Die afgelope tyd kom u elke dag op boodskappe oor hiperklank af: "Die strydkoppe van die missiele beweeg, vlieg op hoë klank en op interkontinentale afstand …" "'n Hipersoniese ramjet -enjin word in Rusland getoets!" En so aan en so aan.
'N Fantastiese prentjie verskyn onmiddellik voor die oë van 'n gewone man in die straat - hipersoniese vliegtuie styg en slaan met hul missiele, weer op hipersoniese, interkontinentale teikens … Beide die vliegtuie self en hul scramjet -missiele is onsigbaar en word nie onderskep nie.
Is dit so? Kom ons kyk
Die artikel het weer gekom "Hipersoniese, direkte vloei, vlieë" in "Tegnologie - Jeug" van 1991.
Die artikel sê: 'Met die scramjet-enjin, of, soos hulle sê,' hipersoniese direkte vloei ', kan u binne 2-3 uur van Moskou na New York vlieg en die gevleuelde masjien uit die atmosfeer in die ruimte laat. 'N Ruimtevliegtuig het nie 'n opskuddingsvliegtuig nodig nie, soos vir Zenger, of 'n lanseervoertuig, soos vir pendeltuie en Buran. Die artikel is geskryf deur Yuri SHIKHMAN en Vyacheslav SEMENOV, navorsers van CIAM.
Ek was natuurlik goed vertroud met albei, aangesien ek saam met hulle aan baie werke oor die instituut deelgeneem het. Insluitend oor die onderwerp scramjet. Alhoewel my deel van die werk nie tot die belangrikste en vernaamste behoort het nie, was dit tog nodig en belangrik. Ek was betrokke by hierdie werk in die jaar 84, as 'n jong spesialis en junior navorser. Op daardie stadium was Ruvim Isaevich Kurziner steeds die leier oor al die werk oor die 'koue' tema by CIAM.
Ervare scramjet-enjin oor die onderwerp "Cold", of produk 057, as deel van 'n hipersoniese vlieglaboratorium (HLL), was 'n navorsingsobjek, waarvan die belangrikste taak was om die moontlikheid van verbranding van 'n brandstof-lugmengsel by 'n supersoniese spoed van die uitvloei van 'n werkvloeistof in die verbrandingskamer -kring. Dit was nie moontlik om alle verbrandingsmetodes op die grond te simuleer nie, daarom is besluit om so 'n probleem in werklike vlugtoestande te ondersoek.
'N Vliegtuigmissiel 5В28 van die С-200В (SA-5) -kompleks is gebruik as 'n draer, versneller en simulerende vlugmetodes vir die studie. In plaas van die kop waarvan die GLL vasgemaak is met 'n scramjet -enjin met 'n brandstoftenk en beheer- en onderhoudstelsels.
Die eerste vlug van die GLL met 'n scramjet is op 28 November 1991 uitgevoer. In die eerste vlugtoets van die scramjet -enjin was die maksimum aantal M 5, 8, die enjin het altesaam 28 sekondes gewerk, tydens die vlug het dit twee keer outomaties aangeskakel. Vir die eerste keer ter wêreld onder vlugtoetsomstandighede het die prestasie van 'n hipersoniese ramjet -enjin (tydskrif "Engine" nr. 6 van 2006).
Gedurende 1991-1998 is ongeveer 8 bekendstellings uitgevoer (insluitend gooi). Benewens Russiese spesialiste, het die Franse deelgeneem aan die studie van die eksperimentele scramjet -enjin - in 1992 en 1995 onder kontrakte met die Franse National Science Center (ONERA), en in 1997 en 1998 - die Amerikaners, onder 'n kontrak met die VSA Nasionale Ruimteagentskap (NASA).
So, meer as 20 jaar het verloop. Wat het ons?
Is daar hipersoniese vliegtuie, dit wil sê, vlieg hulle met hoë snelheid (M> 5)? Daar is
Eerstens was daar die Buran -wentelbane en die pendeltuig.
