Nejrychlejší hypersonické letadlo na světě. Ruské hypersonické letadlo

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Běžné osobní letadlo letí rychlostí asi 900 km/h. Proudové stíhací letadlo může dosáhnout asi trojnásobné rychlosti. Moderní inženýři z Ruské federace a dalších zemí světa však aktivně vyvíjejí ještě rychlejší stroje - hypersonická letadla. Jaká jsou specifika příslušných konceptů?

Kritéria pro hypersonické letadlo

Co je to hypersonické letadlo? Pod tím je zvykem rozumět aparát schopný létat rychlostí mnohonásobně vyšší, než je rychlost zvuku. Přístupy výzkumníků ke stanovení jeho specifického ukazatele se liší. Existuje rozšířená metodika, podle níž by mělo být letadlo považováno za hypersonické, pokud je násobkem ukazatelů rychlosti nejrychlejších moderních nadzvukových vozidel. Což jsou asi 3-4 tisíce km/h. To znamená, že hypersonické letadlo, pokud budete postupovat podle této metodiky, by mělo dosáhnout rychlosti 6 000 km/h.

Bezpilotní ařízená vozidla

Přístupy výzkumníků se mohou lišit také ve smyslu stanovení kritérií pro klasifikaci konkrétního zařízení jako letadla. Existuje verze, že za takové lze považovat pouze stroje, které ovládá osoba. Existuje názor, podle kterého lze za letadlo považovat i bezpilotní prostředek. Někteří analytici proto klasifikují stroje daného typu na ty, které podléhají lidské kontrole, a ty, které fungují autonomně. Takové rozdělení lze ospravedlnit, protože bezpilotní vozidla mohou mít mnohem působivější technické vlastnosti, například pokud jde o přetížení a rychlost.

Současně mnoho výzkumníků považuje hypersonická letadla za jeden koncept, pro který je klíčovým ukazatelem rychlost. Nezáleží na tom, zda u kormidla zařízení sedí člověk nebo stroj ovládá robot - hlavní je, aby bylo letadlo dostatečně rychlé.

Vzlet – sólo nebo s asistencí?

Běžná je klasifikace hypersonických letadel, která je založena na klasifikaci jako ta, která mohou vzlétat samostatně, nebo taková, která vyžadují umístění na silnější nosič - raketu nebo nákladní letadlo. Existuje názor, podle kterého je legitimní označovat zařízení uvažovaného typu především ta, která jsou schopna vzlétnout samostatně nebo s minimálním zapojením jiných typů zařízení. Nicméně ti výzkumníci, kteří věří, že hlavním kritériem charakterizujícím hypersonické letadlo je rychlost, by mělibýt nejdůležitější v jakékoli klasifikaci. Ať už jde o klasifikaci zařízení jako bezpilotní, řízené, schopné vzlétnout samostatně nebo s pomocí jiných strojů - pokud odpovídající ukazatel dosáhne výše uvedených hodnot, pak to znamená, že mluvíme o hypersonickém letadle.

Hlavní problémy hypersonických řešení

Koncepty hypersonických řešení jsou staré mnoho desetiletí. V průběhu let vývoje odpovídajícího typu vozidel světoví inženýři řeší řadu významných problémů, které objektivně brání uvedení výroby „hypersoundu“do provozu – podobně jako organizování výroby turbovrtulových letadel.

Hlavním problémem při návrhu hypersonických letadel je vytvoření motoru, který může být dostatečně energeticky účinný. Dalším problémem je seřízení potřebné tepelné ochrany aparátu. Faktem je, že rychlost hypersonického letadla v hodnotách, které jsme uvažovali výše, znamená silné zahřívání trupu v důsledku tření o atmosféru.

Dnes se podíváme na několik ukázek úspěšných prototypů letadel odpovídajícího typu, jejichž vývojáři dokázali výrazně pokročit v úspěšném řešení zaznamenaných problémů. Pojďme si nyní prostudovat nejslavnější světový vývoj, pokud jde o vytváření hypersonických letadel daného typu.

