Encyklopedia szkolna

• Diagnostyka

Właściwie dlaczego dokładnie 5 M? Wybrano wartość 5, ponieważ przy tej prędkości zaczyna się obserwować jonizację przepływu gazu i inne zmiany fizyczne, co oczywiście wpływa na jego właściwości. Zmiany te są szczególnie widoczne w przypadku silnika, konwencjonalne silniki turbowentylatorowe (silniki turboodrzutowe) po prostu nie mogą działać z taką prędkością, niezbędny jest zasadniczo inny silnik, silnik rakietowy lub silnik z bezpośrednim przelotem (choć w rzeczywistości nie jest on tak inny, po prostu nie ma sprężarki i turbiny, oraz pełni swoją funkcję w ten sam sposób: kompresuje powietrze wlotowe, miesza je z paliwem, pali je w komorze spalania i odbiera strumień wylotowy na wylocie).

W rzeczywistości silnik wysokoprężny, to jest rura z komorą spalania, jest bardzo prosty i wydajny z dużą prędkością. Po prostu taki silnik ma ogromną wadę, potrzebuje do pracy pewnej prędkości początkowej (nie ma własnego kompresora, nie ma niczego, co by sprężało powietrze przy niskiej prędkości).

Historia prędkości

W 1965 r. YF-12 (prototyp słynnego SR-71) osiągnął prędkość 3311,5 km / h, aw 1976 r. Sam SR-71 wyniósł 3,529,6 km / h. Jest to "tylko" 3,2-3,3 M. Daleko od hipersoundu, ale już do latania z taką prędkością w atmosferze, musiały zostać opracowane specjalne silniki, które pracowały z niską prędkością w trybie normalnym i przy dużych prędkościach w trybie strumieniowym, oraz dla pilotów - specjalne systemy podtrzymywania życia (kombinezony kosmiczne i systemy chłodzenia), ponieważ samolot był zbytnio nagrzany. Później te skafandry kosmetyczne zostały wykorzystane do projektu Shuttle. Przez bardzo długi czas SR-71 był najszybszym samolotem na świecie (przestał latać w 1999 r.).

Radziecki MiG-25R mógł teoretycznie osiągnąć prędkość 3,2 M, ale prędkość robocza została ograniczona do 2,83 M.

Czas teraźniejszy

Za wszystkimi obiecującymi badaniami, jak zwykle stoi wojsko. W przypadku prędkości hipersonicznych ma to również miejsce. Obecnie badania prowadzone są głównie w kierunku statków kosmicznych, hipersonicznych pocisków samosterujących oraz tak zwanych głowic hipersonicznych. Teraz mówimy o "prawdziwym" hypersoundie, latającym w atmosferze.

Proszę zauważyć, że praca nad prędkościami hipersonicznymi była w fazie aktywnej w latach 60. i 70., wtedy wszystkie projekty zostały zamknięte. Powrócił do prędkości powyżej 5 M tylko na przełomie lat 2000. Kiedy technologia pozwoliła stworzyć wydajne silniki o bezpośrednim przepływie do lotu w stanie naddźwiękowym.

Prędkość hipersoniczna

Prędkość hipersoniczna (HS) w aerodynamice - prędkości znacznie przekraczające prędkość dźwięku w atmosferze.

Od lat siedemdziesiątych pojęcie to jest zwykle określane jako prędkości ponaddźwiękowe powyżej 5 liczb Macha (M).

Treść

Informacje ogólne

Latanie z prędkością hipersoniczną jest częścią trybu naddźwiękowego i odbywa się w naddźwiękowym przepływie gazu. Naddźwiękowy przepływ powietrza radykalnie różni się od poddźwięku, a dynamika lotu samolotu przy prędkościach powyżej prędkości dźwięku (powyżej 1,2 M) różni się radykalnie od lotu poddźwiękowego (do 0,75 M, zakres prędkości od 0,75 do 1,2 M nazywany jest prędkością transoniczną ).

Definicja dolnej granicy prędkości hipersonicznej jest zwykle związana z początkiem procesów jonizacji i dysocjacji cząsteczek w warstwie granicznej (PS) wokół aparatu, który porusza się w atmosferze, która zaczyna się pojawiać przy około 5 M. Również ta prędkość charakteryzuje się tym, że silnik strumieniowy (" Ramjet ") z poddźwiękowym spalaniem paliwa (" SPVRD ") staje się bezużyteczny z powodu bardzo wysokiego tarcia, które występuje podczas hamowania powietrza w tym typie silnika. Tak więc, w hipersonicznym zakresie prędkości, możliwe jest użycie jedynie silnika rakietowego lub naddźwiękowego strumienia strumieniowego (scramjet) z naddźwiękowym spalaniem paliwa, aby kontynuować lot.

Charakterystyka przepływu

Podczas gdy definicja przepływu poddźwiękowego (GP) jest raczej kontrowersyjna ze względu na brak wyraźnej granicy między przepływami naddźwiękowymi i naddźwiękowymi, GP może charakteryzować się pewnymi zjawiskami fizycznymi, których nie można już ignorować, gdy są rozważane, a mianowicie:

• cienka warstwa fali uderzeniowej;
• tworzenie lepkich warstw uderzeniowych;
• pojawienie się fal niestabilności w PS, które nie są nieodłączne w przepływie poddźwiękowym i naddźwiękowym [1];
• przepływ wysokotemperaturowy [2].

Cienka warstwa fali uderzeniowej

Gdy prędkość i odpowiednia liczba Macha wzrastają, gęstość za falą uderzeniową (SW) również wzrasta, co odpowiada zmniejszeniu objętości za SW z powodu zachowania masy. Zatem warstwa fali uderzeniowej, to jest objętość między urządzeniem a falą uderzeniową, staje się cienka przy wysokich liczbach Macha, tworząc cienką warstwę graniczną (PS) wokół urządzenia.

