Maailman nopein hypersonic lentokone. Venäläinen hypersonic lentokone

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Tavallinen matkustajakone lentää noin 900 km/h nopeudella. Suihkuhävittäjä voi saavuttaa noin kolme kertaa nopeuden. Nykyaikaiset insinöörit Venäjän federaatiosta ja muista maailman maista kehittävät kuitenkin aktiivisesti entistä nopeampia koneita - hypersonic-lentokoneita. Mitkä ovat vastaavien käsitteiden erityispiirteet?

Hyperäänilentokoneen kriteerit

Mikä on hypersonic lentokone? Tällä on tapana ymmärtää laitteisto, joka pystyy lentämään monta kertaa suuremmalla nopeudella kuin äänen nopeus. Tutkijoiden lähestymistavat sen ominaisindikaattorin määrittämiseen vaihtelevat. On olemassa laajalle levinnyt menetelmä, jonka mukaan lentokonetta on pidettävä yliäänisenä, jos se on moninkertainen nopeimpien nykyaikaisten yliääniajoneuvojen nopeusindikaattoreista. Jotka ovat noin 3-4 tuhatta km / h. Toisin sanoen hypersonic lentokoneen, jos noudatat tätä menetelmää, pitäisi saavuttaa 6 000 km/h nopeus.

Miehittämätön jaohjatut ajoneuvot

Tutkijoiden lähestymistavat voivat vaihdella myös määriteltäessä kriteerit tietyn laitteen luokittelulle lentokoneeksi. On olemassa versio, että vain niitä koneita, joita henkilö hallitsee, voidaan pitää sellaisina. On olemassa näkökulma, jonka mukaan myös miehittämätöntä ajoneuvoa voidaan pitää lentokoneena. Siksi jotkut analyytikot luokittelevat kyseisen tyyppiset koneet ihmisen hallinnassa oleviin ja itsenäisesti toimiviin. Tällainen jako voi olla perusteltua, koska miehittämättömillä ajoneuvoilla voi olla paljon vaikuttavampia teknisiä ominaisuuksia esimerkiksi ylikuormituksen ja nopeuden suhteen.

Samaan aikaan monet tutkijat pitävät hypersonic-lentokoneita yhtenä konseptina, jonka tärkein indikaattori on nopeus. Sillä ei ole väliä istuuko henkilö laitteen ruorissa vai ohjaa konetta robotti - pääasia, että kone on riittävän nopea.

Nousu – yksin vai avustettuna?

Yleinen on hypersonic-lentokoneiden luokitus, joka perustuu niiden luokitteluun sellaisiksi, jotka voivat nousta itsenäisesti, tai sellaisiin, jotka vaativat sijoituksen tehokkaampaan kantoalukseen - rakettiin tai rahtilentokoneeseen. On olemassa näkemys, jonka mukaan on perusteltua viitata tarkasteltavana olevan tyypin laitteisiin pääasiassa sellaisiin, jotka pystyvät nousemaan itsenäisesti tai minimaalisella muiden laitteiden osuudella. Kuitenkin niiden tutkijoiden, jotka uskovat, että hypersonic lentokoneen pääkriteeri on nopeusolla tärkein missä tahansa luokittelussa. Onko kyseessä sitten laitteen luokittelu miehittämättömäksi, ohjatuksi, nousevaksi itsenäisesti tai muiden koneiden avulla - jos vastaava indikaattori saavuttaa yllä olevat arvot, se tarkoittaa, että kyseessä on hypersonic lentokone.

Hyperääniratkaisujen pääongelmat

Hyperääniratkaisujen käsitteet ovat vuosikymmeniä vanhoja. Vastaavantyyppisten ajoneuvojen kehitysvuosien aikana maailman insinöörit ovat ratkaisseet useita merkittäviä ongelmia, jotka objektiivisesti estävät "hyperäänen" tuotannon käynnistämisen - samoin kuin potkuriturbiinien tuotannon järjestäminen.

