V poslední době se každý den setkáváte se zprávami o hypersoundu: „Hlavice raket raketově manévrují, létají na hypersound a na mezikontinentální dostřel …“„V Rusku se testuje hypersonický náporový motor!“A tak dále a tak dále.
Obyčejnému člověku na ulici se okamžitě vynoří fantastický obraz - nadzvuková letadla vzlétnou a zasáhnou svými raketami, opět na hypersonické, mezikontinentální cíle … Jak letadla samotná, tak jejich rakety scramjet jsou neviditelné a nejsou zachyceny.
Je to tak? Uvidíme
Článek se objevil znovu „Hypersonické, přímé proudění, mouchy“ v „Technologii - mládež“z roku 1991.
Článek říká: "Motor scramjet, nebo, jak se říká," hypersonický přímý proud ", umožní letět z Moskvy do New Yorku za 2-3 hodiny a opustí okřídlený stroj z atmosféry do vesmíru. Letecké a kosmické letadlo nebude potřebovat pomocné letadlo, jako u Zengera, ani nosnou raketu, stejně jako u raketoplánů a Buranu, - doručení nákladu na oběžnou dráhu bude stát téměř desetkrát levněji. “ Článek napsali Yuri SHIKHMAN a Vyacheslav SEMENOV, výzkumníci z CIAM.
S oběma jsem se samozřejmě dobře znal, protože jsem se s nimi účastnil mnoha prací na téma institut. Včetně tématu scramjet. Moje část práce sice nepatřila k hlavním a hlavním, přesto byla nezbytná a důležitá. Do této práce jsem byl zapojen v roce 84 jako mladý specialista a juniorský výzkumník. V té době byl Ruvim Isaevich Kurziner stále lídrem ve všech pracích na CIAMu na téma „Cold“.
Zkušený motor scramjet na téma „Cold“neboli produkt 057, jako součást hypersonické létající laboratoře (HLL), byl výzkumným objektem, jehož hlavním úkolem bylo demonstrovat možnost spalování směsi paliva a vzduchu při nadzvuková rychlost odtoku pracovní tekutiny v okruhu spalovací komory. Na zemi nebylo možné simulovat všechny režimy spalování, proto bylo rozhodnuto takový problém prozkoumat v reálných letových podmínkách.
Jako nosič, akcelerátor a simulační režimy letu byla pro studii použita protiletadlová střela 5В28 komplexu С-200В (SA-5). Místo hlavové části, ve které byl GLL ukotven se scramjetovým motorem s palivovou nádrží a systémy řízení a údržby.
První let GLL scramjetem byl proveden 28. listopadu 1991. Při první letové zkoušce motoru scramjet byl maximální počet M 5, 8, motor pracoval celkem 28 s, během letu se dvakrát automaticky zapnul. Poprvé na světě za podmínek letových zkoušek tedy výkon hypersonického ramjetového motoru (časopis „Motor“č. 6 z roku 2006).
V letech 1991-98 bylo provedeno asi 8 startů (včetně vrhačských). Kromě ruských specialistů se studií experimentálního scramjetového motoru účastnili i Francouzi - v letech 1992 a 1995 na základě smluv s Francouzským národním vědeckým centrem (ONERA) a v letech 1997 a 1998 - Američané na základě smlouvy s USA Národní vesmírná agentura (NASA).
Uplynulo tedy více než 20 let. Co máme?
Existují hypersonická letadla, to znamená, že létají vysokou rychlostí (M> 5)? Tady je
Nejprve to byly oběžné dráhy Buran a raketoplán.
Když se například vrátíme z oběžné dráhy „Buran“, plánujeme asi půl hodiny v hypersoundu na vzdálenost asi 8000 km od výšky 100 km až do 20.
Taktické a technické vlastnosti OK „Buran“ v režimu klesání při hypersonických rychlostech:
• Spouštěcí hmotnost - 105 tun
• Vzdálenost k přistávací dráze - 8270 km
• Rychlost na sestupové trajektorii - 7, 592 … 0, 520 km / s (27,330-1,872 km / h) cca. 27-1, 8 Max
• Rozsah nadmořské výšky klesání - 100 … 20 km
Proveďme „myšlenkový experiment“. Je možné otočit celý tento přistávací profil „hypersonické orbitální kosmické lodi“„Buran“zpět?
Umět!
Pouze k tomu potřebujeme nosnou raketu „Energia“.
„A pokud na GPRD?“- zeptá se čtenář. Umět. K tomu však bude nutné nejprve „postrčit“celý systém něčím podobným PRD, aby bylo zajištěno, že GPJE dosáhne režimu. zrychlující „prášek“. A pak jej přeneste na kruhovou oběžnou dráhu, „nakrmte“motory uloženým kyslíkem nebo na čistý raketový motor. Výsledkem bude, že „úspory“na oxidátoru při použití atmosférického kyslíku v motoru scramjet budou dobré, něco kolem 20%. Ale pak je tu tolik obtíží, že nedej bože!
Vymysleli inženýři tento druh „ekonomických systémů“využívajících přívěsný vzduch? Ano, tolik, kolik je třeba! Stejné „Zenger“a „Hotol“.