Powstawanie lepkich warstw uderzeniowych

Część dużej energii kinetycznej zamkniętej w strumieniu powietrza, kiedy M> 3 (przepływ lepki) przekształca się w energię wewnętrzną z powodu lepkiej interakcji. Wzrost energii wewnętrznej następuje w wyniku wzrostu temperatury. Ponieważ gradient ciśnienia skierowany wzdłuż normalnego do przepływu w warstwie granicznej wynosi w przybliżeniu zero, znaczny wzrost temperatury przy dużych liczbach Macha prowadzi do zmniejszenia gęstości. W ten sposób PS na powierzchni urządzenia rośnie i na dużych liczbach Macha łączy się z cienką warstwą fali uderzeniowej w pobliżu nosa, tworząc lepką warstwę uderzeniową.

Pojawienie się fal niestabilności w PS, które nie są charakterystyczne dla przepływów poddźwiękowych i naddźwiękowych

W ważnym problemie przenoszenia przepływu laminarnego do przepływu turbulentnego w przypadku przepływu wokół statku powietrznego kluczową rolę odgrywają fale niestabilności utworzone w PS. Wzrost i późniejsze nieliniowe oddziaływanie takich fal przekształca początkowo przepływ laminarny w przepływ turbulentny. Przy prędkościach poddźwiękowych i naddźwiękowych kluczową rolę w przejściu laminarno-turbulentnym odgrywają fale Tolmin-Schlichtinga o charakterze wirowym. Począwszy od M = 4,5, fale akustyczne typu II pojawiają się i zaczynają dominować (tryb II lub tryb Makav), dzięki czemu przejście do turbulencji występuje w klasycznym scenariuszu przejścia (istnieje również mechanizm przejściowy by-pass) [1].

Przepływ w wysokiej temperaturze

Szybki przepływ w przednim punkcie pojazdu (punkt lub obszar hamowania) powoduje nagrzewanie się gazu do bardzo wysokich temperatur (do kilku tysięcy stopni). Wysokie temperatury z kolei powodują nierównowagowe właściwości chemiczne strumienia, polegające na dysocjacji i rekombinacji cząsteczek gazu, jonizacji atomów, reakcjach chemicznych w przepływie i powierzchni urządzenia. W tych warunkach procesy konwekcji i radiacyjnej wymiany ciepła mogą być znaczące [2].

Parametry podobieństwa

Parametry przepływów gazu są zwykle opisane za pomocą zestawu kryteriów podobieństwa, które umożliwiają zredukowanie praktycznie nieskończonej liczby stanów fizycznych do grup podobieństwa i które umożliwiają porównanie przepływów gazu o różnych parametrach fizycznych (ciśnienie, temperatura, prędkość itp.) Między sobą. Na tej zasadzie opierają się eksperymenty w tunelach aerodynamicznych i przenoszenie wyników tych eksperymentów na prawdziwe samoloty, mimo że w eksperymentach z rurami rozmiary modeli, prędkości przepływu, obciążenia termiczne itp. Mogą się znacznie różnić od rzeczywistych trybów lotu, podczas gdy czas, parametry podobieństwa (Mach, Reynolds, Stanton, itp.) odpowiadają lotowi.

Dla przepływu trans i naddźwiękowego lub ściśliwego, w większości przypadków takie parametry jak liczba Macha (stosunek prędkości przepływu do lokalnej prędkości dźwięku) i Reynoldsa są wystarczające do pełnego opisu przepływów. Dla hipersonicznych parametrów przepływu danych często nie wystarczy. Po pierwsze, równania opisujące kształt fali uderzeniowej stają się prawie niezależne przy prędkościach 10 M. Po drugie, podwyższona temperatura przepływu poddźwiękowego oznacza, że ​​efekty związane z gazami nie idealnymi stają się zauważalne.

Uwzględnienie efektów w rzeczywistym gazie oznacza więcej zmiennych wymaganych do pełnego opisu stanu gazu. Jeśli stacjonarny gaz jest całkowicie opisany przez trzy wielkości: ciśnienie, temperatura, pojemność cieplna (wskaźnik adiabatyczny), a ruchomy gaz jest opisany przez cztery zmienne, które obejmują również prędkość, to gorący gaz w równowadze chemicznej wymaga również równania stanu dla jego składników chemicznych, a gaz z procesami dysocjacja i jonizacja muszą również uwzględniać czas jako jedną ze zmiennych jego stanu. Zasadniczo oznacza to, że w dowolnym wybranym momencie przepływu nierównomierności wymagane jest od 10 do 100 zmiennych do opisania stanu gazu. Ponadto, rozrzedzony przepływ hipersoniczny (GP), zwykle opisywany w kategoriach liczb Knudsena, nie jest zgodny z równaniami Naviera-Stokesa i wymaga ich modyfikacji. Zazwyczaj GP jest klasyfikowane (lub klasyfikowane) za pomocą całkowitej energii wyrażonej za pomocą całkowitej entalpii (mJ / kg), całkowitego ciśnienia (kPa) i temperatury spowolnienia przepływu (K) lub prędkości (km / s).

W przypadku zastosowań inżynieryjnych W. D. Hayes opracował parametr podobieństwa w pobliżu reguły przestrzeni Vitcomb, która pozwala inżynierom zastosować wyniki jednej serii testów lub obliczeń wykonanych dla jednego modelu do opracowania całej rodziny podobnych konfiguracji modeli bez dodatkowych testów lub szczegółowych obliczenia.

Lista trybów

Przepływ hipersoniczny dzieli się na wiele szczególnych przypadków. Przypisanie półprzewodnika do jednego lub drugiego reżimu przepływu jest trudne z powodu "rozmycia" granic stanów, w których to zjawisko jest wykrywane w gazie lub staje się zauważalne z punktu widzenia zastosowanego modelowania matematycznego.

