Дүйнөдөгү эң ылдам гиперсоникалык учак. Орусиянын гиперүн учагы

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Кадимки жүргүнчү учагы болжол менен 900 км/саат ылдамдыкта учат. Реактивдүү истребитель уч эсе ылдамдыкка жете алат. Бирок, Россия Федерациясынын жана дуйненун башка елкелерунун азыркы инженерлери мындан да тезирээк машиналарды - гиперсоникалык самолётторду жигердуу иштеп жатышат. Тиешелүү түшүнүктөрдүн өзгөчөлүктөрү кандай?

Гиперсоникалык учак үчүн критерийлер

Гиперсоникалык учак деген эмне? Муну менен үндүн ылдамдыгынан көп эсе жогору уча алган аппаратты түшүнүү адатка айланган. Анын конкреттүү көрсөткүчүн аныктоодо изилдөөчүлөрдүн мамилеси ар түрдүү. Кеңири таралган методология бар, ага ылайык аба кемеси эң ылдам заманбап унаалардын ылдамдык көрсөткүчтөрүнүн бир нече эсе көп болсо, гиперүн деп эсептелиши керек. Бул болжол менен 3-4 миң км/саат. Башкача айтканда, эгер бул методологияны колдонсоңуз, гиперүндүү учак 6000 км/саат ылдамдыкка жетиши керек.

Учкучсуз жанабашкарылган унаалар

Изилдөөчүлөрдүн мамилеси белгилүү бир түзүлүштү учак катары классификациялоо критерийлерин аныктоо жагынан да айырмаланышы мүмкүн. Бир адам башкарган машиналарды гана ушундай деп эсептөөгө болот деген версия бар. Учкучсуз унаа да учак катары каралышы мүмкүн деген көз караш бар. Ошондуктан, кээ бир аналитиктер каралып жаткан типтеги машиналарды адам көзөмөлдөгөн жана автономдуу иштеген машиналарга классификациялашат. Мындай бөлүнүүнү актоого болот, анткени пилотсуз унаалар, мисалы, ашыкча жүктөө жана ылдамдык жагынан алда канча таасирдүү техникалык мүнөздөмөлөргө ээ болушу мүмкүн.

Ошол эле учурда көптөгөн изилдөөчүлөр гиперүндүү учактарды бирдиктүү концепция катары карашат, анын негизги көрсөткүчү ылдамдык болуп саналат. Аппараттын штурвалында адам отурабы же машина робот тарабынан башкарылабы маанилүү эмес - эң негизгиси учактын ылдамдыгы жетиштүү.

Учуу - жалгызбы же жардамчыбы?

Гиперүндүү учактардын классификациясы кеңири таралган, ал аларды өз алдынча уча ала турган же күчтүүрөөк ташуучуга - ракетага же жүк ташуучу учакка жайгаштырууну талап кылгандар катары классификациялоого негизделген. Каралып жаткан типтеги приборлорго, негизинен, өз алдынча же башка жабдуулардын түрлөрүн минималдуу тартуу менен учууга жөндөмдүү болгондорго кайрылуу мыйзамдуу деген көз караш бар. Бирок, гипер үн учакты мүнөздөгөн негизги критерий ылдамдык деп эсептеген изилдөөчүлөр керекар кандай классификацияда биринчи орунда турат. Ал аппаратты пилотсуз, башкарылуучу, өз алдынча же башка машиналардын жардамы менен учуп кетүүгө жөндөмдүү деп классификациялап жатабы - эгерде тиешелүү индикатор жогорудагы маанилерге жетсе, анда бул сөз гипер үндүү учак жөнүндө болуп жатканын билдирет.

Гиперсоникалык чечимдердин негизги көйгөйлөрү

Гиперсоникалык эритмелер жөнүндө түшүнүктөр ондогон жылдардан бери эски. Тиешелүү типтеги автотранспортту иштеп чыгуунун бардык жылдарында дүйнөлүк инженерлер турбовинттүү учактарды чыгарууну уюштурууга окшош «гипер үндөрдү» чыгарууга объективдүү жол бербөөчү бир катар олуттуу маселелерди чечип келишкен.

