Ang pinakamabilis na hypersonic na sasakyang panghimpapawid sa mundo. Russian hypersonic na sasakyang panghimpapawid

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Isang ordinaryong pampasaherong eroplano ang lumilipad sa bilis na humigit-kumulang 900 km/h. Ang isang jet fighter jet ay maaaring umabot ng halos tatlong beses ang bilis. Gayunpaman, ang mga modernong inhinyero mula sa Russian Federation at iba pang mga bansa sa mundo ay aktibong bumubuo ng mas mabilis na mga makina - hypersonic na sasakyang panghimpapawid. Ano ang mga detalye ng kaukulang konsepto?

Mga pamantayan para sa isang hypersonic na sasakyang panghimpapawid

Ano ang hypersonic aircraft? Sa pamamagitan nito, kaugalian na maunawaan ang isang aparato na may kakayahang lumipad sa bilis na maraming beses na mas mataas kaysa sa tunog. Iba-iba ang mga diskarte ng mga mananaliksik sa pagtukoy sa tiyak na tagapagpahiwatig nito. Mayroong malawak na pamamaraan ayon sa kung saan ang isang sasakyang panghimpapawid ay dapat ituring na hypersonic kung ito ay isang maramihang mga tagapagpahiwatig ng bilis ng pinakamabilis na modernong supersonic na sasakyan. Alin ang mga 3-4 thousand km / h. Ibig sabihin, ang isang hypersonic na sasakyang panghimpapawid, kung susundin mo ang pamamaraang ito, ay dapat umabot sa bilis na 6,000 km/h.

Hindi tauhan atmga kinokontrol na sasakyan

Ang mga diskarte ng mga mananaliksik ay maaari ding magkaiba sa mga tuntunin ng pagtukoy sa pamantayan para sa pag-uuri ng isang partikular na aparato bilang isang sasakyang panghimpapawid. Mayroong isang bersyon na ang mga makina lamang na kinokontrol ng isang tao ang maaaring ituring na ganoon. Mayroong isang punto ng view ayon sa kung saan ang isang unmanned na sasakyan ay maaari ding ituring na isang sasakyang panghimpapawid. Samakatuwid, inuuri ng ilang mga analyst ang mga makina ng uri na pinag-uusapan sa mga napapailalim sa kontrol ng tao at sa mga gumaganang awtonomiya. Ang nasabing dibisyon ay maaaring makatwiran, dahil ang mga unmanned na sasakyan ay maaaring magkaroon ng mas kahanga-hangang teknikal na katangian, halimbawa, sa mga tuntunin ng labis na karga at bilis.

Kasabay nito, itinuturing ng maraming mananaliksik ang hypersonic na sasakyang panghimpapawid bilang isang konsepto, kung saan ang pangunahing tagapagpahiwatig ay bilis. Hindi mahalaga kung ang isang tao ay nakaupo sa timon ng device o ang makina ay kinokontrol ng isang robot - ang pangunahing bagay ay ang eroplano ay sapat na mabilis.

Takeoff - solo o tinulungan?

Ang isang pag-uuri ng hypersonic na sasakyang panghimpapawid ay karaniwan, na nakabatay sa pag-uuri sa mga ito bilang mga maaaring lumipad nang nakapag-iisa, o yaong nangangailangan ng paglalagay sa isang mas malakas na carrier - isang rocket o isang cargo plane. Mayroong isang pananaw ayon sa kung saan ito ay lehitimong sumangguni sa mga aparato ng uri na isinasaalang-alang pangunahin ang mga may kakayahang mag-alis nang nakapag-iisa o may kaunting paglahok ng iba pang mga uri ng kagamitan. Gayunpaman, ang mga mananaliksik na naniniwala na ang pangunahing criterion na nagpapakilala sa isang hypersonic na sasakyang panghimpapawid ay ang bilismaging pinakamahalaga sa anumang pag-uuri. Kung inuuri man nito ang device bilang unmanned, kontrolado, may kakayahang mag-take off nang mag-isa o sa tulong ng iba pang mga makina - kung ang kaukulang indicator ay umabot sa mga value sa itaas, nangangahulugan ito na hypersonic na sasakyang panghimpapawid ang pinag-uusapan natin.

Mga pangunahing problema ng hypersonic solution

Ang mga konsepto ng hypersonic na solusyon ay maraming dekada na. Sa buong mga taon ng pagbuo ng kaukulang uri ng mga sasakyan, nilulutas ng mga inhinyero sa mundo ang ilang mahahalagang problema na sadyang pumipigil sa paggawa ng "hypersound" na mailagay sa stream - katulad ng pag-aayos ng produksyon ng turboprop aircraft.