Idealny gaz

W tym przypadku przepływający strumień powietrza może być uważany za idealny przepływ gazu. GP w tym trybie nadal zależy od liczby Macha, a symulacja jest prowadzona przez niezmienniki temperatury, a nie przez ścianę adiabatyczną, która odbywa się przy niższych prędkościach. Dolna granica tego obszaru odpowiada prędkości około 5 M, gdzie SPVRD ze spalaniem poddźwiękowym staje się nieskuteczny, a górna granica odpowiada prędkości w zakresie 10-12 M.

Idealny gaz o dwóch temperaturach

Jest to część przypadku idealnego reżimu przepływu gazu o dużych prędkościach, w którym przepływający strumień powietrza może być uważany za idealny chemicznie, ale temperaturę drgań i temperaturę obrotową gazu [3] należy rozpatrywać osobno, co prowadzi do dwóch oddzielnych modeli temperaturowych. Ma to szczególne znaczenie przy projektowaniu dysz naddźwiękowych, gdzie staje się ważne chłodzenie wibracyjne z powodu wzbudzenia cząsteczek.

Dissociated gas

W tym przypadku cząsteczki gazu zaczynają się dysocjować, gdy wchodzą w kontakt z falą uderzeniową generowaną przez ruchomy element. Przepływ zaczyna się różnić dla każdego rozpatrywanego gazu z jego własnymi właściwościami chemicznymi. Zdolność materiału korpusu aparatu do roli katalizatora w tych reakcjach odgrywa rolę w obliczaniu ogrzewania powierzchniowego, co oznacza pojawienie się zależności przepływu naddźwiękowego od właściwości chemicznych ruchomego ciała. Dolna granica reżimu jest określona przez pierwszy składnik gazu, który zaczyna dysocjować przy danej temperaturze spowolnienia przepływu, która odpowiada azotowi w 2000 K. Górna granica tego reżimu jest określona przez początek procesów jonizacji atomów gazu w HJ.

Jonizowany gaz

W tym przypadku liczba elektronów utraconych przez atomy staje się znacząca, a elektrony muszą być modelowane oddzielnie. Często temperaturę gazu elektronowego uważa się za oddzieloną od innych składników gazowych. Ten tryb odpowiada zakresowi prędkości GP 10-12 km / s (> 25 M), a stan gazu w tym przypadku jest opisany za pomocą modeli plazmy nieradiacyjnej lub nie emitującej.

Tryb dominacji transferu radiacyjnego

Przy prędkościach powyżej 12 km / s przenikanie ciepła do urządzenia zaczyna się głównie w wyniku przenoszenia promieniowania, które zaczyna dominować w przenoszeniu termodynamicznym wraz ze wzrostem prędkości. Symulacja gazu w tym przypadku jest podzielona na dwa przypadki:

• optycznie cienka - w tym przypadku zakłada się, że gaz nie pochłania ponownie promieniowania pochodzącego z innych jego części lub wybranych jednostek objętości;
• optycznie gruba - gdy uwzględniana jest absorpcja promieniowania przez plazę, która jest następnie ponownie włączana, w tym na korpus urządzenia.

Modelowanie optycznie gęstych gazów jest trudnym zadaniem, ponieważ z powodu obliczenia transferu radiacyjnego w każdym punkcie przepływu kwota obliczeń wzrasta wykładniczo wraz ze wzrostem liczby rozpatrywanych punktów.

Red Air

Lotnictwo, spadochrony, paralotnie

Prędkość hipersoniczna

Sowiecka rakieta hipersoniczna X-90

Sowiecka rakieta hipersoniczna X-90 ze złożonymi skrzydłami

Hipersoniczna prędkość leci z prędkością czterech prędkości dźwięku i więcej. Wśród specjalistów lotnictwa najczęściej używa się nazwy "prędkość dźwięku", a nie "prędkość". Nazwa ta pochodzi od nazwiska austriackiego fizyka-fizyka Ernsta Macha (Ernst Mach), który badał procesy aerodynamiczne towarzyszące ruchowi ciał naddźwiękowych. Tak więc 1Max to JEDNA prędkość dźwięku. W związku z tym prędkość hipersoniczna wynosi CZTERY Macha i więcej. W 1987 r., 7 grudnia w Waszyngtonie, szefowie państw ZSRR i USA, Michaił Gorbaczow i Ronald Reagan, podpisali porozumienie Pioneer i Pershing-2 w sprawie eliminacji pocisków rakietowych średniego zasięgu. W wyniku tego wydarzenia nastąpił postój w rozwoju radzieckiego strategicznego pocisku samosterującego "X-90", który miał naddźwiękową prędkość lotu. Twórcy rakiety X-90 otrzymali pozwolenie na przeprowadzenie tylko JEDNEGO lotu próbnego. Ten udany test może doprowadzić do wielkiego ponownego wyposażenia samolotu radzieckich sił powietrznych z prędkością naddźwiękową, co może zapewnić wyższą jakość powietrza w ZSRR.

Amerykański naddźwiękowy eksperymentalny samolot Bell X-1

W 1943 roku amerykańskie linie lotnicze "Bell" zaczęły tworzyć samoloty, które miały pokonać prędkość dźwięku. Kula wystrzelona z karabinu leci szybciej niż prędkość dźwięku, więc nikt nie pomyślał o kształcie kadłuba nowego samolotu. Jego projekt zakładał duży margines bezpieczeństwa. W niektórych miejscach blacha przekroczyła grubość JEDNEGO centymetra. Kółko było ciężkie. O niezależnym starcie nie mogło być mowy. Na niebie nowy samolot został podniesiony za pomocą bombowca B-29. Amerykańskie samoloty zaprojektowane w celu pokonania prędkości dźwięku, zwane "X-1" (patrz artykuł "Nieznane samoloty"). Forma kadłuba X-1 może być odpowiednia do hipersonicznej prędkości lotu.

