Det snabbaste hypersoniska flygplanet i världen. Ryska hypersoniska flygplan

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Ett vanligt passagerarplan flyger med en hastighet av cirka 900 km/h. Ett stridsflygplan kan nå ungefär tre gånger hastigheten. Men moderna ingenjörer från Ryska federationen och andra länder i världen utvecklar aktivt ännu snabbare maskiner - hypersoniska flygplan. Vilka är specifikationerna för respektive begrepp?

Kriterier för ett hypersoniskt flygplan

Vad är ett hypersoniskt flygplan? Med en sådan är det vanligt att förstå en apparat som kan flyga med en hastighet som är många gånger högre än den för ljud. Forskarnas metoder för att fastställa dess specifika indikator varierar. Det finns en utbredd metod enligt vilken ett flygplan ska betraktas som hypersoniskt om det är en multipel av hastighetsindikatorerna för de snabbaste moderna överljudsfordonen. Vilket är cirka 3-4 tusen km/h. Det vill säga, ett hypersoniskt flygplan bör, om du följer denna metodik, nå hastigheter på 6 000 km/h.

Obemannad ochkontrollerade fordon

Forskarnas tillvägagångssätt kan också skilja sig åt när det gäller att fastställa kriterierna för att klassificera en viss enhet som ett flygplan. Det finns en version som endast de maskiner som styrs av en person kan betraktas som sådana. Det finns en synpunkt enligt vilken ett obemannat fordon också kan betraktas som ett flygplan. Därför klassificerar vissa analytiker maskiner av den aktuella typen i de som är föremål för mänsklig kontroll och de som fungerar autonomt. En sådan uppdelning kan motiveras, eftersom obemannade fordon kan ha mycket mer imponerande tekniska egenskaper, till exempel vad gäller överbelastning och hastighet.

Samtidigt betraktar många forskare hypersoniska flygplan som ett enda koncept, för vilket nyckelindikatorn är hastighet. Det spelar ingen roll om en person sitter vid rodret på enheten eller om maskinen styrs av en robot - huvudsaken är att planet är tillräckligt snabbt.

Takeoff – solo eller assisterad?

En klassificering av hypersoniska flygplan är vanligt, som bygger på att de klassificeras som de som kan lyfta självständigt, eller de som kräver placering på en kraftfullare bärare - en raket eller ett lastplan. Det finns en synpunkt enligt vilken det är legitimt att hänvisa till anordningar av den aktuella typen i huvudsak sådana som kan starta självständigt eller med minimal inblandning av andra typer av utrustning. Men de forskare som tror att det huvudsakliga kriteriet för ett hypersoniskt flygplan är hastighet borde göra detvara avgörande i varje klassificering. Oavsett om det är att klassificera enheten som obemannad, kontrollerad, kapabel att lyfta på egen hand eller med hjälp av andra maskiner - om motsvarande indikator når ovanstående värden, så betyder det att vi pratar om ett hypersoniskt flygplan.

De huvudsakliga problemen med hypersoniska lösningar

Begreppen hypersoniska lösningar är många decennier gamla. Under åren av utveckling av motsvarande typ av fordon har världens ingenjörer löst ett antal betydande problem som objektivt förhindrar produktionen av "hyperljud" från att sättas i drift - liknande att organisera produktionen av turbopropflygplan.

Den största svårigheten i designen av hypersoniska flygplan är skapandet av en motor som kan vara tillräckligt energieffektiv. Ett annat problem är inriktningen av det nödvändiga termiska skyddet för apparaten. Faktum är att hastigheten hos ett hypersoniskt flygplan i de värden som vi ansåg ovan innebär en kraftig uppvärmning av skrovet på grund av friktion mot atmosfären.

Idag kommer vi att titta på flera exempel på framgångsrika prototyper av flygplan av motsvarande typ, vars utvecklare kunde göra betydande framsteg för att framgångsrikt lösa de noterade problemen. Låt oss nu studera den mest kända utvecklingen i världen när det gäller att skapa hypersoniska flygplan av typen i fråga.

