Kiireim hüperhelilennuk maailmas. Venemaa hüperhelilennukid

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Tavaline reisilennuk lendab umbes 900 km/h. Reaktiivlennuk võib saavutada umbes kolm korda suurema kiiruse. Vene Föderatsiooni ja teiste maailma riikide kaasaegsed insenerid arendavad aga aktiivselt veelgi kiiremaid masinaid - hüperhelikiirusega lennukeid. Mis on vastavate mõistete eripära?

Hüperhelikiirusega lennuki kriteeriumid

Mis on hüperhelikiirusega lennuk? Selle all on tavaks mõista seadet, mis suudab lennata heli kiirusest mitu korda suurema kiirusega. Teadlaste lähenemisviisid selle spetsiifilise näitaja määramiseks on erinevad. Levinud on metoodika, mille kohaselt tuleb õhusõidukit lugeda ülihelikiiruseks, kui see on kiireimate kaasaegsete ülehelikiirusega sõidukite kiirusnäitajate kordne. Mis on umbes 3-4 tuhat km / h. See tähendab, et kui järgite seda metoodikat, peaks ülihelikiirusega õhusõiduk saavutama kiiruse 6000 km/h.

Mehitamata jajuhitavad sõidukid

Teadlaste lähenemisviisid võivad erineda ka konkreetse seadme õhusõidukiks klassifitseerimise kriteeriumide kindlaksmääramisel. On olemas versioon, et sellisteks saab lugeda ainult neid masinaid, mida inimene juhib. On seisukoht, mille kohaselt võib õhusõidukiks lugeda ka mehitamata sõidukit. Seetõttu liigitavad mõned analüütikud seda tüüpi masinad inimeste kontrolli alla kuuluvateks ja autonoomselt töötavateks. Selline jaotus on õigustatud, kuna mehitamata sõidukitel võivad olla palju muljetavaldavamad tehnilised omadused, näiteks ülekoormuse ja kiiruse osas.

Samas peavad paljud teadlased hüperhelilennukeid ühtseks kontseptsiooniks, mille võtmenäitajaks on kiirus. Pole vahet, kas aparaadi roolis istub inimene või juhib masinat robot – peaasi, et lennuk oleks piisav alt kiire.

Tõus – üksi või abiga?

Ülehelikiirusega lennukite klassifikatsioon on levinud, mis põhineb nende klassifitseerimisel iseseisv alt õhku tõusvateks või nendeks, mis nõuavad paigutamist võimsamale kandjale – raketile või kaubalennukile. On seisukoht, mille kohaselt on õigustatud viidata vaadeldavat tüüpi seadmetele peamiselt sellistele, mis on võimelised õhku tõusma iseseisv alt või minimaalselt kaasates muud tüüpi seadmeid. Küll aga peaksid need teadlased, kes usuvad, et ülihelikiirusega lennukit iseloomustav põhikriteerium on kiirusolla mis tahes klassifikatsioonis esmatähtis. Olgu selleks siis seadme klassifitseerimine mehitamata, juhitavaks, iseseisvaks või teiste masinate abil õhkutõusmisvõimeliseks – kui vastav indikaator jõuab ül altoodud väärtusteni, siis tähendab see, et jutt käib hüperhelikiirusega lennukist.

Hüperhelilahenduste peamised probleemid

Hüperhelilahenduste kontseptsioonid on mitu aastakümmet vanad. Vastavat tüüpi sõidukite arendamise aastate jooksul on maailma insenerid lahendanud mitmeid olulisi probleeme, mis objektiivselt takistavad "hüperheli" tootmise käivitamist – sarnaselt turbopropellerlennukite tootmise korraldamisega.

Peamine raskus hüperhelikiirusega lennukite projekteerimisel on piisav alt energiasäästliku mootori loomine. Teine probleem on aparaadi vajaliku termokaitse joondamine. Fakt on see, et hüperhelikiirusega lennuki kiirus ülalnimetatud väärtustes viitab kere tugevale kuumenemisele atmosfääri hõõrdumise tõttu.

Täna vaatleme mitmeid vastavat tüüpi lennukite edukate prototüüpide näidiseid, mille arendajad suutsid märgitud probleemide lahendamisel märkimisväärseid edusamme teha. Uurime nüüd maailma kuulsamaid arenguid kõnealust tüüpi hüperhelilennukite loomisel.