Ang pangunahing kahirapan sa disenyo ng hypersonic na sasakyang panghimpapawid ay ang paglikha ng isang makina na maaaring maging sapat na matipid sa enerhiya. Ang isa pang problema ay ang pagkakahanay ng kinakailangang thermal protection ng apparatus. Ang katotohanan ay ang bilis ng isang hypersonic na sasakyang panghimpapawid sa mga halaga na isinasaalang-alang namin sa itaas ay nagpapahiwatig ng malakas na pag-init ng katawan ng barko dahil sa alitan laban sa atmospera.

Ngayon ay titingnan natin ang ilang mga sample ng matagumpay na mga prototype ng sasakyang panghimpapawid ng kaukulang uri, ang mga developer nito ay nagawang gumawa ng makabuluhang pag-unlad sa matagumpay na paglutas ng mga problemang nabanggit. Pag-aralan natin ngayon ang mga pinakatanyag na pag-unlad sa mundo sa mga tuntunin ng paglikha ng hypersonic na sasakyang panghimpapawid ng uri na pinag-uusapan.

pinakamabilis na eroplano ng Boeing

Ang pinakamabilis na hypersonic na sasakyang panghimpapawid sa mundo, ayon sa ilang eksperto, ay ang American Boeing X-43A. Kaya, sa panahon ng pagsubok ng aparatong ito, naitala na naabot nito ang bilishigit sa 11 libong km / h. Iyon ay humigit-kumulang 9.6 beses ang bilis ng tunog.

Ano ang espesyal sa X-43A hypersonic aircraft? Ang mga katangian ng sasakyang panghimpapawid na ito ay ang mga sumusunod:

- ang pinakamataas na bilis na naitala sa mga pagsubok - 11,230 km / h;

- haba ng pakpak - 1.5 m;

- haba ng case - 3.6 m;

- engine - direktang daloy, Supersonic Combustion Ramjet;

- gasolina - atmospheric oxygen, hydrogen.

Maaaring tandaan na ang pinag-uusapang device ay isa sa pinaka-friendly sa kapaligiran. Ang katotohanan ay ang panggatong na ginamit ay halos hindi nagsasangkot ng pagpapakawala ng mga nakakapinsalang produkto ng pagkasunog.

Ang X-43A hypersonic na sasakyang panghimpapawid ay binuo ng magkasanib na pagsisikap ng mga inhinyero ng NASA, gayundin ng Orbical Science Corporation at Minocraft. Ang sasakyang panghimpapawid ay nilikha para sa mga 10 taon. Humigit-kumulang 250 milyong dolyar ang namuhunan sa pagpapaunlad nito. Ang konseptong bagong bagay ng sasakyang panghimpapawid na pinag-uusapan ay na ito ay ginawa upang subukan ang pinakabagong teknolohiya para sa pagtiyak ng pagpapatakbo ng motive thrust.

Binuo ng Orbital Science

Orbital Science, na, tulad ng nabanggit namin sa itaas, ay nakibahagi sa paglikha ng X-43A device, ay nakagawa din ng sarili nitong hypersonic aircraft - X-34.

Ang pinakamataas na bilis nito ay higit sa 12,000 km/h. Totoo, sa panahon ng mga praktikal na pagsubok ay hindi ito nakamit - bukod dito, hindi posible na makamit ang tagapagpahiwatig na ipinakita ng X43-A na sasakyang panghimpapawid. Itinuring na sasakyang panghimpapawidang aparato ay nagpapabilis kapag ang Pegasus rocket, na nagpapatakbo sa solid fuel, ay naisaaktibo. Ang X-34 ay unang nasubok noong 2001. Ang sasakyang panghimpapawid na pinag-uusapan ay mas malaki kaysa sa device mula sa Boeing - ang haba nito ay 17.78 m, ang wingspan ay 8.85 m. Ang maximum na flight altitude ng hypersonic na sasakyan mula sa Orbical Science ay 75 kilometro.

Eroplano mula sa North American

Ang isa pang kilalang hypersonic na sasakyang panghimpapawid ay ang X-15, na ginawa ng North American. Tinutukoy ng mga analyst ang apparatus na ito bilang eksperimental.