Boeings snabbaste plan

Det snabbaste hypersoniska flygplanet i världen, enligt vissa experter, är amerikanska Boeing X-43A. Så under testningen av den här enheten registrerades det att den nådde hastighetenöver 11 tusen km/h. Det är ungefär 9,6 gånger ljudets hastighet.

Vad är speciellt med X-43A hypersoniska flygplan? Det här flygplanets egenskaper är följande:

- maxhastigheten registrerad i testerna - 11 230 km/h;

- vingspann - 1,5 m;

- fodrallängd - 3,6 m;

- motor - direktflöde, Supersonic Combustion Ramjet;

- bränsle - atmosfäriskt syre, väte.

Det kan noteras att enheten i fråga är en av de mest miljövänliga. Faktum är att bränslet som används praktiskt taget inte innebär utsläpp av skadliga förbränningsprodukter.

X-43A hypersoniska flygplan utvecklades av gemensamma ansträngningar av NASA-ingenjörer, såväl som Orbical Science Corporation och Minocraft. Flygplanet skapades i cirka 10 år. Cirka 250 miljoner dollar investerades i dess utveckling. Den konceptuella nyheten med flygplanet i fråga är att det utformades för att testa den senaste tekniken för att säkerställa driften av drivkraften.

Utvecklad av Orbital Science

Orbital Science, som, som vi noterade ovan, deltog i skapandet av X-43A-enheten, lyckades också skapa sitt eget hypersoniska flygplan - X-34.

Dess topphastighet är över 12 000 km/h. Det är sant att det inte uppnåddes under praktiska tester - dessutom var det inte möjligt att uppnå indikatorn som visades av X43-A-flygplanet. Anses flygplanenheten accelererar när Pegasus-raketen, som drivs med fast bränsle, aktiveras. X-34 testades första gången 2001. Flygplanet i fråga är betydligt större än enheten från Boeing - dess längd är 17,78 m, vingspannet är 8,85 m. Den maximala flyghöjden för hypersonbilen från Orbical Science är 75 kilometer.

Flygplan från Nordamerika

Ett annat välkänt hypersoniskt flygplan är X-15, tillverkad av North American. Analytiker hänvisar till denna apparat som experimentell.

Den är utrustad med raketmotorer, vilket ger vissa experter anledning att inte klassa den som ett flygplan. Närvaron av raketmotorer gör det dock möjligt för enheten att framför allt göra suborbitala flygningar. Så, under ett av testerna i detta läge, testades det av piloter. Syftet med X-15-apparaten är att studera detaljerna för hypersoniska flygningar, utvärdera vissa designlösningar, nya material och styrfunktioner hos sådana maskiner i olika skikt av atmosfären. Det är anmärkningsvärt att konceptet för projektet godkändes redan 1954. X-15 flyger med en hastighet av mer än 7 tusen km / h. Dess flygräckvidd är mer än 500 km, dess höjd överstiger 100 km.

Det snabbaste produktionsflygplanet

De hypersoniska fordonen vi studerade ovan tillhör faktiskt forskningskategorin. Det kommer att vara användbart att överväga några serieprover av flygplan som i egenskaper är nära hypersoniska eller är (enligt en eller annan metod) hypersoniska.

Bland sådana maskiner är den amerikanska utvecklingen av SR-71. Vissa forskare är inte benägna att klassificera detta flygplan som hypersoniskt, eftersom dess maximala hastighet är cirka 3,7 tusen km / h. Bland dess mest anmärkningsvärda egenskaper är dess startvikt, som överstiger 77 ton. Apparatens längd är mer än 23 m, vingspannet är mer än 13 m.

Ett av de snabbaste militärflygplanen är den ryska MiG-25. Enheten kan nå hastigheter på mer än 3, 3 tusen km / h. Den maximala startvikten för det ryska flygplanet är 41 ton.

Rysska federationen är alltså bland de ledande på marknaden för seriella lösningar, nära egenskaper som hypersoniska. Men vad kan man säga om den ryska utvecklingen när det gäller "klassiska" hypersoniska flygplan? Är ingenjörer från Ryska federationen kapabla att skapa en lösning som är konkurrenskraftig med maskiner från Boeing och Orbital Scence?

ryska hypersoniska fordon

För tillfället är det ryska hypersoniska flygplanet under utveckling. Men hon är ganska aktiv. Vi pratar om flygplanet Yu-71. Dess första tester, att döma av mediarapporter, utfördes i februari 2015 nära Orenburg.