Nejrychlejší letadlo Boeingu

Nejrychlejším hypersonickým letadlem na světě je podle některých odborníků americký Boeing X-43A. Takže během testování tohoto zařízení bylo zaznamenáno, že dosáhl rychlostipřesahující 11 tisíc km/h. To je asi 9,6násobek rychlosti zvuku.

Co je zvláštního na hypersonickém letadle X-43A? Charakteristiky tohoto letadla jsou následující:

- maximální rychlost zaznamenaná v testech - 11 230 km/h;

- rozpětí křídel - 1,5 m;

- délka pouzdra – 3,6 m;

- motor s přímým prouděním, nadzvukový spalovací nápor;

- palivo – atmosférický kyslík, vodík.

Je možné poznamenat, že dotyčné zařízení je jedním z nejekologičtějších. Faktem je, že použité palivo prakticky nezahrnuje uvolňování škodlivých produktů spalování.

Hypersonické letadlo X-43A bylo vyvinuto společným úsilím inženýrů NASA, stejně jako Orbical Science Corporation a Minocraft. Letoun vznikal asi 10 let. Do jeho rozvoje bylo investováno asi 250 milionů dolarů. Koncepční novinkou daného letounu je, že byl koncipován za účelem testování nejnovější technologie pro zajištění chodu tahu motoru.

Vyvinuto společností Orbital Science

Orbital Science, která se, jak jsme uvedli výše, podílela na vytvoření zařízení X-43A, se také podařilo vytvořit vlastní hypersonický letoun - X-34.

Jeho nejvyšší rychlost je přes 12 000 km/h. Pravda, při praktických zkouškách toho nebylo dosaženo - navíc nebylo možné dosáhnout ukazatele, který ukazoval letoun X43-A. Uvažované letadlozařízení zrychluje, když je aktivována raketa Pegasus, která funguje na tuhé palivo. X-34 byl poprvé testován v roce 2001. Dotyčné letadlo je výrazně větší než zařízení od Boeingu - jeho délka je 17,78 m, rozpětí křídel 8,85 m. Maximální výška letu hypersonického vozítka od Orbical Science je 75 kilometrů.

Letadlo ze Severní Ameriky

Dalším známým hypersonickým letadlem je X-15, vyráběný společností North American. Analytici označují tento přístroj jako experimentální.

Je vybaven raketovými motory, což dává některým odborníkům důvod jej neklasifikovat jako letadlo. Přítomnost raketových motorů však umožňuje zařízení zejména suborbitální lety. Při jednom z testů v tomto režimu jej tedy otestovali piloti. Účelem aparatury X-15 je studovat specifika hypersonických letů, hodnotit určitá konstrukční řešení, nové materiály a ovládací prvky takových strojů v různých vrstvách atmosféry. Je pozoruhodné, že koncept projektu byl schválen již v roce 1954. X-15 létá rychlostí více než 7 tisíc km/h. Jeho letový dosah je více než 500 km, jeho výška přesahuje 100 km.

Nejrychlejší produkční letadlo

Hypersonická vozidla, která jsme studovali výše, ve skutečnosti patří do kategorie výzkumu. Bude užitečné zvážit některé sériové vzorky letadel, které jsou svými charakteristikami blízké hypersonickým nebo jsou (podle té či oné metodiky) hypersonické.

Mezi takové stroje patří americký vývoj SR-71. Někteří výzkumníci nejsou nakloněni klasifikovat toto letadlo jako hypersonické, protože jeho maximální rychlost je asi 3,7 tisíc km / h. Mezi jeho nejpozoruhodnější vlastnosti patří jeho vzletová hmotnost, která přesahuje 77 tun. Délka zařízení je více než 23 m, rozpětí křídel je více než 13 m.

Jedním z nejrychlejších vojenských letadel je ruský MiG-25. Zařízení může dosáhnout rychlosti více než 3, 3 tisíce km / h. Maximální vzletová hmotnost ruského letadla je 41 tun.

Na trhu sériových řešení, která se svými vlastnostmi blíží hypersonickým, patří tedy Ruská federace mezi lídry. Co se ale dá říci o ruském vývoji z hlediska „klasických“hypersonických letadel? Jsou inženýři z Ruské federace schopni vytvořit řešení, které bude konkurenceschopné se stroji Boeing a Orbital Scence?