Ito ay nilagyan ng mga rocket engine, na nagbibigay sa ilang mga eksperto ng dahilan upang hindi ito uriin bilang isang sasakyang panghimpapawid. Gayunpaman, ang pagkakaroon ng mga rocket engine ay nagpapahintulot sa aparato, sa partikular, na gumawa ng mga suborbital flight. Kaya, sa panahon ng isa sa mga pagsubok sa mode na ito, sinubukan ito ng mga piloto. Ang layunin ng X-15 apparatus ay pag-aralan ang mga detalye ng hypersonic flight, suriin ang ilang mga solusyon sa disenyo, mga bagong materyales, at kontrolin ang mga tampok ng naturang mga makina sa iba't ibang layer ng atmospera. Kapansin-pansin na ang konsepto ng proyekto ay naaprubahan noong 1954. Lumilipad ang X-15 sa bilis na higit sa 7 libong km / h. Ang hanay ng paglipad nito ay higit sa 500 km, ang taas nito ay lampas sa 100 km.

Ang pinakamabilis na produksyon na sasakyang panghimpapawid

Ang mga hypersonic na sasakyan na pinag-aralan namin sa itaas ay talagang kabilang sa kategorya ng pananaliksik. Magiging kapaki-pakinabang na isaalang-alang ang ilang serial sample ng sasakyang panghimpapawid na malapit sa mga katangian sa hypersonic o hypersonic (ayon sa isang pamamaraan o iba pa).

Kabilang sa mga naturang makina ay ang pagpapaunlad ng Amerika ng SR-71. Ang ilang mga mananaliksik ay hindi hilig na uriin ang sasakyang panghimpapawid na ito bilang hypersonic, dahil ang maximum na bilis nito ay halos 3.7 libong km / h. Kabilang sa mga pinaka-kapansin-pansing katangian nito ay ang bigat ng pag-alis nito, na lumampas sa 77 tonelada. Ang haba ng apparatus ay higit sa 23 m, ang wingspan ay higit sa 13 m.

Isa sa pinakamabilis na sasakyang panghimpapawid ng militar ay ang Russian MiG-25. Ang aparato ay maaaring maabot ang bilis ng higit sa 3, 3 libong km / h. Ang maximum takeoff weight ng Russian aircraft ay 41 tonelada.

Kaya, sa merkado ng mga serial solution, na malapit sa mga katangian sa hypersonic, ang Russian Federation ay kabilang sa mga pinuno. Ngunit ano ang masasabi tungkol sa mga pag-unlad ng Russia sa mga tuntunin ng "klasikong" hypersonic na sasakyang panghimpapawid? Ang mga inhinyero ba mula sa Russian Federation ay may kakayahang lumikha ng isang solusyon na nakikipagkumpitensya sa mga makina mula sa Boeing at Orbital Scence?

Russian hypersonic na sasakyan

Sa ngayon, ang Russian hypersonic aircraft ay nasa ilalim ng pag-unlad. Pero medyo active siya. Pinag-uusapan natin ang tungkol sa Yu-71 aircraft. Ang mga unang pagsubok nito, batay sa mga ulat ng media, ay isinagawa noong Pebrero 2015 malapit sa Orenburg.

Ang sasakyang panghimpapawid ay inaasahang gagamitin para sa mga layuning militar. Kaya, ang isang hypersonic na sasakyan ay magagawa, kung kinakailangan, na maghatid ng mga kapansin-pansin na armas sa mga malalayong distansya, subaybayan ang teritoryo, at magagamit din bilang elemento ng attack aviation. Naniniwala ang ilang mananaliksik na sa 2020-2025. ang Strategic Missile Forces ay makakatanggap ng humigit-kumulang 20 sasakyang panghimpapawidnaaangkop na uri.

May impormasyon sa media na ang Russian hypersonic aircraft na isinasaalang-alang ay ilalagay sa Sarmat ballistic missile, na nasa yugto din ng disenyo. Naniniwala ang ilang mga analyst na ang Yu-71 hypersonic na sasakyan na nasa ilalim ng pag-unlad ay walang iba kundi isang warhead na kailangang humiwalay mula sa isang ballistic missile sa huling bahagi ng paglipad, upang, salamat sa mataas na katangian ng maneuverability ng isang sasakyang panghimpapawid, maaari nitong pagtagumpayan ang misayl. mga sistema ng pagtatanggol.

Project Ajax

Kabilang sa mga pinakakapansin-pansing proyektong nauugnay sa pagbuo ng hypersonic na sasakyang panghimpapawid ay ang Ajax. Pag-aralan natin ito nang mas detalyado. Hypersonic aircraft "Ajax" - isang konseptwal na pag-unlad ng mga inhinyero ng Sobyet. Sa komunidad na pang-agham, ang pag-uusap tungkol dito ay nagsimula noong 80s. Kabilang sa mga pinaka-kapansin-pansing katangian ay ang pagkakaroon ng isang thermal protection system, na idinisenyo upang protektahan ang kaso mula sa overheating. Kaya, ang mga developer ng Ajax apparatus ay nagmungkahi ng solusyon sa isa sa mga "hypersonic" na problema na natukoy namin sa itaas.