Boeingu kiireim lennuk

Mõnede ekspertide sõnul on maailma kiireim hüperhelilennuk Ameerika Boeing X-43A. Nii registreeriti selle seadme testimise ajal, et see saavutas kiiruseületab 11 tuhat km / h. See on umbes 9,6 korda suurem heli kiirusest.

Mis on ülihelikiirusega lennukis X-43A erilist? Selle lennuki omadused on järgmised:

- katsetel registreeritud maksimaalne kiirus - 11 230 km / h;

- tiibade siruulatus - 1,5 m;

- korpuse pikkus - 3,6 m;

- mootor – otsevooluga, ülehelikiirusega põlemisjoa;

- kütus - õhuhapnik, vesinik.

Võib märkida, et kõnealune seade on üks keskkonnasõbralikumaid. Fakt on see, et kasutatava kütusega praktiliselt ei eraldu kahjulikke põlemisprodukte.

Hüperhelilennuk X-43A töötati välja NASA inseneride, samuti Orbical Science Corporationi ja Minocrafti ühiste jõupingutustega. Lennukit loodi umbes 10 aastat. Selle arendamisse investeeriti umbes 250 miljonit dollarit. Kõnealuse õhusõiduki kontseptuaalne uudsus seisneb selles, et see loodi selleks, et katsetada uusimat tehnoloogiat mootori tõukejõu töö tagamiseks.

Arendanud Orbital Science

Orbital Science, mis, nagu eespool märkisime, osales seadme X-43A loomises, suutis luua ka oma hüperhelilennuki – X-34.

Selle tippkiirus on üle 12 000 km/h. Tõsi, praktilistel katsetel seda ei saavutatud – pealegi polnud võimalik saavutada X43-A lennuki näidatud näitajat. Peetakse lennukiksseade kiirendab tahkel kütusel töötava raketi Pegasuse aktiveerimisel. X-34 testiti esmakordselt 2001. aastal. Kõnealune lennuk on oluliselt suurem kui Boeingu seade – selle pikkus on 17,78 m, tiibade siruulatus 8,85 m. Orbical Science’i ülihelikiirusega sõiduki maksimaalne lennukõrgus on 75 kilomeetrit.

Lennuk Põhja-Ameerikast

Teine tuntud ülihelikiirusega lennuk on X-15, mida toodab Põhja-Ameerika. Analüütikud peavad seda seadet eksperimentaalseks.

See on varustatud rakettmootoritega, mis annab mõnele asjatundjale põhjuse seda lennukite hulka mitte liigitada. Kuid rakettmootorite olemasolu võimaldab seadmel teha eelkõige suborbitaalseid lende. Niisiis testisid piloodid seda ühe selles režiimis tehtud katse ajal. X-15 aparaadi eesmärk on uurida hüperhelilendude spetsiifikat, hinnata teatud disainilahendusi, uusi materjale ja selliste masinate juhtimisomadusi erinevates atmosfääri kihtides. Tähelepanuväärne on, et projekti kontseptsioon kinnitati juba 1954. aastal. X-15 lendab kiirusega üle 7 tuhande km / h. Selle lennuulatus on üle 500 km, kõrgus üle 100 km.

Kiireim tootmislennuk

Ülehel uuritud hüperhelisõidukid kuuluvad tegelikult uurimiskategooriasse. Kasulik on võtta arvesse mõningaid õhusõidukite seerianäidiseid, mis on oma omadustelt lähedased hüperhelikiirusele või on (ühe või teise metoodika kohaselt) hüperhelikiirusega.

Selliste masinate hulgas on Ameerika väljatöötatud SR-71. Mõned teadlased ei kipu seda õhusõidukit hüperhelikiiruseks klassifitseerima, kuna selle maksimaalne kiirus on umbes 3,7 tuhat km / h. Selle kõige tähelepanuväärsemate omaduste hulgas on stardimass, mis ületab 77 tonni. Seadme pikkus on üle 23 m, tiibade siruulatus üle 13 m.

Üks kiiremaid sõjalennukeid on Venemaa MiG-25. Seade võib saavutada kiirust üle 3, 3 tuhande km / h. Vene lennuki maksimaalne stardimass on 41 tonni.

Seega on Venemaa Föderatsioon liidrite seas seerialahenduste turul, mis on omadustelt lähedased hüpersonic lahendustele. Mida saab aga öelda Venemaa arengute kohta "klassikaliste" hüperhelilennukite osas? Kas Vene Föderatsiooni insenerid suudavad luua lahenduse, mis on konkurentsivõimeline Boeingu ja Orbital Scence'i masinatega?