Pierwszy radziecki naddźwiękowy samolot La-176

Cywilny pilot testowy Chalmers Goodlin postawił warunek - premia za pokonanie prędkości dźwięku to 150 000 dolarów! Wtedy pensja kapitana USAF wynosiła 283 $ miesięcznie. Młody kapitan w wieku 24 lat Chuck Yeager, oficer wojskowy, pilot, który zestrzelił 19 faszystowskich samolotów, w tym 5 w jednej bitwie, zdecydował, że pokona prędkość dźwięku. Nikt nie wiedział, że podczas lotu, aby pokonać prędkość dźwięku, miał dwa złamane żebra, a jego prawe ramię nie poruszało się bardzo dobrze. Stało się to w wyniku upadku z konia podczas spaceru z żoną dzień wcześniej. Chuck Yeager zrozumiał, że to był jego ostatni lot przed szpitalem i milczał, aby lot NIE został odwołany. Przezwyciężenie prędkości dźwięku będzie pierwszym krokiem w kierunku zbliżania się do hipersonicznej prędkości lotu.

Pierwsza radziecka rakieta balistyczna R-1 na pozycji startowej

W 1947 roku, 14 października, amerykański bombowiec strategiczny B-29 poleciał w niebo z tajnej bazy lotniczej z samolotem przymocowanym do przedziału bombowego. Na wysokości około 7 km załogowy statek kosmiczny w tym czasie miał niezwykły kształt. Kilka minut później nastąpił ogłuszający huk, jak podczas strzelania kilkoma pistoletami jednocześnie, ale to wcale NIE było katastrofą. Tego dnia amerykański pilot testowy Charles Elwood Yeager, lepiej znany jako Chuck Yeager lub Chuck Eager, po raz pierwszy w historii ludzkości pokonał SPEED SOUND na samolocie X-1 EXPERIMENTAL. Naddźwiękowy samolot X-1 miał maksymalną prędkość lotu 1.556 km / h, a to z prostym skrzydłem, praktyczny sufit X-1 ma 13 115 metrów, maksymalny ciąg silnika to 2500 kg. Wylądował sam X-1, w trybie planowania. Później na tej samej bazie lotniczej, lepiej znanej jako "Strefa-51", znajdującej się na dnie wyschniętego słonego jeziora Groom (Groom), na południu stanu Nevada, pojazdy testowano z hipersoniczną prędkością lotu.

Pierwsza radziecka rakieta balistyczna R-1 w locie

Od kiedy USA przyjęły doktrynę wojny nuklearnej, liczba strategicznych bombowców w Stanach Zjednoczonych wzrosła czterokrotnie. Tysiące bojowników odrzutowych F-80 i F-82 miało bronić bombowców. Rok później Chuck Yeager, sowiecki pilot testowy Ivan Jewgrafowicz Fiodorow pokonał prędkość dźwięku na myśliwcu La 176.

Pierwszy radziecki pocisk skrzydlaty "Storm" na wyrzutni podczas startu

Przebieg skrzydła La-176 wynosił 45 stopni, maksymalny ciąg silnika wynosił 2700 kg, praktyczny sufit 15 000 m, a maksymalna prędkość 1 105 km / h. W tym momencie 2-3 prędkości dźwięku wydawały się granicą dla załogowych samolotów. Ale na tajnym stanowisku badawczym ZSRR przetestowano nawet pojazd z naddźwiękową prędkością lotu. To była rakieta R-1 z maksymalną prędkością 1465 m / s i zasięgiem 270 km. Testy P-1 przeprowadzono na miejscu testowym Kapustin Yar w regionie Astrachań. Przyszłe samoloty poruszające się z prędkością hipersoniczną wymagały nie tylko nowych silników i nowych materiałów, ale także nowego paliwa. Tajnym paliwem dla pocisku balistycznego R-1 był alkohol etylowy o najwyższej czystości.

Pierwszy radziecki pocisk skrzydlaty "Storm" w locie

Rakieta BALISTYCZNA R-1 została opracowana pod kierownictwem Siergieja Pawłowicza Korolewa. Mówiąc uczciwie, mówimy, że część niemieckich specjalistów od rakiet, którzy przenieśli się do ZSRR po II wojnie światowej, również wzięła czynny udział w rozwoju R-1. Pocisk R-1 był punktem wyjścia do rozwoju pocisków balistycznych INTERCONTINENTAL, które miały prędkości hipersoniczne i miały być absolutnie NIEZWYKŁĄ metodą dostarczania broni jądrowej. Pierwszy Sztuczny Satelita Ziemi i pierwszy załogowy lot w kosmos były już skutkiem pojawienia się międzykontynentalnych rakiet balistycznych.

Kosmiczny kosmiczny statek kosmiczny Shuttle kosmiczny w drodze do kompleksu startowego

Pierwszy udany start radzieckiej rakiety balistycznej R-1 odbył się 10 października 1948 roku. Aby osiągnąć równowagę militarną ze Stanami Zjednoczonymi, potrzebne były pociski o zasięgu lotu NIE setek i tysięcy kilometrów. Testy rakiet Korolev zakończyły się sukcesem, a każdy kolejny model uzyskał coraz większą prędkość lotu w stanie naddźwiękowym i zwiększający się zasięg lotu. Kwestia wymiany paliwa rakietowego jest w porządku obrad. Alkohol etylowy jako paliwo nie jest już odpowiedni ze względu na jego niewystarczającą szybkość spalania i ze względu na niewystarczającą pojemność cieplną, to jest ilość energii. Faktem jest, że aby latać z prędkością hipersoniczną, jako paliwo nadaje się tylko HYDROGEN. Żaden inny pierwiastek chemiczny nie może latać tak szybko! Wodór ma wysoką szybkość spalania i wysoką pojemność cieplną, to jest wysoką temperaturę spalania, a jednocześnie ma najniższą możliwą ilość paliwa wodorowego. W związku z tym przy zastosowaniu HYDROGEN uzyskuje się maksymalny ciąg silnika. Poza tym wszystkim paliwem HYDROGEN jest ABSOLUTNIE EKOLOGICZNIE CZYSTE paliwo. S.P. Korolyov uważał, że to właśnie to paliwo rozwiązałoby problem przemieszczania się w kosmosie z prędkością naddźwiękową.