Flygplanet förväntas användas för militära ändamål. Således kommer ett hypersoniskt fordon att vid behov kunna leverera slagvapen över avsevärda avstånd, övervaka territoriet och även användas som en del av attackflyget. Vissa forskare tror att 2020-2025. de strategiska missilstyrkorna kommer att ta emot cirka 20 flygplanlämplig typ.

Det finns information i media om att det ryska hypersoniska flygplanet som övervägs kommer att placeras på den ballistiska missilen Sarmat, som också är på designstadiet. Vissa analytiker tror att Yu-71 hypersoniska fordon under utveckling inte är något annat än en stridsspets som måste separeras från en ballistisk missil i det sista flygsegmentet, så att det tack vare den höga manövrerbarheten hos ett flygplan kan övervinna missilen försvarssystem.

Project Ajax

Bland de mest anmärkningsvärda projekten relaterade till utvecklingen av hypersoniska flygplan är Ajax. Låt oss studera det mer i detalj. Hypersonic flygplan "Ajax" - en konceptuell utveckling av sovjetiska ingenjörer. I det vetenskapliga samfundet började man prata om det redan på 80-talet. Bland de mest anmärkningsvärda egenskaperna är närvaron av ett termiskt skyddssystem, som är utformat för att skydda höljet från överhettning. Sålunda föreslog utvecklarna av Ajax-apparaten en lösning på ett av de "hypersoniska" problemen som vi har identifierat ovan.

Det traditionella systemet för termiskt skydd av flygplan innebär placering av speciella material på kroppen. Ajax-utvecklarna föreslog ett annat koncept, enligt vilket det inte var tänkt att skydda enheten från extern uppvärmning, utan att släppa in värme i bilen, samtidigt som dess energiresurs ökade. Den sovjetiska apparatens främsta konkurrent var Aurora hypersoniska flygplan, skapat i USA. Men på grund av det faktum att designers från Sovjetunionen har utökat möjligheterna avsevärtkonceptet anförtroddes den nya utvecklingen det bredaste utbudet av uppgifter, i synnerhet forskning. Vi kan säga att Ajax är ett hypersoniskt flerfunktionsflygplan.

Låt oss ta en närmare titt på de tekniska innovationer som föreslagits av ingenjörer från Sovjetunionen.

Så, de sovjetiska utvecklarna av Ajax föreslog att man skulle använda värmen som genererades som ett resultat av friktionen från flygplanets kropp mot atmosfären för att omvandla den till användbar energi. Tekniskt sett skulle detta kunna implementeras genom att placera ytterligare skal på apparaten. Som ett resultat bildades något liknande en andra byggnad. Dess hålighet var tänkt att vara fylld med någon form av katalysator, till exempel en blandning av brännbart material och vatten. Det värmeisolerande skiktet av ett fast material i Ajax skulle ersättas med ett flytande, vilket å ena sidan skulle skydda motorn, å andra sidan skulle bidra till en katalytisk reaktion, som, under tiden kan det åtföljas av en endoterm effekt - rörelsen av värme från de yttre kroppsdelarna inuti. Teoretiskt sett kan kylningen av de yttre delarna av apparaten vara vad som helst. Överskottsvärme var i sin tur tänkt att användas för att öka effektiviteten hos flygplansmotorn. Samtidigt skulle denna teknik göra det möjligt att generera fria vätearter på grund av bränslereaktionen.

För närvarande finns det ingen information tillgänglig för allmänheten om fortsättningen av utvecklingen av Ajax, men forskare anser att det är mycket lovande att omsätta sovjetiska koncept i praktiken.

kinesiska hypersoniska fordon

KonkurrentRyssland och USA på marknaden för hypersoniska lösningar är Kina. Bland de mest kända utvecklingarna av ingenjörer från Kina är WU-14-flygplanet. Det är ett hypersoniskt glidflygplan monterat på en ballistisk missil.