Om terug te keer van die baan "Buran", beplan byvoorbeeld ongeveer 'n halfuur met 'n hoë klank op 'n afstand van ongeveer 8000 km vanaf 'n hoogte van 100 km en tot 20.
Taktiese en tegniese eienskappe van OK "Buran" in afdraande af teen hipersoniese snelhede:
• Begingewig - 105 ton
• Afstand tot die landingsstrook - 8270 km
• Spoed op die afdraande baan - 7, 592 … 0, 520 km / s (27.330-1.872 km / h) ongeveer. 27-1, 8Maks
• Afstand van afdraande hoogte - 100 … 20 km
Kom ons doen 'n 'gedagte -eksperiment'. Is dit moontlik om hierdie hele landingsprofiel van die "hipersoniese ruimtevaartuig" "Buran" terug te draai?
Kan!
Slegs hiervoor benodig ons 'n draagraket "Energia".
"En as dit op die GPRD is?" - sal die leser vra. Kan. Maar hiervoor sal dit nodig wees om eers die hele stelsel te "druk" met iets soortgelyk aan die PRD om te verseker dat die GPJE die modus bereik. versnelde "poeier". En bring dit dan na 'n sirkelvormige baan en voer die enjins met gestoor suurstof of op 'n skoon vuurpylenjin. As gevolg hiervan sal die "besparing" op die oksideermiddel, as u atmosferiese suurstof op die scramjet -enjin gebruik, goed wees, ongeveer 20%. Maar dan is daar soveel probleme dat God dit verbied!
Het die ingenieurs hierdie soort 'ekonomiese stelsels' bedink wat lug aan boord gebruik? Ja, soveel as wat nodig is! Dieselfde "Zenger" en "Hotol".
En … laat ons dit beskeie stel - vroeë weergawes van die nou wêreldberoemde Topol ICBM. Ja inderdaad! Hierdie hele stelsel is 'Gnome' genoem
"Gnome" is 'n drie-fase interkontinentale ballistiese missiel wat toegerus is met 'n eerste-fase ramjet-dryfmotor, vaste enjin in die tweede en derde fase en 'n versneller. Die ontwerp is vanaf die begin van die 60's uitgevoer by die Mechanical Engineering Design Bureau (Kolomna) onder leiding van Boris Shavyrin.
Maksimum skietafstand, km 11000
Begingewig, t 29
Nuttige gewig, kg 470
Missiel lengte, m 16, 14
Aantal stappe 3
Later het die ontwerper van MIT A. D. Nadiradze, wat vertrou het op sy ervaring met die skep van 'n mobiele OTR "Temp", het 'n ICBM-projek voorgestel oor konvensionele enjins met vaste brandstof. Hy is ondersteun deur die leierskap van die ministerie van verdediging, en as gevolg hiervan het ons 'n interkontinentale "Temp-2S" van 45 ton ontvang. Verder, die modernisering en verbetering daarvan - "Pioneers" (RSD) en "Topol" (MBR) … Baie beskou dit as sy verraderlikheid (45 ton in plaas van die beloofde 29). Desondanks kon dieselfde met die "Gnome" gebeur het. Berekeninge is een ding - praktiese implementering is iets anders!
Supersoniese interkontinentale kruisraket "Tempest" ("produk 351"), wat die naaste aan die vereiste parameters van 'n vliegtuig met 'n scramjet -enjin is.
Lengte, m - 20, 396
Spanwydte, m - 7, 746
Hoogte, m- 6, 642
Vleueloppervlakte, m2 - 44,6
Begingewig, kg - 98.280
Massa van die aanvanklike fase, kg - 33,522
Slagkopgewig, kg - 3403
Kruissnelheid, km / h - 3300
Vlughoogte, km - 18 - 25, 5
Bereik, km - 7830
Suiwer teoreties kan hierdie stelsel, met behulp van moderne materiale, brandstowwe, vaste versnellers, versnel, waarskynlik tot Mach 5. Maar dit is die vraag: sal dit 'n superieure superioriteit hê bo die bestaande ICBM's?