Гиперсоникалык учактарды конструкциялоодогу негизги кыйынчылык – бул энергияны жетиштүү үнөмдөөчү кыймылдаткычты түзүү. Дагы бир көйгөй - аппараттын керектүү жылуулук коргоону тегиздөө. Чындыгында, биз жогоруда каралган маанилердеги гипер үндүк учактын ылдамдыгы атмосферага сүрүлүүдөн улам корпустун катуу ысып кетишин билдирет.

Бүгүн биз тиешелүү типтеги учактардын ийгиликтүү прототиптеринин бир нече үлгүлөрүн карап чыгабыз, аларды иштеп чыгуучулар белгиленген көйгөйлөрдү ийгиликтүү чечүүдө олуттуу ийгиликтерге жетише алышкан. Келгиле, азыр каралып жаткан типтеги гиперүндүү учактарды түзүү боюнча дүйнөдөгү эң белгилүү окуяларды изилдеп көрөлү.

Боингдин эң ылдам учагы

Кээ бир эксперттердин пикири боюнча, дүйнөдөгү эң ылдам гиперсоникалык учак – америкалык Boeing X-43A. Ошентип, бул аппаратты сыноо учурунда анын ылдамдыкка жеткени жазылган11 миң км/сааттан ашат. Бул үн ылдамдыгынан болжол менен 9,6 эсе көп.

X-43A гиперүндүү учактын өзгөчөлүгү эмнеде? Бул учактын мүнөздөмөлөрү төмөнкүдөй:

- сыноолордо катталган максималдуу ылдамдык - 11 230 км/саат;

- канаты - 1,5 м;

- корпустун узундугу - 3,6 м;

- кыймылдаткыч - түз агым, Supersonic Cobustion Ramjet;

- отун - атмосфералык кычкылтек, суутек.

Белгилей кетсек, сөз болуп жаткан аппарат экологиялык жактан эң таза түзмөктөрдүн бири. Иш жүзүндө колдонулган күйүүчү май зыяндуу күйүү продуктуларын бөлүп чыгарбайт.

X-43A гиперүндүү учак NASA инженерлеринин, ошондой эле Orbical Science Corporation жана Minocraft биргелешкен аракеттери менен иштелип чыккан. Учак 10 жылдай жаралган. Аны өнүктүрүүгө 250 миллион долларга жакын каражат жумшалган. Сөз болуп жаткан учактын концептуалдык жаңылыгы - ал кыймылдаткычтын иштешин камсыз кылуу үчүн эң акыркы технологияны сыноо максатында иштелип чыккан.

Orbital Science тарабынан иштелип чыккан

Orbital Science, жогоруда белгилегендей, X-43A түзүлүшүн түзүүгө катышкан, ошондой эле өзүнүн гиперсоникалык учагын - X-34 түзүүгө жетишкен.

Анын эң жогорку ылдамдыгы 12 000 км/сааттан ашат. Ырас, практикалык сыноолордун жүрүшүндө ал жетишилген эмес - анын үстүнө, ал X43-A учак көрсөткөн көрсөткүчкө жетүү мүмкүн эмес болчу. Самолёт деп эсептелеткатуу күйүүчү май менен иштеген Pegasus ракетасы ишке киргенде аппарат ылдамдайт. X-34 биринчи жолу 2001-жылы сыналган. Сөз болуп жаткан учак Boeing компаниясынын аппаратынан бир топ чоңураак – анын узундугу 17,78 м, канаттарынын кеңдиги 8,85 м. Orbical Science компаниясынан чыккан гиперүндүк аппараттын учуу бийиктиги 75 километр.

Түндүк Америкадан келген учак

Дагы бир белгилүү гиперсоникалык учак – Түндүк Америка тарабынан чыгарылган X-15. Аналитиктер бул аппаратты эксперименталдык деп аташат.

Ал ракета кыймылдаткычтары менен жабдылган, бул кээ бир эксперттерге аны учак катары классификациялабоого негиз берет. Бирок ракеталык кыймылдаткычтардын болушу аппаратка, атап айтканда, суборбиталдык учууларды жасоого мумкундук берет. Ошентип, бул режимдеги сыноолордун биринде учкучтар тарабынан сыналган. «Х-15» аппаратынын максаты - гиперсоникалык учуулардын езгечелуктерун уйренуу, кээ бир конструк-циялык чечимдерди, жацы материалдарды баалоо, атмосферанын ар турдуу катмарларында мындай машиналарды башкаруунун өзгөчөлүктөрү. Белгилей кетсек, долбоордун концепциясы 1954-жылы эле бекитилген. X-15 7 миң км/сааттан ашык ылдамдыкта учат. Анын учуу аралыгы 500 кмден ашык, бийиктиги 100 кмден ашат.

