Viimasel ajal kohtab iga päev hüperhelil teateid: "Rakettide lõhkepead manööverdavad, lendavad hüperheliga ja mandritevahelises vahemikus …" "Venemaal katsetatakse hüpersoonilist raketimootorit!" Ja nii edasi.
Fantastiline pilt tõuseb kohe tavalise tänavamehe silme ette - hüpersoonilised lennukid tõusevad õhku ja löövad oma rakettidega, taas hüpersoonilistele, mandritevahelistele sihtmärkidele … Nii lennukid ise kui ka nende skrametrakettid on nähtamatud ja pealtkuulamata.
On see nii? Vaatame
Artikkel tuli uuesti "Hüpersooniline, otsevool, kärbsed" saates "Tehnika - noored" aastast 1991.
Artiklis öeldakse: "Scramjet-mootor või, nagu öeldakse," hüpersooniline otsevool ", võimaldab Moskvast New Yorki lennata 2-3 tunni jooksul, jättes tiivulise masina atmosfäärist kosmosesse. Lennunduslennuk ei vaja kiirenduslennukit, nagu Zengeri jaoks, ega kanderakett, nagu süstikud ja Buran, - lasti orbiidile toimetamine maksab peaaegu kümme korda odavamalt. " Artikli kirjutasid CIAMi teadlased Juri ŠIKHMAN ja Vjatšeslav SEMENOV.
Muidugi olin ma mõlemaga hästi tuttav, kuna osalesin koos nendega paljudes instituudi teemalistes töödes. Sealhulgas scramjeti teemal. Kuigi minu osa tööst ei kuulunud põhi- ja põhitööde hulka, oli see siiski vajalik ja oluline. Olin selle tööga seotud 84. aastal, noore spetsialisti ja nooremteadurina. Sel ajal oli RIVIM Isajevitš Kurziner CIAM -is endiselt kõigi "külma" teemaga seotud tööde eestvedaja.
Kogenud scramjet-mootor teemal "külm" või toode 057 osana hüpersoonilisest lendamislaborist (HLL) oli uurimisobjekt, mille põhiülesanne oli näidata kütuse-õhu segu põlemise võimalust töövedeliku väljavoolu ülehelikiirus põlemiskambri ahelas. Kõiki põlemisrežiime maapinnal ei olnud võimalik simuleerida, mistõttu otsustati sellist probleemi uurida reaalsetes lennutingimustes.
Uuringu jaoks kasutati kandja, kiirendi ja simuleerivate lennurežiimidena kompleksi С-200В (SA-5) õhutõrjeraketti 5В28. Selle peaosa asemel, mille GLL oli dokitud kütusepaagi ning juhtimis- ja hooldussüsteemidega Scramjet -mootoriga.
GLL esimene lend scramjetiga viidi läbi 28. novembril 1991. Scramjet -mootori esimesel lennutestil oli M maksimaalne arv 5, 8, mootor töötas kokku 28 s, lennu ajal lülitati see kaks korda automaatselt sisse. Seega esimest korda maailmas lennutesti tingimustes hüpersoonilise ramjetmootori jõudlus (ajakirja "Mootor" nr 6 2006).
Aastatel 1991–1998 tehti umbes 8 väljalasketööd (sealhulgas visked). Lisaks vene spetsialistidele osalesid prantslased eksperimentaalse scramjet -mootori uuringutes - 1992. ja 1995. aastal lepingute alusel Prantsuse riikliku teaduskeskusega (ONERA) ning aastatel 1997 ja 1998 - ameeriklased, USAga sõlmitud lepingu alusel Riiklik Kosmoseagentuur (NASA).
Niisiis, rohkem kui 20 aastat on möödas. Mis meil on?
Kas on hüpersoonilisi lennukeid, st lendab hüperkiirusel (M> 5)? Seal on
Esiteks olid seal Burani orbiidid ja süstik.