Suurin vaikeus hypersonic lentokoneiden suunnittelussa on sellaisen moottorin luominen, joka voi olla riittävän energiatehokas. Toinen ongelma on laitteen tarvittavan lämpösuojauksen kohdistaminen. Tosiasia on, että hypersonic lentokoneen nopeus yllä arvioimissamme arvoissa tarkoittaa rungon voimakasta kuumenemista ilmakehän kitkan vuoksi.

Tänään tarkastellaan useita näytteitä vastaavantyyppisten lentokoneiden onnistuneista prototyypeistä, joiden kehittäjät onnistuivat edistymään merkittävästi havaittujen ongelmien ratkaisemisessa. Tutkikaamme nyt maailman tunnetuimpia kehityssuuntia kyseisen tyyppisten hypersonic-lentokoneiden luomisessa.

Boeingin nopein kone

Joidenkin asiantuntijoiden mukaan maailman nopein hypersonic lentokone on amerikkalainen Boeing X-43A. Joten tämän laitteen testauksen aikana kirjattiin, että se saavutti nopeudenyli 11 tuhatta km/h. Se on noin 9,6 kertaa äänen nopeus.

Mitä erityistä on X-43A hypersonic -lentokoneessa? Tämän lentokoneen ominaisuudet ovat seuraavat:

- testeissä mitattu enimmäisnopeus - 11 230 km / h;

- siipien kärkiväli - 1,5 m;

- kotelon pituus - 3,6 m;

- moottori - suoravirtaus, Supersonic Combustion Ramjet;

- polttoaine - ilmakehän happi, vety.

Voidaan todeta, että kyseessä oleva laite on yksi ympäristöystävällisimmistä. Tosiasia on, että käytetty polttoaine ei käytännössä aiheuta haitallisten palamistuotteiden vapautumista.

X-43A hypersonic lentokone kehitettiin NASAn insinöörien sekä Orbical Science Corporationin ja Minocraftin yhteisillä ponnisteluilla. Lentokonetta luotiin noin 10 vuotta. Sen kehittämiseen investoitiin noin 250 miljoonaa dollaria. Kyseisen lentokoneen käsitteellinen uutuus on, että se on suunniteltu testaamaan viimeisintä teknologiaa moottorin työntövoiman toiminnan varmistamiseksi.

Kehittäjä Orbital Science

Orbital Science, joka, kuten yllä totesimme, osallistui X-43A-laitteen luomiseen, onnistui myös luomaan oman hypersonic lentokoneensa - X-34.

Sen huippunopeus on yli 12 000 km/h. Totta, käytännön testien aikana sitä ei saavutettu - lisäksi ei ollut mahdollista saavuttaa X43-A-koneen osoittamaa indikaattoria. Pidetään lentokoneenalaite kiihtyy, kun kiinteällä polttoaineella toimiva Pegasus-raketti aktivoituu. X-34 testattiin ensimmäisen kerran vuonna 2001. Kyseinen lentokone on huomattavasti suurempi kuin Boeingin laite - sen pituus on 17,78 m, siipien kärkiväli 8,85 m. Orbical Sciencen hypersonic-ajoneuvon suurin lentokorkeus on 75 kilometriä.

Lentokoneet Pohjois-Amerikasta

Toinen tunnettu hypersonic lentokone on Pohjois-Amerikan valmistama X-15. Analyytikot pitävät tätä laitetta kokeellisena.

Se on varustettu rakettimoottoreilla, mikä antaa joillekin asiantuntijoille syyn olla luokittelematta sitä lentokoneeksi. Kuitenkin rakettimoottoreiden läsnäolo mahdollistaa laitteen erityisesti suborbitaalisten lentojen suorittamisen. Joten yhden tämän tilan testin aikana lentäjät testasivat sitä. X-15-laitteen tarkoituksena on tutkia hypersonic-lentojen erityispiirteitä, arvioida tiettyjä suunnitteluratkaisuja, uusia materiaaleja ja tällaisten koneiden ohjausominaisuuksia ilmakehän eri kerroksissa. On huomionarvoista, että hankkeen konsepti hyväksyttiin jo vuonna 1954. X-15 lentää nopeudella yli 7 tuhatta km / h. Sen lentosäde on yli 500 km, korkeus yli 100 km.

