În ultima vreme, în fiecare zi, întâlnești mesaje pe hiperson: „Focalizatoarele rachetei manevrează, zboară la hiperson și la distanță intercontinentală …” „Un motor hipersonic cu ramjet este testat în Rusia!” Și așa mai departe și așa mai departe.
O imagine fantastică se ridică imediat în fața ochilor unui om obișnuit pe stradă - avioanele hipersonice decolează și lovesc cu rachetele lor, din nou pe ținte hipersonice, intercontinentale … Atât avioanele în sine, cât și rachetele lor scramjet sunt invizibile și nu sunt interceptate.
E chiar asa? Să vedem
Articolul s-a întâlnit din nou „Hipersonic, cu flux direct, zboară” în „Tehnologie - Tineret” din 1991.
Articolul spune: „Motorul scramjet sau, după cum se spune,„ fluxul direct hipersonic”, va permite să zboare de la Moscova la New York în 2-3 ore, lăsând mașina cu aripi din atmosferă în spațiu. Un avion aerospațial nu va avea nevoie de un avion de rapel, ca pentru Zenger, sau de un vehicul de lansare, ca pentru navete și Buran, - livrarea mărfii pe orbită va costa de aproape zece ori mai ieftin. Articolul a fost scris de Yuri SHIKHMAN și Vyacheslav SEMENOV, cercetători la CIAM.
Desigur, îi cunoșteam bine pe amândoi, deoarece am participat cu ei la multe lucrări pe tema institutului. Inclusiv pe tema scramjet. Deși partea mea din lucrare nu aparținea celor principale și principale, a fost totuși necesară și importantă. Am fost implicat în această muncă în anul 84, ca tânăr specialist și cercetător junior. La acea vreme, Ruvim Isaevich Kurziner era încă liderul tuturor lucrărilor pe tema „Rece” la CIAM.
Un motor scramjet cu experiență pe tema „Rece” sau produsul 057, ca parte a unui laborator de zbor hipersonic (HLL), a fost un obiect de cercetare, sarcina principală a căreia a fost demonstrarea posibilității de ardere a unui amestec combustibil-aer la o viteză supersonică a scurgerii unui fluid de lucru în circuitul camerei de ardere. Nu a fost posibilă simularea tuturor modurilor de ardere la sol, astfel că s-a decis investigarea unei astfel de probleme în condiții reale de zbor.
O rachetă antiaeriană 5В28 a complexului С-200В (SA-5) a fost utilizată ca transportator, accelerator și moduri de zbor simulând studiul. În loc de partea de cap a cărei GLL a fost ancorată cu un motor scramjet cu rezervor de combustibil și sisteme de control și întreținere.
Primul zbor al GLL cu un scramjet a fost efectuat la 28 noiembrie 1991. În primul test de zbor al motorului scramjet, numărul maxim de M a fost de 5, 8, motorul a funcționat în total 28 de secunde, în timpul zborului s-a pornit automat de două ori. Astfel, pentru prima dată în lume în condiții de test de zbor, performanța unui motor hipersonic ramjet (revista „Motor” nr. 6 din 2006).
În perioada 1991-98, au fost făcute aproximativ 8 lansări (inclusiv cele aruncate). Pe lângă specialiștii ruși, francezii au participat la studiile motorului experimental scramjet - în 1992 și 1995 în contracte cu Centrul Național de Științe francez (ONERA), iar în 1997 și 1998 - americanii, în baza unui contract cu SUA Agenția Spațială Națională (NASA).
Deci, au trecut mai bine de 20 de ani. Ce avem?
Există aeronave hipersonice, adică care zboară la hiperspeed (M> 5)? Există
În primul rând, au fost orbitanții Buran și naveta.
Revenind de pe orbita „Buran”, de exemplu, planifică aproximativ o jumătate de oră în hiperson la o distanță de aproximativ 8000 km de la o altitudine de 100 km și până la 20.
Caracteristicile tactice și tehnice ale OK "Buran" în modul coborâre la viteze hipersonice:
• Greutate de lansare - 105 tone
• Distanța până la pista de aterizare - 8270 km
• Viteza pe traiectoria de coborâre - 7, 592 … 0, 520 km / s (27,330-1,872 km / h) aprox. 27-1, 8 Max
• Gama de altitudine de coborâre - 100 … 20 km
Să desfășurăm un „experiment de gândire”. Este posibil să se întoarcă întregul profil de aterizare al „navei spațiale orbitale hipersonice” „Buran” înapoi?
Poate sa!
Numai pentru aceasta avem nevoie de o rachetă de transport „Energia”.
- Și dacă e pe GPRD? - va întreba cititorul. Poate sa. Dar pentru aceasta va fi necesar să „împingem” mai întâi întregul sistem cu ceva similar cu PRD pentru a ne asigura că GPJE ajunge la modul. accelerarea „pudrei”. Și apoi aduceți-l pe o orbită circulară, „alimentând” motoarele cu oxigen stocat sau cu un motor rachetă curat. Ca rezultat, „economiile” pe oxidant, atunci când se utilizează oxigenul atmosferic pe motorul scramjet, vor fi bune, aproximativ 20%. Dar atunci sunt atât de multe dificultăți pe care Dumnezeu să le ferească!
Au conceput inginerii acest tip de „sisteme economice” folosind aerul exterior? Da, atât cât este necesar! Același „Zenger” și „Hotol”.