Näiteks orbiidilt "Buran" naastes plaanitakse umbes pool tundi hüperhelisid umbes 8000 km kaugusel 100 km kõrguselt ja kuni 20.
OK "Buran" taktikalised ja tehnilised omadused laskumisrežiimis hüperhelikiirusel:
• Stardimass - 105 tonni
• Kaugus maandumisribast - 8270 km
• Kiirus laskumistrajektooril - 7, 592 … 0, 520 km / s (27,330-1,872 km / h) u. 27-1, 8
• Laskumiskõrguse vahemik - 100 … 20 km
Teeme "mõtteeksperimendi". Kas on võimalik kogu see "hüperhelikiirusega kosmoselaeva" "Buran" maandumisprofiil tagasi pöörata?
Saab!
Ainult selleks vajame kanderaketti "Energia".
"Ja kui GPRD -s?" - küsib lugeja. Saab. Kuid selleks on vaja kõigepealt kogu süsteem "suruda" millegi sarnasega PRD -le, et tagada GPJE režiimi jõudmine. kiirendav "pulber". Ja seejärel viige see ringikujulisele orbiidile, "toites" mootoreid hoiustatud hapnikuga või puhta raketimootori abil. Selle tulemusel on oksüdeerija "kokkuhoid" atmosfääri hapniku kasutamisel scramjet -mootoril hea, umbes 20%. Aga siis on nii palju raskusi, et jumal hoidku!
Kas insenerid kujutasid ette selliseid "ökonoomseid süsteeme", kasutades välist õhku? Jah, nii palju kui vaja! Samad "Zenger" ja "Hotol".
Ja … ütleme tagasihoidlikult - praegu maailmakuulsa Topoli ICBM varajased versioonid. Jah, tõesti! Kogu seda süsteemi nimetati "Gnome"
"Gnome" on kolmeastmeline mandritevaheline ballistiline rakett, mis on varustatud esimese astme tahke raketikütuse raketimootoriga, teise ja kolmanda astme tahkekütuse mootoritega ning kiirendiga. Projekteerimine viidi läbi 60ndate algusest masinaehituse projekteerimisbüroos (Kolomna) Boris Shavyrini juhtimisel.
Maksimaalne laskeulatus, km 11000
Stardikaal, t 29
Kandevõime, kg 470
Raketi pikkus, m 16, 14
Sammude arv 3
Hiljem disainer MIT A. D. Nadiradze, tuginedes oma mobiilse OTR-i "Temp" loomise kogemusele, pakkus välja ICBM-i projekti tavapäraste tahkekütuse mootorite kohta. Teda toetas kaitsetööstuse ministeeriumi juhtkond ja selle tulemusena saime 45-tonnise mobiilse maapealse mandritevahelise "Temp-2S". Edasi selle moderniseerimine ja täiustamine - "Pioneerid" (RSD) ja "Topol" (MBR) … Paljud peavad seda tema salakavaluseks (lubatud 29 asemel 45 tonni). Sellegipoolest võis sama juhtuda ka "Gnome'iga". Arvutused on üks asi - praktiline rakendamine on hoopis midagi muud!
Ülehelikiirusega mandritevaheline tiibrakett "Tempest" ("toode 351"), mis on kõige lähemal Scramjet -mootoriga õhusõiduki nõutavatele parameetritele.
Pikkus, m - 20, 396
Tiivaulatus, m - 7, 746
Kõrgus, m- 6, 642
Tiibade pindala, m2 - 44,6
Stardikaal, kg - 98,280
Tootja algfaasi mass, kg - 33,522
Lõhkepea kaal, kg - 3403
Reisikiirus, km / h - 3300
Lennukõrgus, km - 18 - 25, 5
Vahemik, km - 7830
Puhtalt teoreetiliselt saab seda süsteemi, kasutades tänapäevaseid materjale, kütuseid, tahkekütuse "kiirendeid", kiirendada, tõenäoliselt kuni 5 Machini. Kuid see on küsimus: kas sellel on olemasolevate ICBM -ide ees ülimuslikkus?