Ang tradisyonal na pamamaraan ng thermal protection ng sasakyang panghimpapawid ay kinabibilangan ng paglalagay ng mga espesyal na materyales sa katawan. Ang mga developer ng Ajax ay nagmungkahi ng ibang konsepto, ayon sa kung saan hindi dapat protektahan ang aparato mula sa panlabas na pag-init, ngunit upang hayaan ang init sa kotse, habang pinapataas ang mapagkukunan ng enerhiya nito. Ang pangunahing katunggali ng Soviet apparatus ay ang Aurora hypersonic aircraft, na nilikha sa Estados Unidos. Gayunpaman, dahil sa ang katunayan na ang mga taga-disenyo mula sa USSR ay makabuluhang pinalawak ang mga posibilidadkonsepto, ang bagong pag-unlad ay ipinagkatiwala sa pinakamalawak na hanay ng mga gawain, sa partikular, pananaliksik. Masasabi nating ang Ajax ay isang hypersonic multi-purpose aircraft.

Suriin natin ang mga makabagong teknolohiya na iminungkahi ng mga inhinyero mula sa USSR.

Kaya, iminungkahi ng mga Sobyet na developer ng Ajax na gamitin ang init na nabuo bilang resulta ng friction ng katawan ng sasakyang panghimpapawid laban sa atmospera, upang i-convert ito sa kapaki-pakinabang na enerhiya. Sa teknikal, maaari itong ipatupad sa pamamagitan ng paglalagay ng mga karagdagang shell sa apparatus. Bilang resulta, isang bagay na parang pangalawang gusali ang nabuo. Ang lukab nito ay dapat na puno ng ilang uri ng katalista, halimbawa, isang pinaghalong materyal na nasusunog at tubig. Ang heat-insulating layer na gawa sa isang solidong materyal sa Ajax ay dapat na mapalitan ng isang likido, na, sa isang banda, ay dapat na protektahan ang makina, sa kabilang banda, ay mag-aambag sa isang catalytic reaction, na, samantala, maaaring sinamahan ng isang endothermic effect - ang paggalaw ng init mula sa labas ng mga bahagi ng katawan sa loob. Theoretically, ang paglamig ng mga panlabas na bahagi ng apparatus ay maaaring anuman. Ang sobrang init, sa turn, ay dapat na gamitin upang mapataas ang kahusayan ng makina ng sasakyang panghimpapawid. Kasabay nito, gagawing posible ng teknolohiyang ito na makabuo ng mga libreng species ng hydrogen dahil sa reaksyon ng gasolina.

Sa ngayon, walang impormasyong makukuha sa pangkalahatang publiko tungkol sa pagpapatuloy ng pag-unlad ng Ajax, ngunit itinuturing ng mga mananaliksik na napakapangako na isabuhay ang mga konsepto ng Sobyet.

Mga Chinese hypersonic na sasakyan

KakumpitensyaRussia at USA sa merkado ng hypersonic solusyon ay China. Kabilang sa mga pinakatanyag na pag-unlad ng mga inhinyero mula sa China ay ang WU-14 na sasakyang panghimpapawid. Ito ay isang hypersonic glider na naka-mount sa isang ballistic missile.

Ang ICBM ay naglulunsad ng sasakyang panghimpapawid sa kalawakan, mula sa kung saan ang makina ay mabilis na sumisid pababa, na nagiging hypersonic na bilis. Maaaring i-mount ang Chinese apparatus sa iba't ibang ICBM na may hanay na 2,000 hanggang 12,000 km. Napag-alaman na sa panahon ng mga pagsubok, ang WU-14 ay nagawang maabot ang bilis na lampas sa 12 libong km / h, kaya naging pinakamabilis na hypersonic na sasakyang panghimpapawid ayon sa ilang mga analyst.

Kasabay nito, naniniwala ang maraming mananaliksik na ang pag-unlad ng Tsina ay hindi ganap na lehitimong ipatungkol sa klase ng sasakyang panghimpapawid. Kaya, ang bersyon ay laganap, ayon sa kung saan ang aparato ay dapat na inuri nang tumpak bilang isang warhead. At napaka-epektibo. Kapag lumipad pababa sa isang markadong bilis, kahit na ang pinakamodernong sistema ng pagtatanggol ng missile ay hindi magagarantiyahan ang pagharang ng kaukulang target.