ICBM skjuter upp ett flygplan i rymden, varifrån maskinen dyker kraftigt ner och utvecklar hypersonisk hastighet. Den kinesiska apparaten kan monteras på olika ICBM med en räckvidd på 2 000 till 12 000 km. Det visade sig att WU-14 under testerna kunde nå hastigheter över 12 tusen km/h, och därmed förvandlas till det snabbaste hypersoniska flygplanet enligt vissa analytiker.

Samtidigt anser många forskare att den kinesiska utvecklingen inte är helt legitim att tillskriva flygplansklassen. Så versionen är utbredd, enligt vilken enheten ska klassificeras exakt som en stridsspets. Och mycket effektiv. När man flyger ner i en markant hastighet kommer inte ens de modernaste missilförsvarssystemen att kunna garantera att motsvarande mål avlyssnas.

Det kan noteras att Ryssland och USA också utvecklar hypersoniska fordon som används för militära ändamål. Samtidigt skiljer sig det ryska konceptet, enligt vilket det är tänkt att skapa maskiner av motsvarande typ, avsevärt, vilket framgår av data i vissa medier, från de tekniska principerna som implementerats av amerikanerna och kineserna. Så utvecklare från Ryska federationen koncentrerar sina ansträngningar på att skapa flygplanfordon utrustade med en ramjetmotor som kan avfyras från marken. Ryssland planerar samarbete i denna riktning med Indien. Hypersoniska enheter, skapade enligt det ryska konceptet, enligt vissa analytiker, kännetecknas av lägre kostnader och en bredare räckvidd.

Samtidigt föreslår det ryska hypersoniska flygplanet, som vi nämnde ovan (Yu-71),, enligt vissa analytiker, precis samma placering på ICBM. Om denna tes visar sig vara sann, kommer det att vara möjligt att säga att ingenjörer från Ryska federationen arbetar samtidigt inom två populära konceptuella områden med konstruktion av hypersoniska flygplan.

CV

Så, förmodligen det snabbaste hypersoniska flygplanet i världen, om vi pratar om flygplan, oavsett deras klassificering, är detta fortfarande den kinesiska WU-14. Även om du måste förstå att verklig information om honom, inklusive de som är relaterade till tester, kan klassificeras. Detta överensstämmer med principerna för kinesiska utvecklare, som ofta strävar efter att hålla sin militära teknik hemlig till varje pris. Hastigheten för det snabbaste hypersoniska flygplanet är över 12 000 km/h. Den "kommer ikapp" med den amerikanska utvecklingen av X-43A - många experter anser att den är snabbast. Teoretiskt sett kan X-43A hypersoniska flygplan, liksom det kinesiska WU-14, komma ikapp med utvecklingen från Orbical Science, designat för en hastighet på mer än 12 tusen km/h.

Det ryska Yu-71-flygplanets egenskaper är ännu inte kända för allmänheten. Det är möjligt att de kommer att vara nära parametrarnakinesiska flygplan. Ryska ingenjörer utvecklar också ett hypersoniskt flygplan som kan lyfta inte på basis av ICBM, utan oberoende.

Aktuella projekt av forskare från Ryssland, Kina och USA är på något sätt kopplade till den militära sfären. Hypersoniska flygplan, oavsett deras eventuella klassificering, betraktas i första hand som bärare av vapen, troligen kärnvapen. Men i verk av forskare från hela världen finns det teser om att "hyperljud", liksom kärnteknik, mycket väl kan vara fredligt.

Det handlar om framväxten av prisvärda och pålitliga lösningar som låter dig organisera massproduktion av maskiner av lämplig typ. Användningen av sådana anordningar är möjlig inom det bredaste utbudet av grenar av ekonomisk utveckling. Den största efterfrågan på hypersoniska flygplan kommer sannolikt att finnas inom rymd- och forskningsindustrin.

När kostnaden för att tillverka teknologier för motsvarande maskiner blir billigare, kan transportföretag börja visa intresse för att investera i sådana projekt. Industriföretag, leverantörer av olika tjänster kan börja överväga "hypersound" som ett verktyg för att öka företagens konkurrenskraft när det gäller att organisera internationell kommunikation.