Die tyd om die teiken op die maksimum bereik te bereik, is ongeveer 1,5 uur (ICBM - 30 minute).
Daar is 'n paar voordele - byvoorbeeld opsporingsvertraging.
ICBM's word redelik vinnig opgespoor, eerstens die aanvanklike fakkel en tweedens die hoë stygende hoogte van die ballistiese baan (tot 1600 km).
Alhoewel ons laaste "Topol-M" en "Yarsy" en ander van dieselfde familie, volgens hulle, kan vlieg op ander, byvoorbeeld, quasi-gestileerde sirkelroetes (100-200 km), is dit hoekom hul krag-tot-gewig verhouding en massa verskil aansienlik van maer "Minutemans" wat geoptimaliseer is vir ballistiese trajekte.
In hierdie verband herinner ek my aan die bytende entoesiasme van 'n NASA (of Pentagon) vuurpylingenieur - "die Russe weet nie hoe om vuurpyle te maak nie; hulle het selfs moderne, swaarder en groter as ons s'n, wat in die 70's ontwikkel is. " Die uitroepe het egter vinnig verdwyn. Blykbaar het meer gekwalifiseerde kamerade aan hom verduidelik wat die saak is …
Die belangrikste vraag met hipersoniese raketvliegtuie is: is dit nodig, of sal ons dit vir eers weerhou?
Soos ons gesien het, is vuurpyle en wentelbote lank reeds geïmplementeer, maar nie op 'n scramjet -enjin nie.
En oor die vliegtuie …
Vir meer as 20 jaar hou die weermag die M <3.5 (SR-71, Sotka, MiG-31). 'N Verdere snelheidsverhoging impliseer geen bykomende voordele nie, maar ook lugafweermissiele op soliede brandstofenjins sal dit kry as hulle ICBM-koppe en -satelliete in die 1ste ruimte onderskep.
Oor burgerlike vaartuie …
Dit lyk vir my asof sulke vinnige vliegtuie voor die era van die internet nodig was. Hoekom vra jy? En omdat sakelui en sakemanne en amptenare van alle strepe nie so vinnig oor die vastelande hoef te jaag nie: hulle werk steeds nie vinniger as elektroniese handtekeninge en videokonferensies nie.
En as iemand nietemin ongeduldig is - om 'n pasgebore seun te sien of 'n plan vir sy geboorte te begin - sal hulle hul behendigheid moet versag. En stadig "braak", soos my vriende, sê die narsistiese egoïste van die BMW -handelsmerk, met 'n aandperd in die vorm van 'n hooflyn of interkontinentale "waatlemoen" of "Boeing" met 'n gemiddelde snelheid van 900 km / h, tee, ons is laat vir die volgende wêreld …
Maar hipersoniese enjins - scramjet -enjins, waarvan die belangrikste kenmerk die supersoniese uitvloei van die werkvloeistof deur die verbrandingskamer is, is nog nie geskep nie.
Miskien sal iemand slaag. Boonop, van ontwikkelaars wat nie gewaarsku is dat dit onmoontlik is nie, en sonder om dit te weet, het hulle 'n fantastiese projek uitgevoer en geïmplementeer. Die geskiedenis van wetenskap en tegnologie ken ook sulke voorbeelde …
* In die bou van enjins word twee tipes onstabiele werking van straalmotors onderskei - "styg" en "jeuk" by die inlaat. "Jeuk" - hoëfrekwensie -lugpulsasie in die gebied van superkritiese werkingswyses van die inlaatverspreider van die enjin, word beskou as 'n kenmerkende jeukgeluid. Daarteenoor is 'oplewing' 'n trilling met 'n laer frekwensie. Jeuk word veroorsaak deur vloei -ontwrigtings in die kanaal agter die diffuser keel.