Ruská hypersonická vozidla

V současné době je ruský hypersonický letoun ve vývoji. Ale je docela aktivní. Mluvíme o letounu Yu-71. Jeho první testy, soudě podle zpráv z médií, byly provedeny v únoru 2015 poblíž Orenburgu.

Očekává se, že letadlo bude použito pro vojenské účely. Hypersonické vozidlo tak bude v případě potřeby schopno dopravit úderné zbraně na značné vzdálenosti, monitorovat území a také být použito jako prvek útočného letectví. Někteří vědci se domnívají, že v letech 2020-2025. strategické raketové síly obdrží asi 20 letadelvhodný typ.

V médiích se objevují informace, že uvažovaný ruský hypersonický letoun bude umístěn na balistickou střelu Sarmat, která je rovněž ve fázi návrhu. Někteří analytici se domnívají, že vyvíjené hypersonické vozidlo Yu-71 není nic jiného než hlavice, která se bude muset v posledním letovém segmentu oddělit od balistické střely, aby díky vysoké manévrovací schopnosti letadla mohla překonat střelu. obranné systémy.

Projekt Ajax

Mezi nejpozoruhodnější projekty související s vývojem hypersonických letadel patří Ajax. Pojďme si to prostudovat podrobněji. Hypersonický letoun "Ajax" - koncepční vývoj sovětských inženýrů. Ve vědecké komunitě se o tom začalo mluvit již v 80. letech. Mezi nejpozoruhodnější vlastnosti patří přítomnost systému tepelné ochrany, který je navržen tak, aby chránil pouzdro před přehřátím. Vývojáři aparátu Ajax tedy navrhli řešení jednoho z „hypersonických“problémů, které jsme identifikovali výše.

Tradiční schéma tepelné ochrany letadla zahrnuje umístění speciálních materiálů na tělo. Vývojáři Ajaxu navrhli jiný koncept, podle kterého nemělo zařízení chránit před vnějším ohřevem, ale propouštět teplo do auta a zároveň zvyšovat jeho energetický zdroj. Hlavním konkurentem sovětského aparátu byl hypersonický letoun Aurora, vytvořený ve Spojených státech. Vzhledem k tomu, že konstruktéři ze SSSR výrazně rozšířili možnostikoncepce, novému vývoji byla svěřena nejširší škála úkolů, zejména výzkum. Můžeme říci, že Ajax je hypersonické víceúčelové letadlo.

Pojďme se blíže podívat na technologické inovace navržené inženýry ze SSSR.

Sovětští vývojáři Ajaxu tedy navrhli využít teplo generované v důsledku tření těla letadla o atmosféru k přeměně na užitečnou energii. Technicky by to mohlo být realizováno umístěním dalších plášťů na zařízení. V důsledku toho vzniklo něco jako druhá budova. Jeho dutina měla být vyplněna nějakým druhem katalyzátoru, například směsí hořlavého materiálu a vody. Tepelně-izolační vrstva z pevného materiálu v Ajaxu měla být nahrazena tekutou, která měla na jedné straně chránit motor, na druhé straně by přispívala ke katalytické reakci, která by mezitím by mohl být doprovázen endotermickým efektem - pohybem tepla z vnějších částí těla dovnitř. Teoreticky může být chlazením vnějších částí aparátu cokoliv. Přebytečné teplo mělo být zase využito za účelem zvýšení účinnosti leteckého motoru. Tato technologie by zároveň umožnila generovat volné druhy vodíku díky reakci paliva.

V tuto chvíli nejsou pro širokou veřejnost dostupné žádné informace o pokračování vývoje Ajaxu, ale výzkumníci považují za velmi slibné uvést sovětské koncepty do praxe.

Čínská hypersonická vozidla

KonkurentRusko a USA na trhu hypersonických řešení je Čína. Mezi nejznámější vývoj inženýrů z Číny patří letoun WU-14. Je to hypersonický kluzák namontovaný na balistické střele.