Maksimaalses vahemikus sihtmärgini jõudmiseks kulub umbes 1,5 tundi (ICBM - 30 minutit).
Sellest on mõningaid eeliseid - näiteks tuvastamise viivitus.
ICBM -id tuvastatakse üsna kiiresti, esiteks esmane tõrvik ja teiseks ballistilise trajektoori kõrge tõusukõrgus (kuni 1600 km).
Kuigi meie viimased "Topol-M" ja "Yarsy" ja teised sama perekonna esindajad võivad nende sõnul lennata ka teistel, näiteks peaaegu stiilis ringmarsruutidel (100-200 km), on nende võimsus suhe ja mass erinevad oluliselt ballistiliste trajektooride jaoks optimeeritud kõhnadest "Minutemanidest".
Sellega seoses meenub NASA (või Pentagoni) raketiinseneri sööbiv entusiasm - "de, venelased ei oska rakette teha, neil on isegi 70ndatel välja töötatud kaasaegsed rasked ja suuremad kui meie omad. " Hüüatused aga vaibusid kiiresti. Ilmselt selgitasid kvalifitseeritud seltsimehed talle, milles asi …
Niisiis, hüperhelikiirusega raketilennukite põhiküsimus on - kas neid on vaja või hoidume praegu?
Nagu nägime, on rakette ja orbitaallaevu juba ammu rakendatud, kuigi mitte scramjet -mootoril.
Ja lennukitest …
Üle 20 aasta on sõjavägi hoidnud M <3,5 (SR-71, Sotka, MiG-31). Kiiruse edasine suurendamine ei too kaasa täiendavaid eeliseid, kuid tahkekütusel töötavate mootorite õhutõrjeraketid saavad selle kätte, kui nad tabavad 1. ruumis ICBM-päid ja satelliite.
Tsiviillennukite kohta …
Mulle tundub, et selliseid kiireid lennukeid oli vaja enne Interneti ajastut. Miks sa küsid? Ja sellepärast, et nüüd ei pea ärimehed ja ärimehed ning ametnikud, kellel on igasuguseid vorme, nii kiiresti üle mandrite tormama: need ei tööta ikka kiiremini kui elektroonilised allkirjad ja videokonverentsid.
Ja kui sellegipoolest on keegi kannatamatu - vastsündinud poega nägema või tema sünniplaani käivitama -, peavad nad oma väledust vähendama. Ja aeglaselt "oksendage", nagu mu sõbrad, BMW kaubamärgi nartsissistlikud egoistid ütlevad, õhtuse hobusega põhiliini või mandritevahelise "arbuusi" või "Boeingi" kujul keskmise kiirusega 900 km / h, tee, oleme järgmise maailmaga hiljaks jäänud …
Kuid hüpersoonilised mootorid - scramjet -mootorid, mille peamine eristav omadus on töövedeliku ülehelikiirusega väljavool läbi põlemiskambri, pole veel loodud.
Ehk õnnestub kellelgi. Veelgi enam, arendajatelt, keda ei hoiatatud, et see on võimatu, ning nad teadmata võtsid ja viisid ellu fantastilise projekti. Teaduse ja tehnoloogia ajalugu teab ka selliseid näiteid …
* Mootorite ehitamisel eristatakse kahte tüüpi reaktiivmootorite ebastabiilset tööd - "hoogne" ja "sügelus" sisselaskeava juures. "Sügelus" - kõrgsageduslik õhu pulsatsioon mootori sisselaskehajuti ülekriitiliste töörežiimide piirkonnas, on tajutav iseloomuliku sügelusena. Seevastu "hoog" on madalama sagedusega vibratsioon. Sügelus on tingitud vooluhäiretest hajuti kurgu taga asuvas kanalis.