Venemaa hüperhelisõidukid

Praegu on arendamisel Venemaa hüperhelilennuk. Kuid ta on üsna aktiivne. Jutt käib lennukist Yu-71. Selle esimesed katsed viidi ajakirjanduse põhjal otsustades läbi 2015. aasta veebruaris Orenburgi lähedal.

Lennukit kasutatakse eeldatavasti sõjalistel eesmärkidel. Seega suudab hüperhelisõiduk vajadusel toimetada löögirelvi märkimisväärsete vahemaade taha, jälgida territooriumi ja seda saab kasutada ka ründelennunduse elemendina. Mõned teadlased usuvad, et 2020.–2025. strateegilised raketiväed saavad umbes 20 lennukitsobiv tüüp.

Meedias on infot, et vaatluse all olev Venemaa hüperhelilennuk paigutatakse ballistilisele raketile Sarmat, mis on samuti projekteerimisjärgus. Mõned analüütikud usuvad, et arendatav hüperhelisõiduk Yu-71 pole midagi muud kui lõhkepea, mis peab viimases lennusegmendis ballistilisest raketist eralduma, nii et tänu lennukile iseloomulikule suurele manööverdusvõimele suudab see raketi ületada. kaitsesüsteemid.

Projekt Ajax

Ülihelikiirusega lennukite arendamisega seotud tähelepanuväärseimate projektide hulgas on Ajax. Uurime seda üksikasjalikum alt. Ülehelikiirusega lennuk "Ajax" - Nõukogude inseneride kontseptuaalne arendus. Teadusringkondades hakati sellest rääkima juba 80ndatel. Kõige tähelepanuväärsemate omaduste hulgas on termokaitsesüsteemi olemasolu, mis on mõeldud korpuse kaitsmiseks ülekuumenemise eest. Seega pakkusid Ajaxi aparaadi arendajad lahenduse ühele ülalnimetatud "hühelilisuse" probleemile.

Traditsiooniline õhusõiduki termilise kaitse skeem hõlmab spetsiaalsete materjalide paigutamist kerele. Ajaxi arendajad pakkusid välja teistsuguse kontseptsiooni, mille kohaselt ei pidanud see seadet kaitsma välise kuumenemise eest, vaid laskma soojust autosse, suurendades samal ajal selle energiaressurssi. Nõukogude aparaadi peamiseks konkurendiks oli Ameerika Ühendriikides loodud hüperhelilennuk Aurora. Küll aga tänu sellele, et NSV Liidust pärit disainerid on võimalusi oluliselt laiendanudkontseptsiooni kohaselt usaldati uuele arendusele kõige laiem ülesannete hulk, eelkõige uurimistöö. Võime öelda, et Ajax on hüperhelikiirusega mitmeotstarbeline lennuk.

Vaatleme lähem alt NSV Liidu inseneride pakutud tehnoloogilisi uuendusi.

Niisiis tegid nõukogude Ajaxi arendajad ettepaneku kasutada õhusõiduki kere hõõrdumisel atmosfääri vastu tekkivat soojust, et muuta see kasulikuks energiaks. Tehniliselt saaks seda teostada aparaadile täiendavate kestade asetamisega. Selle tulemusena tekkis midagi teise hoone taolist. Selle õõnsus pidi olema täidetud mingisuguse katalüsaatoriga, näiteks põleva materjali ja vee seguga. Tahkest materjalist soojusisolatsioonikiht Ajaxis pidi asendama vedela vastu, mis ühelt poolt pidi kaitsma mootorit, teis alt aitaks kaasa katalüütilisele reaktsioonile, mis Vahepeal võib sellega kaasneda endotermiline efekt - soojuse liikumine välistest kehaosadest sees. Teoreetiliselt võib aparaadi väliste osade jahutamine olla ükskõik milline. Liigsoojust pidi omakorda kasutama lennukimootori efektiivsuse tõstmiseks. Samal ajal võimaldaks see tehnoloogia kütuse reaktsiooni tõttu tekitada vabu vesiniku liike.

Praegu puudub laiemale avalikkusele kättesaadav teave Ajaxi arenduse jätkumise kohta, kuid teadlased peavad nõukogude kontseptsioonide elluviimist väga paljutõotavaks.

Hiina hüperhelisõidukid

KonkurentVenemaa ja USA hüperhelilahenduste turul on Hiina. Hiina inseneride kuulsaimate arenduste hulgas on lennuk WU-14. See on ballistilisele raketile paigaldatud hüperhelipurilennuk.