Și … să spunem modest - versiunile timpurii ale faimosului Topol ICBM, de renume mondial. Da, întradevăr! Tot acest sistem a fost numit „Gnome”
„Gnome” este o rachetă balistică intercontinentală în trei etape echipată cu un motor de propulsie cu propulsie solidă ramjet în prima etapă, motoare cu propulsie solidă în a doua și a treia etapă și un accelerator. Proiectarea a fost realizată de la începutul anilor 60 la Biroul de proiectare inginerie mecanică (Kolomna) sub conducerea lui Boris Shavyrin.
Raza maximă de tragere, km 11000
Lansarea greutății, t 29
Greutate utilă, kg 470
Lungimea rachetelor, m 16, 14
Numărul de pași 3
Mai târziu, proiectantul MIT A. D. Nadiradze, bazându-se pe experiența sa de a crea un OTR „Temp” mobil, a propus un proiect ICBM pe motoare convenționale cu combustibil solid. El a fost susținut de conducerea Ministerului Industriei Apărării și, ca rezultat, am primit un intercontinental mobil de 45 de tone „Temp-2S”. Mai mult, modernizarea și îmbunătățirea acestuia - „Pionieri” (RSD) și „Topol” (MBR) … Mulți văd acest lucru ca pe o insidiozitate a sa (45 de tone în loc de 29 promis). Cu toate acestea, același lucru s-ar fi putut întâmpla cu „Gnome”. Calculele sunt un lucru - implementarea practică este cu totul alta!
Rachetă de croazieră intercontinentală supersonică "Tempest" ("produsul 351"), care este cel mai apropiat de parametrii necesari ai unei aeronave cu motor scramjet.
Lungime, m - 20, 396
Anvergură, m - 7, 746
Înălțime, m - 6, 642
Suprafața aripii, m2 - 44,6
Greutate de lansare, kg - 98.280
Masa etapei inițiale de susținere, kg - 33.522
Greutatea focosului, kg - 3403
Viteza de croazieră, km / h - 3300
Altitudine de zbor, km - 18 - 25, 5
Autonomie, km - 7830
Pur teoretic, acest sistem, folosind materiale moderne, combustibili, „acceleratori” cu combustibil solid, poate fi accelerat, probabil până la Mach 5. Dar aceasta este întrebarea: va avea o superioritate superioară față de ICBM-urile existente?
Timpul pentru atingerea țintei la intervalul maxim va fi de aproximativ 1,5 ore (ICBM - 30 minute).
Vor exista unele beneficii - de exemplu, decalajul de detectare.
ICBM-urile sunt detectate destul de repede, în primul rând, torța inițială și, în al doilea rând, altitudinea crescătoare ridicată a traiectoriei balistice (până la 1600 km).
Deși ultimii noștri "Topol-M" și "Yarsy" și alții din aceeași familie, spun ei, pot zbura pe alte trasee circulare, de exemplu, cvasi-stilate (100-200 km), de aceea puterea lor în greutate raportul și masa sunt semnificativ diferite de „Minutemans” slabi optimizați pentru traiectorii balistice.
În această privință, îmi amintesc entuziasmul caustic al unui inginer de rachete al NASA (sau al Pentagonului) - „de, rușii nu știu să facă rachete, ba chiar au unele moderne, care sunt mai grele și mai mari decât ale noastre, dezvoltate în anii '70. Cu toate acestea, exclamațiile s-au stins. Aparent, tovarăși mai calificați i-au explicat care era problema …
Deci, întrebarea principală cu avioanele cu rachetă hipersonică este - sunt necesare, sau ne vom abține deocamdată?
După cum am văzut, rachetele și navele orbitale au fost mult timp implementate, deși nu pe un motor Scramjet.
Și despre avioane …
De mai bine de 20 de ani, armata a păstrat M <3,5 (SR-71, Sotka, MiG-31). O creștere suplimentară a vitezei nu implică avantaje suplimentare, cu toate acestea, rachetele antiaeriene de pe motoarele cu combustibil solid o vor obține dacă interceptează capetele ICBM și sateliții pe primul spațiu.
Despre navele civile …
Mi se pare că astfel de avioane rapide erau necesare înainte de era internetului. De ce intrebi? Și pentru că acum oamenii de afaceri, oamenii de afaceri și oficialii de toate categoriile nu trebuie să se grăbească atât de repede pe continente: tot nu vor funcționa mai repede decât semnăturile electronice și videoconferințele.
Și, cu toate acestea, cineva este nerăbdător - să vadă un fiu nou-născut sau să lanseze un plan pentru nașterea acestuia - va trebui să-și modereze agilitatea. Și încet „vomită”, după cum spun prietenii mei, egoiștii narcisici ai mărcii BMW, cu un cal de seară sub forma unui „pepene verde” principal sau intercontinental sau „Boeing” cu o viteză medie de 900 km / h, ceai, am întârziat pentru lumea următoare …
Dar motoarele hipersonice - motoarele scramjet, a căror principală caracteristică distinctivă este ieșirea supersonică a fluidului de lucru prin camera de ardere, nu au fost încă create.
Poate cineva va reuși. Mai mult, de la dezvoltatori care nu au fost avertizați că este imposibil, și ei, fără să știe, au luat și implementat un proiect fantastic. Istoria științei și tehnologiei cunoaște, de asemenea, astfel de exemple …
* În construcția de motoare, se disting două tipuri de funcționare instabilă a motoarelor cu reacție - „supratensiune” și „mâncărime” la intrare. „Mâncărime” - pulsația aerului de înaltă frecvență în zona modurilor de operare supercritice a difuzorului de admisie a motorului, este percepută ca un sunet caracteristic de mâncărime. În schimb, „supratensiune” este o vibrație cu frecvență mai mică. Mâncărimea este cauzată de întreruperi ale fluxului în conducta din spatele gâtului difuzorului.