Prom kosmiczny US promu kosmicznego podczas operacji orbitalnej

Jednakże istniało inne rozwiązanie kosmicznych prędkości. Zaproponowali go znani naukowcy Michaił Kuźmich Yangel i Władimir Nikolaevich Chelomei. Był to płyn podobny do amoniaku i, w przeciwieństwie do wodoru, był prosty i bardzo tani w produkcji. Ale kiedy Korolew dowiedział się, co to było, przyszedł do HORRORA! To doskonałe paliwo rakietowe nosiło nazwę HEPTIL. Okazało się, że jest to SZEŚĆ CZASU ZATOKA KWASU SYNOWICZNEGO i pod względem stopnia zagrożenia odpowiada toksycznym czynnikom ZARIN i FOSGEN! Jednak rząd ZSRR zdecydował, że broń rakietowa jest ważniejsza niż możliwe konsekwencje i że należy ją stworzyć za wszelką cenę. Następnie rakiety Yangel i Chelomey napędzały paliwo z heptylu.

Rakieta Intercontinental R-7 podczas startu

W 1954 r. Wywiad sowiecki otrzymał tajną wiadomość od rezydenta w Stanach Zjednoczonych, dzięki czemu w ZSRR rozpoczęły się prace nad stworzeniem lotnictwa z naddźwiękowymi prędkościami lotu. W USA projekt ten nosił nazwę Navajo. Dwa miesiące po tajnym komunikacie rząd radziecki wydał decyzję o rozpoczęciu strategicznego pocisku. W ZSRR rozwój takiej rakiety powierzono Biuru Projektowemu S. A. Lavochkina (patrz artykuł "Siemion Łukiewicz Ławoczkin"). Projekt został nazwany "Storm". W ciągu zaledwie trzech lat "Burza" zaczęła być testowana na stronie testowej Kapustin Yar. Konfiguracja "burzy" odpowiadała nowoczesnemu amerykańskiemu promowi kosmicznemu "prom kosmiczny". W czasie testu "Burza" stało się wiadome, że amerykański projekt "Navajo" ZAMKNIĘTY. Stało się tak, najprawdopodobniej ze względu na fakt, że amerykańscy projektanci w tamtym czasie nie mogli stworzyć potrzebnych silników.

Pocisk międzykontynentalny R-7 w locie

"Burza" nie została zaprojektowana do hipersonicznej prędkości lotu, ale z nieco mniejszą szybkością, dla TRZECIEGO z prędkością dźwięku HALF. Wynikało to z faktu, że w tym czasie jeszcze nie opracowano materiałów, które wytrzymywałyby PODGRZEWANIE odpowiadającej prędkości hipersonicznej. Ponadto, instrumenty pokładowe powinny pozostać zdolne do działania w wysokiej temperaturze ogrzewania. Tworząc "Storm", po prostu zaczęli opracowywać materiały, które wytrzymują te temperatury ogrzewania.

W czasie trzech udanych startów pocisku "Buri", który posiada prędkość hipersoniczną, rakieta Korolev, R-7, wypuściła na orbitę ziemską pierwszego sztucznego satelitę Ziemi i pierwsze żywe stworzenie - kundę o imieniu Laika. W tym czasie szef ZSRR, N.S. Chruszczow, w wywiadzie dla prasy zachodniej, publicznie stwierdził, że rakieta R-7 może zostać wykorzystana do zainstalowania ładunku NUKLEARNEGO i trafienia DOWOLNEGO CELU w Stanach Zjednoczonych. Od tego momentu międzykontynentalne rakiety balistyczne stały się PODSTAWĄ kosmicznej rakiety obrony ZSRR. Pocisk "Storm" został wykonany, aby wykonać to samo zadanie, ale ówczesny rząd sowiecki zdecydował, że przeciąganie obu tych programów w tym samym czasie byłoby zbyt kosztowne, a "Storm" został ZAMKNIĘTY.

Amerykański eksperymentalny samolot X-31Rockwell

Pod koniec lat 50. i przez lata 60. XX wieku przeprowadzono eksperymenty w Stanach Zjednoczonych i ZSRR w celu stworzenia zaawansowanej technologii lotniczej z hipersonicznymi prędkościami lotu. Ale w gęstych warstwach atmosfery samolot przegrzał się, aw niektórych miejscach nawet stopił się, więc osiągnięcie hipersonicznej prędkości w atmosferze było odkładane na nieznany czas. W Stanach Zjednoczonych istnieje program do tworzenia eksperymentalnych statków powietrznych o nazwie "X", za pomocą których badany jest lot przy prędkościach hipersonicznych. Wojsko amerykańskie miało duże nadzieje na eksperymentalne samoloty X-31, ale 15 listopada 1967 roku, po 10 sekundach lotu z prędkością hipersoniczną, X-31 eksplodował. Następnie program eksperymentalnych samolotów "X" został zawieszony, ale tylko na chwilę. Tak więc w połowie lat siedemdziesiątych na amerykańskim samolocie eksperymentalnym "X-15" na wysokości około 100 km uzyskano naddźwiękową prędkość lotu równą 11 prędkościom dźwięku (3,7 km / s).