Nopein tuotantolentokone

Yllä tutkimamme hypersonic-ajoneuvot kuuluvat itse asiassa tutkimusluokkaan. On hyödyllistä harkita joitakin sarjanäytteitä ilma-aluksista, jotka ovat ominaisuuksiltaan lähellä hypersonicia tai ovat (jonkin menetelmän mukaan) yliäänisiä.

Tällaisten koneiden joukossa on amerikkalainen SR-71-kehitys. Jotkut tutkijat eivät ole taipuvaisia luokittelemaan tätä lentokonetta hypersoniciksi, koska sen suurin nopeus on noin 3,7 tuhatta km / h. Yksi sen merkittävimmistä ominaisuuksista on sen lentoonlähtöpaino, joka ylittää 77 tonnia. Laitteen pituus on yli 23 m, siipien kärkiväli yli 13 m.

Yksi nopeimmista sotilaslentokoneista on venäläinen MiG-25. Laite voi saavuttaa yli 3,3 tuhatta km / h nopeuden. Venäläisen lentokoneen suurin lentoonlähtöpaino on 41 tonnia.

Näin ollen sarjaratkaisujen markkinoilla, jotka ovat ominaisuuksiltaan lähellä hypersonic-ratkaisuja, Venäjän federaatio on johtajia. Mutta mitä voidaan sanoa Venäjän kehityksestä "klassisten" hypersonic lentokoneiden suhteen? Pystyvätkö Venäjän federaation insinöörit luomaan ratkaisun, joka on kilpailukykyinen Boeingin ja Orbital Scencen koneiden kanssa?

Venäjän hypersonic-ajoneuvot

Tällä hetkellä venäläistä hypersonic-lentokonetta kehitetään. Mutta hän on melko aktiivinen. Puhumme Yu-71-lentokoneesta. Sen ensimmäiset testit, tiedotusvälineiden perusteella päätellen, suoritettiin helmikuussa 2015 lähellä Orenburgia.

Lentokonetta odotetaan käytettävän sotilaallisiin tarkoituksiin. Siten hypersonic-ajoneuvo pystyy tarvittaessa toimittamaan iskeviä aseita pitkiä matkoja, tarkkailemaan aluetta ja sitä voidaan käyttää myös hyökkäysilmailun osana. Jotkut tutkijat uskovat, että 2020-2025. Strategiset ohjusjoukot saavat noin 20 lentokonettasopiva tyyppi.

Mediassa on tietoa, että harkittava venäläinen hypersonic lentokone sijoitetaan ballistiseen Sarmat-ohjukseen, joka on myös suunnitteluvaiheessa. Jotkut analyytikot uskovat, että kehitteillä oleva Yu-71 hypersonic-ajoneuvo ei ole muuta kuin taistelukärki, jonka on erotettava ballistisesta ohjuksesta viimeisessä lennon osassa, jotta se voi lentokoneelle ominaisen korkean ohjattavuuden ansiosta voittaa ohjuksen. puolustusjärjestelmät.

Project Ajax

Hyperäänilentokoneiden kehittämiseen liittyvien merkittävimpien projektien joukossa on Ajax. Tutkitaanpa sitä tarkemmin. Hypersoninen lentokone "Ajax" - Neuvostoliiton insinöörien käsitteellinen kehitys. Tiedeyhteisössä siitä puhuttiin jo 80-luvulla. Yksi merkittävimmistä ominaisuuksista on lämpösuojajärjestelmän läsnäolo, joka on suunniteltu suojaamaan koteloa ylikuumenemiselta. Siten Ajax-laitteen kehittäjät ehdottivat ratkaisua yhteen "hypersonic" -ongelmista, jotka olemme tunnistaneet edellä.

