Det hurtigste hypersoniske fly i verden. Russiske hypersoniske fly

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Et almindeligt passagerfly flyver med en hastighed på omkring 900 km/t. Et jetjagerfly kan nå omkring tre gange hastigheden. Imidlertid udvikler moderne ingeniører fra Den Russiske Føderation og andre lande i verden aktivt endnu hurtigere maskiner - hypersoniske fly. Hvad er det specifikke ved de respektive begreber?

Kriterier for et hypersonisk fly

Hvad er et hypersonisk fly? Ved en sådan er det sædvanligt at forstå et apparat, der er i stand til at flyve med en hastighed, der er mange gange højere end for lyd. Forskeres tilgange til at bestemme dens specifikke indikator varierer. Der er en udbredt metode, ifølge hvilken et fly skal betragtes som hypersonisk, hvis det er et multiplum af hastighedsindikatorerne for de hurtigste moderne supersoniske køretøjer. Som er omkring 3-4 tusinde km/t. Det vil sige, at et hypersonisk fly, hvis du følger denne metode, bør nå hastigheder på 6.000 km/t.

Ubemandet ogkontrollerede køretøjer

Forskernes tilgange kan også være forskellige med hensyn til at bestemme kriterierne for at klassificere en bestemt enhed som et fly. Der er en version, hvor kun de maskiner, der styres af en person, kan betragtes som sådanne. Der er et synspunkt, hvorefter et ubemandet køretøj også kan betragtes som et fly. Derfor klassificerer nogle analytikere maskiner af den pågældende type i dem, der er underlagt menneskelig kontrol, og dem, der fungerer autonomt. En sådan opdeling kan retfærdiggøres, da ubemandede køretøjer kan have meget mere imponerende tekniske egenskaber, for eksempel med hensyn til overbelastning og hastighed.

Samtidig betragter mange forskere hypersoniske fly som et enkelt koncept, hvor nøgleindikatoren er hastighed. Det er lige meget, om en person sidder ved roret på enheden, eller om maskinen styres af en robot - det vigtigste er, at flyet er hurtigt nok.

Takeoff - solo eller assisteret?

En klassificering af hypersoniske fly er almindelig, som er baseret på at klassificere dem som dem, der kan lette uafhængigt, eller dem, der kræver placering på et mere kraftfuldt luftfartsselskab - en raket eller et fragtfly. Der er et synspunkt, ifølge hvilket det er legitimt at henvise til enheder af den pågældende type, hovedsagelig dem, der er i stand til at starte uafhængigt eller med minimal involvering af andre typer udstyr. Det burde de forskere, der mener, at hovedkriteriet for et hypersonisk fly er hastighedvære altafgørende i enhver klassifikation. Uanset om det er at klassificere enheden som ubemandet, kontrolleret, i stand til at lette på egen hånd eller ved hjælp af andre maskiner - hvis den tilsvarende indikator når ovenstående værdier, så betyder det, at vi taler om et hypersonisk fly.

Hovedproblemer med hypersoniske løsninger

Begreberne med hypersoniske løsninger er mange årtier gamle. Gennem årene med udvikling af den tilsvarende type køretøjer har verdens ingeniører løst en række væsentlige problemer, der objektivt forhindrer produktionen af "hyperlyd" i at blive sat i drift - svarende til at organisere produktionen af turbopropfly.

Den største vanskelighed ved design af hypersoniske fly er skabelsen af en motor, der kan være tilstrækkelig energieffektiv. Et andet problem er justeringen af den nødvendige termiske beskyttelse af apparatet. Faktum er, at hastigheden af et hypersonisk fly i de værdier, vi betragtede ovenfor, indebærer en kraftig opvarmning af skroget på grund af friktion mod atmosfæren.

I dag vil vi se på flere eksempler på vellykkede prototyper af fly af den tilsvarende type, hvis udviklere var i stand til at gøre betydelige fremskridt med at løse de nævnte problemer. Lad os nu studere den mest berømte verdensudvikling med hensyn til at skabe hypersoniske fly af den pågældende type.