Эң ылдам өндүрүштүк учак

Биз жогоруда изилдеген гиперүн машиналары чындыгында изилдөө категориясына кирет. Мүнөздөмөлөрү боюнча гиперүнгө жакын же (тиги же бул методология боюнча) гиперүндүү учактардын сериялык үлгүлөрүн карап чыгуу пайдалуу болот.

Мындай маши-налардын арасында америкалык «СР-71» самолету бар. Кээ бир изилдөөчүлөр анын максималдуу ылдамдыгы болжол менен 3,7 миң км/саат болгондуктан, бул учакты гиперсоникалык катары классификациялоого жакын эмес. Анын эң көрүнүктүү өзгөчөлүктөрүнүн арасында анын учуу салмагы 77 тоннадан ашат. Аппараттын узундугу 23 мден ашык, канаты 13 мден ашык.

Эң ылдам аскердик учактардын бири орусиялык МиГ-25. Аппарат 3,3 миң км/сааттан ашык ылдамдыкка жете алат. Орус учагынын максималдуу учуу салмагы 41 тоннаны түзөт.

Ошентип, сериалдуу чечимдердин рыногунда, өзгөчөлүгү боюнча гиперүндүүлөргө жакын, Россия Федерациясы лидерлердин катарында. Бирок орусиялык "классикалык" гиперсоникалык учактар жөнүндө эмне айтууга болот? Россия Федерациясынын инженерлери Boeing жана Orbital Scence машиналары менен атаандаша турган чечимди түзө алабы?

Орусиянын гиперүн машиналары

Учурда россиялык гиперсоникалык учак иштелип чыгууда. Бирок ал абдан активдүү. Сөз Ю-71 учагы жөнүндө болуп жатат. Анын алгачкы сыноолору, ЖМКнын маалыматтарына караганда, 2015-жылдын февралында Оренбургдун жанында болгон.

Учак аскердик максатта колдонулушу күтүлүүдө. Ошентип, гиперсоникалык унаа, зарыл болсо, бир топ аралыкка сокку уруучу куралдарды жеткирүүгө, аймакты көзөмөлдөөгө, ошондой эле чабуул авиациясынын элементи катары колдонула алат. Кээ бир изилдөөчүлөр 2020-2025-ж. стратегиялык ракеталык аскерлер 20га жакын самолётту кабыл алышатылайыктуу түрү.

ММКда каралып жаткан россиялык гиперүндүү учак Сармат баллистикалык ракетасына жайгаштырыла турганы тууралуу маалымат бар, ал дагы долбоорлоо баскычында. Кээ бир аналитиктер иштелип жаткан Ю-71 гиперүндүү унаасы учуунун акыркы сегментинде баллистикалык ракетадан бөлүнүшү керек болгон согуштук боеголовкадан башка эч нерсе эмес деп эсептешет, ошондуктан учакка мүнөздүү жогорку маневрдүүлүктүн аркасында ал ракетаны жеңе алат. коргонуу системалары.

Project Ajax

Гиперсоникалык учактарды өнүктүрүүгө байланыштуу эң көрүнүктүү долбоорлордун арасында Ajax бар. Аны кененирээк изилдеп көрөлү. Гиперсоникалык учак "Аякс" - советтик инженерлердин концептуалдык иштеп чыгуусу. Илимий коомчулукта бул тууралуу сөз 80-жылдары башталган. Эң көрүнүктүү мүнөздөмөлөрдүн бири - бул ишти ашыкча ысып кетүүдөн коргоо үчүн иштелип чыккан жылуулук коргоо тутумунун болушу. Ошентип, Ajax аппаратынын иштеп чыгуучулары жогоруда биз аныктаган "гиперсоникалык" көйгөйлөрдүн бирин чечүү жолун сунушташты.