Perinteinen lentokoneiden lämpösuojausjärjestelmä sisältää erikoismateriaalien sijoittamisen rungon päälle. Ajax-kehittäjät ehdottivat erilaista konseptia, jonka mukaan sen ei pitänyt suojata laitetta ulkoiselta lämmittämiseltä, vaan päästää lämpöä autoon ja samalla lisätä sen energiaresurssia. Neuvostoliiton laitteen pääkilpailija oli Yhdysvalloissa luotu Aurora-hypersonic-lentokone. Kuitenkin, koska Neuvostoliiton suunnittelijat ovat laajentaneet mahdollisuuksia merkittävästikonseptissa uudelle kehitykselle uskottiin laajin tehtävävalikoima, erityisesti tutkimus. Voimme sanoa, että Ajax on yliääninen monikäyttöinen lentokone.

Katsotaanpa lähemmin Neuvostoliiton insinöörien ehdottamia teknisiä innovaatioita.

Joten, Ajaxin neuvostoliittolaiset kehittäjät ehdottivat, että lentokoneen rungon ilmakehää vasten tapahtuvan kitkan seurauksena syntyvää lämpöä käytetään muuttamaan se hyödylliseksi energiaksi. Teknisesti tämä voitaisiin toteuttaa asettamalla lisäkuoret laitteeseen. Tuloksena muodostui jotain toisen rakennuksen k altaista. Sen ontelo oli tarkoitus täyttää jollain katalyytillä, esimerkiksi palavan materiaalin ja veden seoksella. Ajaxin kiinteästä materiaalista valmistettu lämmöneristyskerros oli tarkoitus korvata nestemäisellä, jonka toisa alta oli tarkoitus suojata moottoria, toisa alta myötävaikuttaa katalyyttiseen reaktioon, joka Samaan aikaan siihen voi liittyä endoterminen vaikutus - lämmön liikkuminen ulkopuolelta kehon sisällä. Teoriassa laitteen ulkoisten osien jäähdytys voi olla mitä tahansa. Ylimääräistä lämpöä puolestaan oli tarkoitus käyttää lentokoneen moottorin hyötysuhteen lisäämiseen. Samalla tämä tekniikka mahdollistaisi vapaiden vetyyhdisteiden muodostumisen polttoaineen reaktiosta.

Tällä hetkellä suuren yleisön saatavilla ei ole tietoa Ajaxin kehityksen jatkumisesta, mutta tutkijat pitävät erittäin lupaavana neuvostokonseptien toteuttamista käytännössä.

Kiinalaiset hypersonic-ajoneuvot

KilpailijaVenäjä ja USA hypersonic-ratkaisujen markkinoilla ovat Kiina. Kiinalaisten insinöörien kuuluisimpia kehityshankkeita on WU-14-lentokone. Se on ballistiseen ohjukseen asennettu hypersonic purjelentokone.

ICBM laukaisee lentokoneen avaruuteen, josta kone sukeltaa jyrkästi alas kehittäen hyperääninopeutta. Kiinalainen laite voidaan asentaa erilaisiin ICBM-malleihin, joiden kantama on 2 000 - 12 000 km. Testien aikana havaittiin, että WU-14 kykeni saavuttamaan yli 12 000 km/h nopeuden, jolloin siitä tuli joidenkin analyytikoiden mukaan nopein hypersonic lentokone.

Samaan aikaan monet tutkijat uskovat, että Kiinan kehitystä ei ole täysin laillista liittää lentokoneluokkaan. Joten versio on laajalle levinnyt, jonka mukaan laite tulisi luokitella tarkasti taistelukärkeksi. Ja erittäin tehokas. Merkittävällä nopeudella lentäessään edes nykyaikaisimmat ohjuspuolustusjärjestelmät eivät pysty takaamaan vastaavan kohteen sieppausta.