Boeings hurtigste fly

Det hurtigste hypersoniske fly i verden er ifølge nogle eksperter den amerikanske Boeing X-43A. Så under testen af denne enhed blev det registreret, at den nåede hastighedenover 11 tusinde km/t. Det er cirka 9,6 gange lydens hastighed.

Hvad er specielt ved X-43A hypersoniske fly? Dette flys egenskaber er som følger:

- den maksimale hastighed registreret i testene - 11.230 km/t;

- vingefang - 1,5 m;

- kasselængde - 3,6 m;

- motor - direkte flow, Supersonic Combustion Ramjet;

- brændstof - atmosfærisk oxygen, brint.

Det kan bemærkes, at den pågældende enhed er en af de mest miljøvenlige. Faktum er, at det anvendte brændstof praktisk t alt ikke involverer frigivelse af skadelige forbrændingsprodukter.

X-43A hypersoniske fly blev udviklet af en fælles indsats fra NASA-ingeniører samt Orbical Science Corporation og Minocraft. Flyet blev skabt i omkring 10 år. Omkring 250 millioner dollars blev investeret i dens udvikling. Den konceptuelle nyhed ved det pågældende fly er, at det blev udtænkt for at teste den nyeste teknologi til at sikre driften af drivkraften.

Udviklet af Orbital Science

Orbital Science, der, som vi bemærkede ovenfor, deltog i skabelsen af X-43A-enheden, formåede også at skabe sit eget hypersoniske fly - X-34.

Dens tophastighed er over 12.000 km/t. Sandt nok blev det ikke opnået under praktiske test - desuden var det ikke muligt at opnå indikatoren vist af X43-A-flyet. Betragtes som flyenheden accelererer, når Pegasus-raketten, der opererer på fast brændstof, aktiveres. X-34 blev første gang testet i 2001. Det pågældende fly er væsentligt større end enheden fra Boeing - dets længde er 17,78 m, vingefanget er 8,85 m. Den maksimale flyvehøjde for hypersonisk køretøj fra Orbical Science er 75 kilometer.

Fly fra Nordamerika

Et andet velkendt hypersonisk fly er X-15, produceret af North American. Analytikere omtaler dette apparat som eksperimentelt.

Den er udstyret med raketmotorer, hvilket giver nogle eksperter grund til ikke at klassificere den som et fly. Tilstedeværelsen af raketmotorer gør det imidlertid muligt for enheden især at foretage suborbitale flyvninger. Så under en af testene i denne tilstand blev den testet af piloter. Formålet med X-15-apparatet er at studere detaljerne ved hypersoniske flyvninger, evaluere visse designløsninger, nye materialer og styrefunktioner for sådanne maskiner i forskellige lag af atmosfæren. Det er bemærkelsesværdigt, at konceptet for projektet blev godkendt tilbage i 1954. X-15 flyver med en hastighed på mere end 7 tusinde km / t. Dens flyverækkevidde er mere end 500 km, dens højde overstiger 100 km.

Det hurtigste produktionsfly

De hypersoniske køretøjer, vi studerede ovenfor, tilhører faktisk forskningskategorien. Det vil være nyttigt at overveje nogle serielle prøver af fly, der i karakteristika er tæt på hypersoniske eller er (ifølge en eller anden metode) hypersoniske.

Blandt sådanne maskiner er den amerikanske udvikling af SR-71. Nogle forskere er ikke tilbøjelige til at klassificere dette fly som hypersonisk, da dets maksimale hastighed er omkring 3,7 tusinde km / t. Blandt dens mest bemærkelsesværdige egenskaber er dens startvægt, som overstiger 77 tons. Apparatets længde er mere end 23 m, vingefanget er mere end 13 m.

Et af de hurtigste militærfly er den russiske MiG-25. Enheden kan nå hastigheder på mere end 3, 3 tusinde km / t. Den maksimale startvægt for det russiske fly er 41 tons.

Den Russiske Føderation er således blandt de førende på markedet for serielle løsninger, der er tæt på hypersoniske. Men hvad kan man sige om russisk udvikling i form af "klassiske" hypersoniske fly? Er ingeniører fra Den Russiske Føderation i stand til at skabe en løsning, der er konkurrencedygtig med maskiner fra Boeing og Orbital Scence?

russiske hypersoniske køretøjer

I øjeblikket er det russiske hypersoniske fly under udvikling. Men hun er ret aktiv. Vi taler om Yu-71 flyet. Dens første test, at dømme efter medierapporter, blev udført i februar 2015 nær Orenburg.