ICBM vypustí letadlo do vesmíru, odkud se stroj prudce vrhne dolů a vyvine hypersonickou rychlost. Čínská aparatura může být namontována na různé ICBM s dosahem 2 000 až 12 000 km. Bylo zjištěno, že během testů byl WU-14 schopen dosáhnout rychlosti přesahující 12 tisíc km/h, čímž se podle některých analytiků stal nejrychlejším hypersonickým letounem.

Současně se mnoho výzkumníků domnívá, že čínský vývoj není zcela legitimní připisovat třídě letadel. Rozšířená je tedy verze, podle níž by mělo být zařízení klasifikováno přesně jako hlavice. A velmi efektivní. Když letíte dolů vyznačenou rychlostí, ani nejmodernější systémy protiraketové obrany nebudou schopny zaručit zachycení odpovídajícího cíle.

Je možné poznamenat, že Rusko a Spojené státy také vyvíjejí hypersonická vozidla používaná pro vojenské účely. Ruská koncepce, podle níž má vytvářet stroje odpovídajícího typu, se přitom výrazně liší, jak dokládají údaje v některých médiích, od technologických principů realizovaných Američany a Číňany. Vývojáři z Ruské federace tedy soustředí své úsilí v oblasti vytváření letadelvozidla vybavená náporovým motorem, který lze spustit ze země. Rusko v tomto směru plánuje spolupráci s Indií. Hypersonická zařízení vytvořená podle ruského konceptu se podle některých analytiků vyznačují nižší cenou a širším záběrem.

Zároveň ruský hypersonický letoun, který jsme zmínili výše (Yu-71), podle některých analytiků naznačuje stejné umístění na ICBM. Pokud se tato teze ukáže jako pravdivá, pak bude možné říci, že inženýři z Ruské federace pracují současně ve dvou populárních koncepčních oblastech při konstrukci hypersonických letadel.

CV

Takže pravděpodobně nejrychlejší hypersonické letadlo na světě, pokud mluvíme o letadlech, bez ohledu na jejich klasifikaci, je to stále čínský WU-14. I když musíte pochopit, že skutečné informace o něm, včetně těch, které se týkají testů, lze klasifikovat. To je v souladu s principy čínských vývojářů, kteří se často snaží za každou cenu utajit svou vojenskou technologii. Rychlost nejrychlejšího hypersonického letadla je přes 12 000 km/h. „Dohání“americký vývoj X-43A – mnozí odborníci jej považují za nejrychlejší. Teoreticky může hypersonický letoun X-43A, stejně jako čínský WU-14, dohnat vývoj z Orbical Science, určený pro rychlost více než 12 tisíc km/h.

Vlastnosti ruského letounu Yu-71 nejsou dosud široké veřejnosti známy. Je možné, že se budou blížit parametrůmčínská letadla. Ruští inženýři také vyvíjejí hypersonické letadlo schopné vzlétnout nikoli na základě ICBM, ale nezávisle.

Současné projekty výzkumníků z Ruska, Číny a USA nějak souvisí s vojenskou sférou. Hypersonická letadla bez ohledu na jejich možnou klasifikaci jsou považována především za nosiče zbraní, nejspíše jaderných. V pracích výzkumníků z celého světa však existují teze, že „hyperzvuk“, stejně jako jaderná technologie, může být klidně mírový.

Jde o vznik cenově dostupných a spolehlivých řešení, která vám umožní organizovat hromadnou výrobu strojů vhodného typu. Použití takových zařízení je možné v nejširším spektru odvětví ekonomického rozvoje. Největší poptávku po hypersonických letadlech pravděpodobně najdeme ve vesmírném a výzkumném průmyslu.

Vzhledem k tomu, že náklady na výrobní technologie pro odpovídající stroje zlevňují, mohou dopravní podniky začít projevovat zájem o investice do takových projektů. Průmyslové korporace, poskytovatelé různých služeb mohou začít uvažovat o „hypersoundu“jako o nástroji ke zvýšení konkurenceschopnosti podnikání z hlediska organizace mezinárodní komunikace.