Учактарды жылуулуктан коргоонун салттуу схемасы кузовго атайын материалдарды жайгаштырууну камтыйт. Ajax иштеп чыгуучулары башка концепцияны сунушташкан, ага ылайык, ал аппаратты тышкы жылытуудан коргобостон, анын энергетикалык ресурсун көбөйтүү менен бирге, унаага жылуулук киргизиши керек болчу. Советтик аппараттын негизги атаандашы АКШда жаралган «Аврора» гиперсоникалык самолёту болгон. Бирок, СССРдин конструкторлору мумкунчулуктерду бир кыйла кецейткендигине байланыштууконцепциясына ылайык, жаңы иштеп чыгууга милдеттердин кеңири спектри, атап айтканда, изилдөө жүктөлгөн. Биз Ajax гипер үндүү көп максаттуу учак деп айта алабыз.

СССРдин инженерлери сунуш кылган технологиялык инновацияларды жакшылап карап көрөлү.

Ошентип, «Аякс» компаниясынын советтик иштеп чыгуучулары учактын кузовунун атмосферага сүрүлүүсүнүн натыйжасында пайда болгон жылуулукту пайдаланууну, аны пайдалуу энергияга айландырууну сунуш кылышкан. Техникалык жактан бул аппаратка кошумча снаряддарды коюу аркылуу ишке ашырылышы мүмкүн. Натыйжада, экинчи имарат сыяктуу бир нерсе пайда болгон. Анын көңдөйү кандайдыр бир катализатор, мисалы, күйүүчү материал менен суунун аралашмасы менен толтурулушу керек болчу. Аякстагы катуу материалдан жасалган жылуулук өткөрүүчү катмар суюк катмар менен алмаштырылышы керек болчу, ал бир жагынан кыймылдаткычты коргойт, экинчи жагынан каталитикалык реакцияга көмөктөшөт. ошол эле учурда, эндотермикалык эффект менен коштолушу мүмкүн - сырткы дене бөлүктөрүнүн ичиндеги жылуулуктун кыймылы. Теориялык жактан алганда, аппараттын тышкы бөлүктөрүн муздатуу эч нерсе болушу мүмкүн. Ашыкча жылуулук, өз кезегинде, учак кыймылдаткычынын натыйжалуулугун жогорулатуу үчүн пайдаланылышы керек болчу. Ошол эле учурда бул технология күйүүчү майдын реакциясынан улам суутектин эркин түрлөрүн түзүүгө мүмкүндүк берет.

Учурда Ajaxтын өнүгүүсүн улантуу жөнүндө жалпы коомчулукка жеткиликтүү маалымат жок, бирок изилдөөчүлөр советтик концепцияларды иш жүзүндө колдонууну абдан келечектүү деп эсептешет.

Кытайдын гиперүн машиналары

АтаандашГиперсоникалык чечимдер рыногунда Россия жана АКШ Кытай болуп саналат. Кытайдан келген инженерлердин эң белгилүү иштеп чыгууларынын арасында WU-14 учактары бар. Бул баллистикалык ракетага орнотулган гиперүндүү планер.

ICBM космоско учакты учурат, ал жерден машина катуу ылдыйга сүңгүп, гиперүн ылдамдыгын өнүктүрөт. Кытай аппараты 2000ден 12000 кмге чейинки аралыктагы ар кандай ICBMлерге орнотулат. Сыноолордун жүрүшүндө WU-14 12 миң км/сааттан ашкан ылдамдыкка жетип, ошону менен айрым аналитиктердин пикири боюнча эң ылдам гиперсоникалык учакка айланганы аныкталды.

Ошол эле учурда, көптөгөн изилдөөчүлөр Кытайдын өнүгүүсү учактардын классына таандык кылуу толук мыйзамдуу эмес деп эсептешет. Ошентип, версия кеңири таралган, ага ылайык, аппарат так согуштук дүрмөт катары классификацияланышы керек. Жана абдан натыйжалуу. Белгилүү ылдамдыкта учуп баратканда, эң заманбап ракетадан коргонуу системалары да тиешелүү бутаны кармоого кепилдик бере албайт.