Flyet forventes at blive brugt til militære formål. Et hypersonisk køretøj vil således være i stand til om nødvendigt at levere slagvåben over betydelige afstande, overvåge territoriet og også blive brugt som et element i angrebsflyvning. Nogle forskere mener, at i 2020-2025. de strategiske missilstyrker vil modtage omkring 20 flypassende type.

Der er oplysninger i medierne om, at det russiske hypersoniske fly, der overvejes, vil blive placeret på det ballistiske missil Sarmat, som også er på designstadiet. Nogle analytikere mener, at Yu-71 hypersonisk køretøj under udvikling ikke er andet end et sprænghoved, der skal adskilles fra et ballistisk missil i det sidste flyvesegment, så det takket være et flys høje manøvredygtighed kan overvinde missilet forsvarssystemer.

Project Ajax

Blandt de mest bemærkelsesværdige projekter i forbindelse med udviklingen af hypersoniske fly er Ajax. Lad os studere det mere detaljeret. Hypersonic fly "Ajax" - en konceptuel udvikling af sovjetiske ingeniører. I det videnskabelige samfund begyndte snakken om det tilbage i 80'erne. Blandt de mest bemærkelsesværdige egenskaber er tilstedeværelsen af et termisk beskyttelsessystem, som er designet til at beskytte sagen mod overophedning. Udviklerne af Ajax-apparatet foreslog således en løsning på et af de "hypersoniske" problemer, vi har identificeret ovenfor.

Den traditionelle ordning for termisk beskyttelse af fly involverer placering af specielle materialer på kroppen. Ajax-udviklerne foreslog et andet koncept, ifølge hvilket det var meningen, at det ikke skulle beskytte enheden mod ekstern opvarmning, men at lade varme ind i bilen og samtidig øge dens energiressource. Den vigtigste konkurrent til det sovjetiske apparat var Aurora hypersoniske fly, skabt i USA. Men på grund af det faktum, at designere fra USSR har udvidet mulighederne betydeligtkoncept blev den nye udvikling betroet den bredeste vifte af opgaver, især forskning. Vi kan sige, at Ajax er et hypersonisk multi-purpose fly.

Lad os se nærmere på de teknologiske innovationer foreslået af ingeniører fra USSR.

Så de sovjetiske udviklere af Ajax foreslog at bruge den varme, der blev genereret som følge af flykroppens friktion mod atmosfæren, til at omdanne den til nyttig energi. Teknisk set kunne dette implementeres ved at placere yderligere skaller på apparatet. Som et resultat blev noget i retning af en anden bygning dannet. Dens hulrum skulle være fyldt med en slags katalysator, for eksempel en blanding af brændbart materiale og vand. Det varmeisolerende lag af et fast materiale i Ajax skulle erstattes med et flydende lag, som på den ene side skulle beskytte motoren, på den anden side ville bidrage til en katalytisk reaktion, som bl.a. i mellemtiden kunne være ledsaget af en endoterm effekt - bevægelsen af varme fra de ydre kropsdele indeni. Teoretisk set kunne afkølingen af de ydre dele af apparatet være hvad som helst. Overskudsvarme skulle til gengæld bruges for at øge effektiviteten af flymotoren. Samtidig ville denne teknologi gøre det muligt at generere frie brinttyper på grund af brændstofs reaktion.

I øjeblikket er der ingen information tilgængelig for offentligheden om fortsættelsen af udviklingen af Ajax, men forskere anser det for meget lovende at omsætte sovjetiske koncepter i praksis.

kinesiske hypersoniske køretøjer

KonkurrentRusland og USA på markedet for hypersoniske løsninger er Kina. Blandt de mest berømte udviklinger af ingeniører fra Kina er WU-14-flyet. Det er et hypersonisk svævefly monteret på et ballistisk missil.