Mapapansin na ang Russia at United States ay gumagawa din ng mga hypersonic na sasakyan na ginagamit para sa mga layuning militar. Kasabay nito, ang konsepto ng Ruso, ayon sa kung saan dapat itong lumikha ng mga makina ng kaukulang uri, ay naiiba nang malaki, bilang ebidensya ng data sa ilang media, mula sa mga teknolohikal na prinsipyo na ipinatupad ng mga Amerikano at Tsino. Kaya, ang mga developer mula sa Russian Federation ay nakatuon sa kanilang mga pagsisikap sa larangan ng paglikha ng sasakyang panghimpapawidmga sasakyang nilagyan ng ramjet engine na may kakayahang ilunsad mula sa lupa. Pinaplano ng Russia ang pakikipagtulungan sa direksyong ito sa India. Ang mga hypersonic na device, na nilikha ayon sa konsepto ng Russian, ayon sa ilang analyst, ay nailalarawan sa pamamagitan ng mas mababang gastos at mas malawak na saklaw.

Kasabay nito, ang Russian hypersonic na sasakyang panghimpapawid, na binanggit namin sa itaas (Yu-71), ay nagmumungkahi, ayon sa ilang mga analyst, ng parehong pagkakalagay sa mga ICBM. Kung magiging totoo ang thesis na ito, posibleng sabihin na ang mga inhinyero mula sa Russian Federation ay nagtatrabaho nang sabay-sabay sa dalawang tanyag na konseptong lugar sa paggawa ng hypersonic na sasakyang panghimpapawid.

CV

Kaya, marahil ang pinakamabilis na hypersonic na sasakyang panghimpapawid sa mundo, kung pag-uusapan natin ang tungkol sa sasakyang panghimpapawid, anuman ang kanilang klasipikasyon, ito pa rin ang Chinese WU-14. Bagaman kailangan mong maunawaan na ang totoong impormasyon tungkol sa kanya, kabilang ang mga nauugnay sa mga pagsubok, ay maaaring maiuri. Ito ay naaayon sa mga prinsipyo ng mga developer na Tsino, na madalas na nagsusumikap na panatilihing lihim ang kanilang teknolohiya sa militar sa lahat ng mga gastos. Ang bilis ng pinakamabilis na hypersonic na sasakyang panghimpapawid ay higit sa 12,000 km/h. Ito ay "catching up" sa American development ng X-43A - itinuturing ng maraming eksperto na ito ang pinakamabilis. Sa teoryang, ang X-43A hypersonic na sasakyang panghimpapawid, gayundin ang Chinese WU-14, ay maaaring makahabol sa pag-unlad mula sa Orbical Science, na idinisenyo para sa bilis na higit sa 12 libong km / h.

Ang mga katangian ng Russian Yu-71 na sasakyang panghimpapawid ay hindi pa alam ng pangkalahatang publiko. Posible na sila ay magiging malapit sa mga parametersasakyang panghimpapawid ng China. Ang mga inhinyero ng Russia ay gumagawa din ng isang hypersonic na sasakyang panghimpapawid na may kakayahang lumipad hindi batay sa mga ICBM, ngunit nang nakapag-iisa.

Ang mga kasalukuyang proyekto ng mga mananaliksik mula sa Russia, China at US ay kahit papaano ay konektado sa larangan ng militar. Ang hypersonic na sasakyang panghimpapawid, anuman ang kanilang posibleng pag-uuri, ay itinuturing na pangunahing mga carrier ng mga armas, malamang na mga nuklear. Gayunpaman, sa mga gawa ng mga mananaliksik mula sa buong mundo ay may mga thesis na ang "hypersound", tulad ng nuclear technology, ay maaaring maging mapayapa.

Ito ay tungkol sa paglitaw ng mga abot-kaya at maaasahang solusyon na nagbibigay-daan sa iyong ayusin ang mass production ng mga makina ng naaangkop na uri. Ang paggamit ng mga naturang kagamitan ay posible sa pinakamalawak na hanay ng mga sangay ng pag-unlad ng ekonomiya. Ang pinakamalaking pangangailangan para sa hypersonic na sasakyang panghimpapawid ay malamang na matatagpuan sa mga industriya ng kalawakan at pananaliksik.

Habang ang halaga ng mga teknolohiya sa pagmamanupaktura para sa kaukulang mga makina ay nagiging mas mura, ang mga negosyo sa transportasyon ay maaaring magsimulang magpakita ng interes sa pamumuhunan sa mga naturang proyekto. Maaaring magsimulang isaalang-alang ng mga pang-industriyang korporasyon, mga tagapagbigay ng iba't ibang serbisyo ang "hypersound" bilang isang tool upang mapataas ang pagiging mapagkumpitensya ng negosyo sa mga tuntunin ng pag-aayos ng mga internasyonal na komunikasyon.