Voidaan huomata, että Venäjä ja Yhdysvallat kehittävät myös sotilaallisiin tarkoituksiin käytettäviä hypersonic-ajoneuvoja. Samaan aikaan venäläinen konsepti, jonka mukaan sen on tarkoitus luoda vastaavan tyyppisiä koneita, eroaa merkittävästi, kuten joidenkin tiedotusvälineiden tiedot osoittavat, amerikkalaisten ja kiinalaisten toteuttamista teknisistä periaatteista. Joten Venäjän federaation kehittäjät keskittävät ponnistelunsa lentokoneiden luomiseenajoneuvot, jotka on varustettu maasta laukaistavalla suihkumoottorilla. Venäjä suunnittelee tämänsuuntaista yhteistyötä Intian kanssa. Venäläisen konseptin mukaan luoduille yliäänisille laitteille on joidenkin analyytikoiden mukaan ominaista alhaisemmat kustannukset ja laajempi kattavuus.

Samaan aikaan venäläinen hypersonic lentokone, jonka mainitsimme yllä (Yu-71), ehdottaa joidenkin analyytikoiden mukaan vain samaa sijoitusta ICBM:issä. Jos tämä väitöskirja osoittautuu todeksi, voidaan sanoa, että Venäjän federaation insinöörit työskentelevät samanaikaisesti kahdella suositulla käsitteellisellä alueella hypersonic lentokoneiden rakentamisessa.

CV

Joten, luultavasti maailman nopein hypersonic lentokone, jos puhumme lentokoneista, riippumatta niiden luokituksesta, tämä on edelleen kiinalainen WU-14. Vaikka sinun on ymmärrettävä, että todelliset tiedot hänestä, mukaan lukien testeihin liittyvät, voidaan luokitella. Tämä on sopusoinnussa kiinalaisten kehittäjien periaatteiden kanssa, jotka usein pyrkivät pitämään sotilasteknologiansa salassa hinnalla millä hyvänsä. Nopeimman hypersonic lentokoneen nopeus on yli 12 000 km/h. Se on "kurissa kiinni" amerikkalaisen X-43A:n kehityksen kanssa - monet asiantuntijat pitävät sitä nopeimpana. Teoreettisesti X-43A hypersonic -lentokone sekä kiinalainen WU-14 voivat saavuttaa Orbical Sciencen kehityksen, joka on suunniteltu yli 12 tuhannen km/h nopeuteen.

Venäläisen Yu-71-koneen ominaisuudet eivät ole vielä suuren yleisön tiedossa. On mahdollista, että ne ovat lähellä parametrejakiinalainen lentokone. Venäläiset insinöörit kehittävät myös hypersonic lentokonetta, joka pystyy nousemaan ei ICBM:ien perusteella vaan itsenäisesti.

Venäjän, Kiinan ja USA:n tutkijoiden nykyiset projektit liittyvät jollain tavalla sotilaalliseen alaan. Yliäänilentokoneita, niiden mahdollisesta luokittelusta riippumatta, pidetään ensisijaisesti aseiden, todennäköisimmin ydinaseiden, kantajina. Kuitenkin eri puolilta maailmaa olevien tutkijoiden töissä on teesejä, joiden mukaan "hyperääni", kuten ydinteknologia, voi hyvinkin olla rauhallista.

Kyse on edullisista ja luotettavista ratkaisuista, joiden avulla voit järjestää oikeantyyppisten koneiden massatuotannon. Tällaisten laitteiden käyttö on mahdollista laajalla taloudellisen kehityksen aloilla. Suurin kysyntä hyperäänilentokoneille on todennäköisesti avaruus- ja tutkimusteollisuudessa.

Kun vastaavien koneiden valmistusteknologioiden kustannukset halpenevat, kuljetusalan yritykset voivat alkaa olla kiinnostuneita investoimaan tällaisiin hankkeisiin. Teollisuusyritykset, erilaisten palvelujen tarjoajat saattavat alkaa pitää "hypersoundia" välineenä liiketoiminnan kilpailukyvyn lisäämiseksi kansainvälisen viestinnän järjestämisessä.