ICBM sender et fly ud i rummet, hvorfra maskinen dykker skarpt ned og udvikler hypersonisk hastighed. Det kinesiske apparat kan monteres på forskellige ICBM'er med en rækkevidde på 2.000 til 12.000 km. Det blev konstateret, at WU-14 under testene var i stand til at nå hastigheder på over 12 tusinde km/t, og dermed blev det til det hurtigste hypersoniske fly ifølge nogle analytikere.

Samtidig mener mange forskere, at den kinesiske udvikling ikke er helt legitim at henføre til klassen af fly. Så versionen er udbredt, ifølge hvilken enheden skal klassificeres præcist som et sprænghoved. Og meget effektiv. Når man flyver ned med en markant hastighed, vil selv de mest moderne missilforsvarssystemer ikke være i stand til at garantere aflytning af det tilsvarende mål.

Det kan bemærkes, at Rusland og USA også udvikler hypersoniske køretøjer, der bruges til militære formål. Samtidig adskiller det russiske koncept, ifølge hvilket det formodes at skabe maskiner af den tilsvarende type, sig væsentligt, som det fremgår af data i nogle medier, fra de teknologiske principper implementeret af amerikanerne og kineserne. Så udviklere fra Den Russiske Føderation koncentrerer deres indsats inden for at skabe flykøretøjer udstyret med en ramjet-motor, der kan affyres fra jorden. Rusland planlægger samarbejde i denne retning med Indien. Hypersoniske enheder, skabt i henhold til det russiske koncept, er ifølge nogle analytikere karakteriseret ved lavere omkostninger og et bredere anvendelsesområde.

Samtidig foreslår det russiske hypersoniske fly, som vi nævnte ovenfor (Yu-71), ifølge nogle analytikere netop den samme placering på ICBM'er. Hvis denne afhandling viser sig at være sand, så vil det være muligt at sige, at ingeniører fra Den Russiske Føderation arbejder samtidigt i to populære konceptuelle områder i konstruktionen af hypersoniske fly.

CV

Så, sandsynligvis det hurtigste hypersoniske fly i verden, hvis vi taler om fly, uanset deres klassificering, er dette stadig det kinesiske WU-14. Selvom du skal forstå, at reelle oplysninger om ham, herunder dem, der er relateret til tests, kan klassificeres. Dette er i overensstemmelse med principperne for kinesiske udviklere, som ofte stræber efter at holde deres militærteknologi hemmelig for enhver pris. Hastigheden på det hurtigste hypersoniske fly er over 12.000 km/t. Den er ved at "indhente" den amerikanske udvikling af X-43A - mange eksperter anser den for at være den hurtigste. Teoretisk set kan X-43A hypersoniske fly, såvel som det kinesiske WU-14, hamle op med udviklingen fra Orbical Science, designet til en hastighed på mere end 12 tusinde km/t.

Det russiske Yu-71-flys egenskaber er endnu ikke kendt af offentligheden. Det er muligt, at de vil være tæt på parametrenekinesiske fly. Russiske ingeniører er også ved at udvikle et hypersonisk fly, der er i stand til at lette ikke på basis af ICBM'er, men uafhængigt.

Igangværende projekter af forskere fra Rusland, Kina og USA er på en eller anden måde forbundet med den militære sfære. Hypersoniske fly, uanset deres mulige klassificering, betragtes primært som bærere af våben, højst sandsynligt nukleare. Men i værker af forskere fra hele verden er der teser om, at "hyperlyd", ligesom nuklear teknologi, meget vel kan være fredelig.

Det handler om fremkomsten af overkommelige og pålidelige løsninger, der giver dig mulighed for at organisere masseproduktion af maskiner af den passende type. Brugen af sådanne enheder er mulig i det bredeste udvalg af grene af økonomisk udvikling. Den største efterspørgsel efter hypersoniske fly vil sandsynligvis blive fundet i rumfarts- og forskningsindustrien.

Efterhånden som omkostningerne ved at fremstille teknologier til de tilsvarende maskiner bliver billigere, kan transportvirksomheder begynde at vise interesse for at investere i sådanne projekter. Industriselskaber, udbydere af forskellige tjenester kan begynde at overveje "hyperlyd" som et værktøj til at øge virksomhedernes konkurrenceevne med hensyn til at organisere international kommunikation.