Amerykański eksperymentalny samolot X-31Rockwell

W połowie lat sześćdziesiątych zarówno Stany Zjednoczone, jak i ZSRR, niezależnie od siebie nawzajem i jednocześnie, zaczęły tworzyć już masowo produkowane samoloty lecące z prędkością przelotową TRZY Mach! Latanie z TRZY prędkością dźwięku w ATMOSFERA to bardzo trudne zadanie! W rezultacie KB Kelly Johnson z Lockheed Company i biuro projektowe A. I. Mikoyan w MiG (patrz artykuł "Artem Ivanovich Mikojan") stworzyły dwa arcydzieła techniki lotniczej. Amerykanie - oficer wywiadu strategicznego "SR-71" Blackbird (patrz artykuł "SR-71"). Rosjanie są najlepszym na świecie myśliwcem przechwytującym MiG-25 (patrz artykuł MiG-25). Na zewnątrz model SR-71 ma kolor czarny, NIE ze względu na czarną farbę, ale z powodu powłoki ferrytowej, która bardzo skutecznie usuwa ciepło. Później SR-71 został sprowadzony do hipersonicznej prędkości lotu 4 800 km / h. MiG-25 został z powodzeniem wykorzystany podczas wojny Izrael-Egipt jako samolot rozpoznawczy na dużych wysokościach. Cały lot na MiG-25 nad Izraelem zajął DWA MINUTY. Izraelskie linie obrony powietrznej twierdzą, że MiG-25 ma TRZY Z PÓŁU prędkości dźwięku (4 410 km / h lub 1225 m / s)!

Amerykański eksperymentalny naddźwiękowy samolot X-15 z dodatkowymi zbiornikami paliwa, które są rozładowywane po zużyciu paliwa

Przewagę powietrzną może zapewnić lotnictwo kosmiczne. W wyniku prac nad tym tematem pojawił się statek kosmiczny USAGE Space Shuttle i radziecki Buran (patrz artykuł "Statek kosmiczny Buran"). Podczas lądowania na Ziemi, sonda kosmiczna wielokrotnego użytku wchodzi do atmosfery przy pierwszej prędkości kosmicznej, 7,9 km / s, która jest 23,9 razy większa od prędkości dźwięku. W celu ochrony przed przegrzaniem podczas wchodzenia do atmosfery, kosmiczne statki kosmiczne wielokrotnego użytku są pokryte specjalnymi płytkami CERAMICZNYMI. Jest oczywiste, że nawet przy niezbyt dużym naruszeniu tej powłoki ceramicznej z prędkością hipersoniczną, nastąpi katastrofa.

Amerykański eksperymentalny hipersoniczny samolot X-15 w locie

Po bezowocnych poszukiwaniach uniwersalnych środków ochrony przed przegrzaniem, walka o wyższość lotnictwa przesunęła się na inną - bardzo niską wysokość. Skrzydlate rakiety przeniosły się na wysokość lotu około 50 metrów, na, do naddźwiękowych prędkości lotu, około 850 km / hz technologią RELIEF PLAYING. Amerykański pocisk samosterujący otrzymał nazwę "Tomahawk" (Tomahawk) i radziecki odpowiednik "X-55". Wykrywanie pocisku samosterującego za pomocą radaru jest trudne, ponieważ sama rakieta, dzięki nowemu systemowi naprowadzania, ma mały rozmiar i odpowiednio mały obszar odbijający. Ponadto, pokonanie pocisku jest trudne z powodu aktywnych, nieprzewidywalnych manewrów podczas lotu. Stworzenie sowieckiej rakiety X-55 zostało powierzone Biuru Projektowemu Raduga, kierowanemu przez Igora Sergeevicha Selezneva.

Amerykański eksperymentalny hipersoniczny samolot X-15 po wylądowaniu

Jednak obliczenia pokazały, że prawie całkowita niewrażliwość pocisku samosterującego może zapewnić tylko naddźwiękową prędkość lotu od pięciu do sześciu razy większą od prędkości dźwięku (5-6 Mach), co odpowiada prędkości około 2 km / s. Na pierwszych testach nowej technologii projektanci ponownie stanęli przed tym samym problemem przegrzania temperatury. Po osiągnięciu podanej prędkości naddźwiękowych, powierzchnia rakiety ogrzała się do prawie 1000 stopni Celsjusza i była pierwszą, która zawiodła antenę kontrolną. Następnie Igor Seleznyow pojechał do Leningradu do przedsiębiorstwa "Leninets", gdzie wyprodukował pokładową elektronikę radiową. Specjaliści nie dali pocieszającej konkluzji. Niemożliwe jest, aby sterowana rakieta leciała z prędkością hipersoniczną w gęstych warstwach atmosfery.

Amerykański strategiczny hipersoniczny samolot SCA Lockheed SR-71 Blackbird

Ale jeden z instytutów badawczych, a mianowicie Vladimir Georgievich Freinstadt, zaproponował oryginalny pomysł. Dlaczego nafta na pokładzie nie powinna być używana jako paliwo do zasysania głowy jako paliwo? Eksperymenty przeprowadzono w celu stworzenia układu chłodzenia z wykorzystaniem paliwa na pokładzie, nafty. Podczas pracy Freinstadt doszedł do wniosku, że nafta nie ma wystarczającej ilości energii, by latać z prędkością hipersoniczną i że paliwem niezbędnym do prędkości hipersonicznej jest WODA. Ale Freinstadt zasugerował, aby na wodór rakietowy dostał wodór z nafty. Koncepcja takiego silnika nosiła nazwę Ajax.

