aj takéto príklady …
* Pri stavbe motorov sa rozlišujú dva typy nestabilnej prevádzky prúdových motorov - „narastajúci“a „svrbivý“na vstupe. „Svrbenie“- vysokofrekvenčná pulzácia vzduchu v oblasti superkritických režimov činnosti vstupného difuzéra motora je vnímaná ako charakteristický svrbivý zvuk. Naproti tomu „nárast“je vibrácia s nižšou frekvenciou. Svrbenie je spôsobené porušením prietoku v potrubí za hrdlom difuzéra.