A … řekněme to skromně - rané verze dnes již světoznámé Topol ICBM. Ano vskutku! Celý tento systém se jmenoval „Gnome“
„Gnome“je třístupňová mezikontinentální balistická střela vybavená prvním stupněm rázového pohonu na tuhá paliva, druhým a třetím stupněm na tuhá paliva a akcelerátorem. Návrh byl proveden od začátku 60. let v Mechanical Engineering Design Bureau (Kolomna) pod vedením Borise Shavyrina.
Maximální dostřel, km 11000
Spouštěcí hmotnost, t 29
Užitečná hmotnost, 470 kg
Délka střely, m 16, 14
Počet kroků 3
Později návrhář MIT A. D. Nadiradze, spoléhající se na své zkušenosti s vytvářením mobilní OTR „Temp“, navrhl projekt ICBM na konvenčních motorech na tuhá paliva. Podpořilo ho vedení ministerstva obranného průmyslu a v důsledku toho jsme dostali 45tunový mobilní pozemní mezikontinentální „Temp-2S“. Dále jeho modernizace a vylepšení - „Pionýři“(RSD) a „Topol“(MBR) … Mnozí v tom vidí jeho zákeřnost (45 tun místo slibovaných 29). Přesto se totéž mohlo stát s „Gnomem“. Výpočty jsou jedna věc - praktická implementace je věc druhá!
Nadzvuková mezikontinentální řízená střela „Tempest“(„produkt 351“), který je nejblíže požadovaným parametrům letadla se scramjetovým motorem.
Délka, m - 20, 396
Rozpětí křídel, m - 7, 746
Výška, m- 6, 642
Plocha křídla, m2 - 44,6
Spouštěcí hmotnost, kg - 98,280
Hmotnost počátečního udržovacího stupně, kg - 33,522
Hmotnost hlavice, kg - 3403
Cestovní rychlost, km / h - 3300
Letová výška, km - 18 - 25, 5
Rozsah, km - 7830
Čistě teoreticky lze tento systém za použití moderních materiálů, paliv, „urychlovačů“na tuhá paliva urychlit, pravděpodobně až na Mach 5. Ale to je otázka: bude mít super nadřazenost nad stávajícími ICBM?
Čas k dosažení cíle v maximálním dosahu bude přibližně 1,5 hodiny (ICBM - 30 minut).
Bude to mít určité výhody - například zpoždění detekce.
ICBM jsou detekovány poměrně rychle, za prvé, počáteční pochodeň, a za druhé, vysoká vzestupná výška balistické dráhy (až 1600 km).
Ačkoli naše poslední „Topol-M“a „Yarsy“a další ze stejné rodiny, prý mohou létat na jiných, například kvazi stylových okružních trasách (100-200 km), proto jejich síla na váhu poměr a hmotnost se výrazně liší od hubených „Minutemanů“optimalizovaných pro balistické trajektorie.
V tomto ohledu si připomínám žíravé nadšení raketového inženýra NASA (nebo Pentagonu) - „de, Rusové nevědí, jak vyrábět rakety, dokonce mají moderní, které jsou těžší a větší než naše, vyvinuté v 70. letech. Výkřiky však rychle odezněly. Kvalifikovanější soudruzi mu podle všeho vysvětlili, o co jde …
Hlavní otázkou u letounů s hypersonickými raketami je - jsou potřebné, nebo se prozatím zdržíme?
Jak jsme viděli, rakety a orbitální lodě jsou již dlouho implementovány, i když ne na scramjetovém motoru.
A o letadlech …
Více než 20 let armáda drží M <3,5 (SR-71, Sotka, MiG-31). Další zvýšení rychlosti neznamená další výhody, ale protiraketové střely na motory na tuhá paliva toho dosáhnou, pokud zachytí hlavy a satelity ICBM v 1. prostoru.
O civilních parnících …
Zdá se mi, že před érou internetu byla potřeba taková rychlá letadla. Proč se ptáš? A protože nyní podnikatelé a podnikatelé a úředníci všech oblastí nemusí spěchat tak rychle napříč kontinenty: stejně nebudou fungovat rychleji než elektronické podpisy a videokonference.
A pokud je přesto někdo netrpělivý - vidět novorozeného syna nebo zahájit plán jeho narození - bude muset zmírnit svoji hbitost. A pomalu „zvracet“, jak říkají moji přátelé, narcističtí egoisté značky BMW, večerním koněm v podobě hlavní řady nebo mezikontinentálního „melounu“nebo „Boeingu“s průměrnou rychlostí 900 km / h, čajem, jdeme pozdě do dalšího světa …
Hypersonické motory - motory scramjet, jejichž hlavním rozlišovacím znakem je nadzvukový odtok pracovní tekutiny spalovací komorou, však ještě nebyly vytvořeny.
Třeba se to někomu podaří. Navíc od vývojářů, kteří nebyli varováni, že to není možné, a oni, aniž by to věděli, vzali a implementovali fantastický projekt. Historie vědy a techniky také zná takové příklady …
* Při stavbě motoru se rozlišují dva typy nestabilního provozu proudových motorů - „stoupající“a „svědění“na vstupu. „Svědění“- vysokofrekvenční pulzace vzduchu v oblasti superkritických režimů provozu vstupního difuzoru motoru je vnímána jako charakteristický svědění. Naproti tomu „přepětí“je vibrace s nižší frekvencí. Svědění je způsobeno narušením toku v potrubí za hrdlem difuzéru.