Sowiecka sonda kosmiczna wielokrotnego użytku "Buran" Powłoka termoizolacyjna statku składająca się ze specjalnych płytek CERAMIC jest wyraźnie widoczna

W owym czasie ten pomysł wydawał się zbyt fantastyczny. W rezultacie przyjęto pocisk samosterujący z poddźwiękową prędkością lotu X-55. Ale nawet taka rakieta stała się wybitnym osiągnięciem naukowym i technicznym. Krótka charakterystyka pocisku samosterującego X-55: długość - 5,88 m; średnica koperty - 0,514 m; rozpiętość skrzydeł - 3,1 m; masa początkowa - 1195 kg; odległość lotu - 2 500 km; prędkość lotu - 770 km / h (214 m / s); wysokość lotu od 40 do 110 m; masa głowicy - 410 kg; moc głowicy - 200 kt; Uderzenie z dokładnością do 100 m. W 1983 roku, po wprowadzeniu do Ministerstwa Obrony pocisku rejsowego Kh-55, postawiono pytanie o ograniczenie silnika, który zapewnia naddźwiękową prędkość lotu. Ale właśnie w tym roku temat samolotów hipersonicznych zaczął pojawiać się coraz częściej w raportach wywiadu radzieckiego.

Radziecki prom kosmiczny "Buran" na orbicie

W ramach programu Gwiezdne Wojny rząd Stanów Zjednoczonych zaczął finansować rozwój pojazdów równie latających w atmosferze iw przestrzeni kosmicznej. Zasadniczo nowa broń lotnicza miała być pojazdem z hipersonicznymi prędkościami lotu. Po pomyślnym utworzeniu X-55, Igor Seleznev, nie czekając na stworzenie obecnego modelu maszyny Ajax, zaczął opracowywać pocisk samosterujący lecący z prędkością hipersoniczną. Takim pociskiem był pocisk samosterujący "X-90", który miał latać na tradycyjnej nafty z prędkością ponad 5 Machów. KB Selezneva udało się rozwiązać problem przegrzania temperatury. Założono, że X-90 zacznie się od STRATOSPHERE. Z tego powodu temperatura korpusu rakiety została zredukowana do minimum. Był jednak inny powód do przyjęcia takiej rakiety o wysokości. Faktem jest, że w tym czasie mniej więcej nauczyli się zestrzeliwać pociski balistyczne, nauczyć się strzelać samolotami i nauczyli się strzelać z pocisków samosterujących lecących na bardzo niskich wysokościach z poddźwiękowymi prędkościami lotu. Tylko jedna warstwa stratosfery pozostała nietknięta - jest to warstwa pomiędzy atmosferą a kosmosem. Pomysł powstał, aby "spłynąć" niezauważalnie dokładnie w rejonie stratosfery, wykorzystując prędkość hipersoniczną.

Amerykański pocisk samosterujący "Tomahawk" Uruchom z instalacji statku

Jednak po pierwszym udanym uruchomieniu X-90, wszystkie prace nad tą rakietą zostały zatrzymane. Stało się to dzięki rozkazom nowego przywódcy ZSRR, MS Gorbaczowa. W tym czasie w Leningradzie Vladimir Frainstadt zorganizował grupę entuzjastycznych naukowców, którzy stworzyli silnik hipersoniczny Ajax. Ta grupa Freinstadt nie stworzyła po prostu jednostki do przetwarzania nafty w wodór, ale także nauczyła się kontrolować destrukcyjną PLAZMĘ wokół urządzenia, która pojawia się podczas lotu z prędkością hipersoniczną. Oznaczało to przełom technologiczny wszystkich załogowych samolotów! Grupa Freinstadt rozpoczęła przygotowania do pierwszego lotu modelu hipersonicznego. Jednak w 1992 r. Projekt Ajax został zamknięty z powodu zaprzestania finansowania. W latach 80. XX wieku w ZSRR rozwój samolotów lecących z prędkością hipersoniczną znalazł się na pierwszym miejscu na świecie. Prace te zostały utracone dopiero w latach dziewięćdziesiątych.

Amerykański pocisk samosterujący "Tomahawk" tuż przed trafieniem w cel

SKUTECZNOŚĆ I NIEBEZPIECZEŃSTWO samolotów bojowych lecących z prędkościami hipersonicznymi były oczywiste nawet wtedy, w latach 80. XX wieku. W 1998 roku na początku sierpnia potężne eksplozje zagrzmiały w bezpośrednim sąsiedztwie amerykańskich ambasad w Kenii i Tanzanii. Te eksplozje zostały zorganizowane przez światową organizację terrorystyczną Alkaida, której przewodniczył Osama Bin Laden. W tym samym roku, 20 sierpnia, amerykańskie okręty na Morzu Arabskim wystrzeliły osiem pocisków samosterujących Tomahawk. Dwie godziny później pociski trafiły na terytorium obozu terrorystycznego w Afganistanie. Co więcej, w tajnym raporcie dla prezydenta USA, B. Clintona, agenci poinformowali, że NIE udało się osiągnąć głównego celu ataku rakietowego na bazę Alkaida w Afganistanie. Pół godziny po wystrzeleniu rakiet Bin Laden o pociskach lecących na niego został OSTRZONY przez komunikację satelitarną i opuścił bazę około godzinę przed eksplozjami. Z tego wyniku Amerykanie doszli do wniosku, że taka misja bojowa może zostać wykonana rakietami tylko z prędkością naddźwiękową.

Rosyjski rakiet cruise X-55 przed instalacją w samolocie

Kilka dni później Departament Zaawansowanego Rozwoju Departamentu Obrony USA podpisał długoterminową umowę z firmą Boeing. Firma lotnicza otrzymała wielomiliardowe zamówienie, aby stworzyć uniwersalną rakietę rejsową z naddźwiękową prędkością lotu, SIX Mach. Zamówienie stało się projektem na dużą skalę, który pozwoli Stanom Zjednoczonym stworzyć obiecujące bronie i systemy lotnicze. W przyszłości urządzenia hipersoniczne w trakcie ich rozwoju mogą stać się urządzeniami INTERMEDIATE, które mogą wielokrotnie przechodzić z atmosfery do przestrzeni kosmicznej iz powrotem, podczas aktywnego manewrowania. Takie pojazdy, ze względu na ich niestandardowy i nieprzewidywalny tor lotu, mogą być bardzo niebezpieczne.