ICBM saadab lennuki kosmosesse, kust masin sukeldub järsult alla, arendades hüperhelikiirust. Hiina aparaati saab paigaldada erinevatele ICBM-idele, mille sõiduulatus on 2000–12 000 km. Testide käigus leiti, et WU-14 suutis saavutada kiirust üle 12 tuhande km/h, muutes mõnede analüütikute hinnangul seega kiireimaks hüperhelikiirusega lennukiks.

Samas usuvad paljud teadlased, et Hiina arengut ei ole täiesti õigustatud omistada lennukiklassile. Niisiis on lai alt levinud versioon, mille kohaselt tuleks seade liigitada täpselt lõhkepeaks. Ja väga tõhus. Märkimisväärsel kiirusel alla lennates ei suuda isegi kõige moodsamad raketitõrjesüsteemid tagada vastava sihtmärgi pe altkuulamist.

Võib märkida, et Venemaa ja USA arendavad ka sõjalistel eesmärkidel kasutatavaid hüperhelikiirusega sõidukeid. Samal ajal erineb Venemaa kontseptsioon, mille kohaselt peaks vastavat tüüpi masinaid looma, oluliselt, nagu näitavad mõned meedias avaldatud andmed, ameeriklaste ja hiinlaste rakendatud tehnoloogilistest põhimõtetest. Niisiis koondavad Vene Föderatsiooni arendajad oma jõupingutused lennukite loomiselesõidukid, mis on varustatud maapinn alt käivitatava reaktiivmootoriga. Venemaa plaanib selles suunas koostööd Indiaga. Mõnede analüütikute sõnul iseloomustavad Venemaa kontseptsiooni järgi loodud hüperheliseadmeid madalamad kulud ja laiem ulatus.

Samal ajal soovitab Venemaa hüperhelilennuk, mida me eespool mainisime (Yu-71), mõnede analüütikute sõnul just sama paigutust ICBM-idel. Kui see väitekiri osutub tõeks, siis võib väita, et Venemaa Föderatsiooni insenerid töötavad samaaegselt kahes populaarses kontseptuaalses valdkonnas hüperhelilennukite ehitamisel.

CV

Seega, ilmselt maailma kiireim hüperhelilennuk, kui lennukitest rääkida, siis olenemata nende klassifikatsioonist on see ikkagi Hiina WU-14. Kuigi peate mõistma, et tegelikku teavet tema kohta, sealhulgas testidega seotud, saab salastada. See on kooskõlas Hiina arendajate põhimõtetega, kes sageli püüavad oma sõjatehnoloogiat iga hinna eest salajas hoida. Kiireima hüperhelilennuki kiirus on üle 12 000 km/h. See on "järele jõudmas" Ameerika X-43A arendusele – paljud eksperdid peavad seda kõige kiiremaks. Teoreetiliselt suudavad ülihelikiirusega lennukid X-43A ja ka Hiina WU-14 järele jõuda Orbical Science'i arengule, mis on mõeldud kiiruseks üle 12 tuhande km/h.

Vene lennuki Yu-71 omadused pole laiemale avalikkusele veel teada. Võimalik, et need on parameetrite lähedalHiina lennukid. Venemaa insenerid töötavad välja ka hüperhelikiirusega lennukit, mis suudab õhku tõusta mitte ICBM-ide alusel, vaid iseseisv alt.

Venemaa, Hiina ja USA teadlaste praegused projektid on kuidagi seotud sõjalise sfääriga. Ülehelikiirusega õhusõidukeid, olenemata nende võimalikust klassifikatsioonist, peetakse peamiselt relvade, kõige tõenäolisem alt tuumarelvade kandjateks. Kuid kogu maailma teadlaste töödes on väiteid, et "hüperheli", nagu tuumatehnoloogia, võib olla rahumeelne.

See puudutab soodsate ja töökindlate lahenduste ilmumist, mis võimaldavad korraldada sobivat tüüpi masinate masstootmist. Selliste seadmete kasutamine on võimalik kõige laiemas majandusarengu harudes. Suurim nõudlus hüperhelikiirusega lennukite järele on tõenäoliselt kosmose- ja teadustööstuses.

Kuna vastavate masinate tootmistehnoloogiate maksumus odavneb, võivad transpordiettevõtted hakata tundma huvi sellistesse projektidesse investeerimise vastu. Tööstusettevõtted, erinevate teenuste pakkujad võivad hakata "hüperheli" pidama vahendiks, mis tõstab ettevõtete konkurentsivõimet rahvusvahelise suhtluse korraldamisel.