Белгилей кетсек, Орусия менен АКШ дагы аскердик максатта колдонулган гиперүндүү унааларды жасап жатышат. Ошол эле учурда, орус концепциясы, ага ылайык, тиешелүү типтеги машиналарды түзүүгө тийиш, америкалыктар менен кытайлар ишке ашырган технологиялык принциптерден олуттуу айырмаланат, муну кээ бир маалымат каражаттарындагы маалыматтар тастыктайт. Ошентип, Россия Федерациясынын иштеп чыгуучулары учактарды түзүү тармагына өз күч-аракетин топтоп жатышатжерден учурууга жөндөмдүү ramjet кыймылдаткычы менен жабдылган унаалар. Орусия Индия менен бул багытта кызматташууну пландаштырууда. Кээ бир аналитиктердин айтымында, орусиялык концепцияга ылайык түзүлгөн гиперүндүү аппараттар арзаныраак баалары жана кеңири масштабы менен мүнөздөлөт.

Ошол эле учурда, биз жогоруда айтып өткөн орусиялык гиперүндүү учак (Ю-71), кээ бир аналитиктердин пикири боюнча, ICBMs боюнча бирдей жайгаштырууну сунуштайт. Эгерде бул тезис чын болуп чыкса, анда Россия Федерациясынын инженерлери бир эле учурда гипер үндүү учактарды курууда эки популярдуу концептуалдык багытта иштеп жатышат деп айтууга болот.

CV

Ошентип, дүйнөдөгү эң ылдам гиперсоникалык учак, классификациясына карабастан учактар жөнүндө айтсак, бул дагы эле кытайлык WU-14. Сиз тесттер менен байланышкан, анын ичинде, ал жөнүндө чыныгы маалымат, жашыруун болушу мүмкүн экенин түшүнүү керек да. Бул кытайлык иштеп чыгуучулардын принциптерине шайкеш келет, алар көбүнчө аскердик технологияларын кандай болсо да жашыруун сактоого умтулушат. Эң ылдам гиперсоникалык учактын ылдамдыгы 12 000 км/сааттан ашат. Ал X-43A америкалык өнүгүүсүнө "кууп баратат" - көптөгөн эксперттер аны эң ылдам деп эсептешет. Теориялык жактан алганда, X-43A гиперсоникалык учагы, ошондой эле кытайлык WU-14, 12 миң км/саат ылдамдыкка ылайыкталган Orbical Science компаниясынын өнүгүүсүнө жете алат.

Орусиялык Ю-71 учагынын мүнөздөмөлөрү жалпы коомчулукка азырынча белгилүү эмес. Алар параметрлерге жакын болушу мүмкүнКытайдын учактары. Орус инженерлери ошондой эле ICBM негизинде эмес, өз алдынча уча ала турган гиперүндүү учакты иштеп чыгууда.

Орусия, Кытай жана АКШнын изилдөөчүлөрүнүн учурдагы долбоорлору кандайдыр бир деңгээлде аскердик чөйрө менен байланышкан. Гиперсоникалык учактар, алардын мүмкүн болгон классификациясына карабастан, биринчи кезекте, курал алып жүрүүчү катары каралат, балким, ядролук. Бирок дүйнө жүзүндөгү изилдөөчүлөрдүн эмгектеринде "гиперүн" өзөктүк технология сыяктуу эле тынчтык болушу мүмкүн деген тезистер бар.

Бул тиешелүү типтеги машиналарды массалык түрдө чыгарууну уюштурууга мүмкүндүк берүүчү жеткиликтүү жана ишенимдүү чечимдердин пайда болушу жөнүндө. Мындай приборлорду колдонуу эл чарбасынын енугушунун эц кенири тармактарында мумкун. Гиперүндүү учактарга эң чоң суроо-талап космос жана изилдөө тармактарында болушу мүмкүн.

Тиешелүү машиналарды өндүрүү технологияларынын баасы арзандаган сайын, транспорттук ишканалар мындай долбоорлорго инвестиция салууга кызыкдар боло башташы мүмкүн. Өнөр жай корпорациялары, ар кандай кызматтарды көрсөтүүчүлөр "гиперүндү" эл аралык байланыштарды уюштуруу жагынан бизнестин атаандаштыкка жөндөмдүүлүгүн жогорулатуу куралы катары карай башташы мүмкүн.