Rosyjski rakiet cruise X-55 przed instalacją na Tu-160

W lipcu 2001 r. Uruchomienie eksperymentalnego samolotu X-43A przeprowadzono w Stanach Zjednoczonych. Musiał osiągnąć hipersoniczną prędkość lotu, Siedem Machów. Ale jednostka się rozbił. Ogólnie rzecz biorąc, tworzenie sprzętu z hipersoniczną prędkością lotu TRUDNOŚCI jest porównywalne z tworzeniem broni atomowej. Oczekuje się, że najnowsze amerykańskie hipersoniczne pociski samosterujące będą latać na wysokości stratosfery. Niedawno rozpoczął się wyścig o stworzenie hipersonicznego urządzenia. Silnik nowej hipersonicznej rakiety może stać się plazmą, to znaczy temperatura palnej mieszaniny użytej w silniku stanie się równa gorącej PLAZMIE. Nie można jeszcze przewidzieć czasu pojawienia się urządzeń o prędkościach naddźwiękowych w Rosji z powodu niewystarczającego finansowania.

Amerykański eksperymentalny hipersoniczny samolot X-43A

Przypuszczalnie w latach 60. XX wieku świat rozpocznie masowe przemiany samolotów pasażerskich lecących na odległość ponad 7 000 km, przy prędkościach hipersonicznych z wysokością lotu od 40 do 60 km. W 2003 r. Amerykanie sfinansowali swoje badania dotyczące przyszłego rozwoju samolotów pasażerskich z naddźwiękowymi prędkościami lotu nad radzieckim naddźwiękowym samolotem pasażerskim Tu-144 (patrz artykuły Tu-144 i Alexey Andreevich Tupolew). W pewnym momencie Tu-144 wykonano w ilości 19 sztuk. W 2003 r. Jedna z trzech pozostałych Tu-144 została naprawiona i przekształcona w latające laboratorium w programie RUSSIAN-AMERICAN do testowania systemów samolotowych nowej generacji. Amerykanie byli zachwyceni radzieckim Tu-144.

Radziecki naddźwiękowy samolot pasażerski Tu-144

Pierwsze pomysły na samoloty z rakietami, hipersoniczne samoloty lecące z prędkością 10-15 Machów, pojawiły się już w latach 30. XX wieku. Jednak nawet najbardziej dalekowzroczni projektanci nie mieli pojęcia, z jakimi problemami musi się zmierzyć ten pomysł, DO UDZIAŁU W JAKIEJKOLWIEK PUNKCIE NASZEJ PLANETY W PÓŹNIEJ GODZINY. Przy hipersonicznych prędkościach lotu w atmosferze krawędzie skrzydeł, wlotów powietrza i innych części samolotu są podgrzewane do temperatury topnienia stopów aluminium. Dlatego tworzenie przyszłych samolotów hipersonicznych jest całkowicie związane z chemią, metalurgią i rozwojem nowych materiałów.

Radziecki naddźwiękowy samolot pasażerski Tu-144 Po lądowaniu zwolniono spadochrony hamulcowe

Konwencjonalne silniki odrzutowe z prędkością TRZY Macha nie są już skuteczne (patrz artykuł "Innowacje lotnicze"). Wraz z dalszym wzrostem prędkości konieczne jest zapewnienie możliwości, aby najbardziej wydajny przepływ powietrza spełniał rolę sprężarki, sprężając powietrze. Wystarczy to, aby część INPUT silnika wykonała SUBJECTING. W przypadku hipersonicznej prędkości lotu współczynnik kompresji dostarczanego strumienia powietrza jest taki, że jego temperatura osiąga 1500 stopni. Silnik zamienia się w tak zwany silnik DIRECT-FLOWING, bez obracających się części. Ale jednocześnie naprawdę działa!

Amerykański eksperymentalny hipersoniczny samolot X-43A ze śmigłem Pegasus dołączonym do bombowca B-52 znajdującego się na ziemi

Swego czasu radziecki naukowiec Vladimir Georgievich Freinstadt zajmował się problemami chłodzenia przy użyciu nafty, głowic nuklearnych latających z kosmosu. Teraz projektanci całego świata, dzięki jego badaniom, wykorzystują efekt nagłego wzrostu energii spalania przegrzanej nafty z powodu użycia uwalnianego w tak wysokich temperaturach HYDROGENU. Ten efekt daje bardzo dużą moc silnikowi, który zapewnia hipersoniczną prędkość lotu. W 2004 roku Amerykanie dwukrotnie ustanowili rekordy prędkości dla bezzałogowych rakiet. X-43A został odłączony od bombowca V-52 na wysokości 12 000 metrów. Rakieta Pegasus przyspieszyła ją do prędkości TRZY Macha, a następnie X-43A uruchomiła silnik. Maksymalna prędkość lotu X-43A wynosiła 11 265 km / h (3130 m / s), co odpowiada 9,5 prędkościom dźwięku. Latanie z maksymalną prędkością zajęło 10 sekund na wysokości 35 000 metrów. Przy prędkości 9,5 Makhov lot z Moskwy do Nowego Jorku trwałby mniej niż 43 minuty. Amerykańscy naukowcy kontynuują naukę lotniczą.

Amerykański eksperymentalny hipersoniczny samolot X-43A ze śmigłem Pegasus przymocowanym do bombowca B-52 w locie

Amerykański eksperymentalny hipersoniczny samolot X-43A w locie po separacji od B-52