Este prea devreme să vorbim despre o cursă a înarmărilor în acest domeniu - astăzi este o cursă tehnologică. Proiectele hipersonice nu au depășit încă domeniul de cercetare și dezvoltare: până acum, majoritatea demonstranților zboară. Nivelurile lor de pregătire tehnologică pe scara DARPA se află în principal în poziția a patra sau a șasea (pe o scară de zece puncte).
Cu toate acestea, nu este necesar să vorbim despre hipersunet ca despre un fel de noutate tehnică. Ogioasele ICBM intră în atmosferă pe vehicule hipersonice, de coborâre cu astronauți, navetele spațiale sunt și ele hipersonice. Dar zborul la viteze hipersonice în timp ce coborâm de pe orbită este o necesitate necesară și nu durează mult. Vom vorbi despre aeronave pentru care hipersunetul este un mod obișnuit de utilizare și fără el nu își vor putea arăta superioritatea și a-și arăta capacitățile și puterea.
Swift Scout
SR-72 este o aeronavă americană promițătoare care poate deveni un analog funcțional al legendarului SR-71 - o aeronavă de recunoaștere supersonică și foarte manevrabilă. Principala diferență față de predecesorul său este absența unui pilot în cockpit și viteza hipersonică.
Lovitură orbitală
Vom vorbi despre obiecte ghidate de manevră hipersonică - focoase de manevră ale ICBM-urilor, rachete de croazieră hipersonice, UAV-uri hipersonice. De fapt, ce înțelegem prin aeronave hipersonice? În primul rând, se iau în considerare următoarele caracteristici: viteza de zbor - 5-10 M (6150-12 300 km / h) și mai mare, intervalul de altitudine de operare acoperit - 25-140 km. Una dintre cele mai atractive calități ale vehiculelor hipersonice este imposibilitatea urmăririi fiabile prin intermediul apărării aeriene, deoarece obiectul zboară într-un nor de plasmă care este opac radarelor. De asemenea, este de remarcat manevrabilitatea ridicată și timpul minim de reacție la înfrângere. De exemplu, un vehicul hipersonic durează doar o oră după ce a părăsit orbita pentru a atinge ținta selectată.
Proiectele de dispozitive hipersonice au fost dezvoltate de mai multe ori și continuă să fie dezvoltate în țara noastră. Se pot aminti Tu-130 (6 M), aeronava Ajax (8-10 M), proiecte de avioane hipersonice de mare altitudine de viteză ale OKB im. Mikoyan pe combustibil cu hidrocarburi în diverse aplicații și o aeronavă hipersonică (6 M) pe două tipuri de combustibil - hidrogen pentru viteze mari de zbor și kerosen pentru cele mai mici.
Rachetă hipersonică Boeing X-51A Waverider dezvoltată de SUA
Și-a lăsat amprenta în proiectarea inginerească a Biroului de Proiectare. Mikoyan „Spiral”, în care aeronava hipersonică aerospațială care se întorcea a fost lansată pe orbită de o aeronavă hipersonică de rapel și, după finalizarea misiunilor de luptă pe orbită, a revenit în atmosferă, a efectuat manevre în ea și la viteze hipersonice. Dezvoltarile din cadrul proiectului Spiral au fost folosite in proiectele BOR si al navetei spatiale Buran. Există informații oficial neconfirmate despre aeronava hipersonică Aurora creată în SUA. Toată lumea a auzit de el, dar nimeni nu l-a văzut vreodată.
„Zircon” pentru flotă
Pe 17 martie 2016 a devenit cunoscut faptul că Rusia a început oficial testarea antinavei hipersonice rachetă de croazieră(PKR) „Zircon”. Cel mai nou proiectil va fi înarmat cu submarine nucleare de generația a cincea (Husky), va fi primit și de navele de suprafață și, bineînțeles, de nava amiral a flotei ruse, Petru cel Mare. O viteză de 5-6 M și o rază de acțiune de cel puțin 400 km (o rachetă va acoperi această distanță în patru minute) va complica semnificativ aplicarea contramăsurilor. Se știe că racheta va folosi noul combustibil Detsilin-M, care mărește raza de zbor cu 300 km. Dezvoltatorul rachetelor anti-navă Zircon este NPO Mashinostroeniya, care face parte din Tactical Corporation armament de rachete„”. Apariția unei rachete în serie poate fi așteptată până în 2020. În același timp, trebuie luat în considerare faptul că Rusia are o experiență bogată în crearea de rachete de croazieră antinavă de mare viteză, cum ar fi racheta antinavă serială P-700 Granit (2,5 M), seria P-270 Moskit. rachetă antinavă (2,8 M), pe care va fi înlocuită cu noile rachete antinavă Zircon.
Lovitură cu aripi
Avionul hipersonic fără pilot, dezvoltat la Biroul de Proiectare Tupolev la sfârșitul anilor 1950, trebuia să fie ultima etapă a sistemului de lovire a rachetelor.
focos viclean
Primele informații despre lansarea produsului Yu-71 (așa cum este desemnat în Occident) pe orbita joasă a Pământului de către racheta RS-18 Stiletto și întoarcerea sa în atmosferă au apărut în februarie 2015. Lansarea a fost făcută din zona de poziție a formațiunii Dombrovsky de către a 13-a divizie de rachete a Forțelor strategice de rachete (regiunea Orenburg). De asemenea, este raportat că până în 2025 divizia va primi 24 de produse Yu-71 pentru a echipa deja noile rachete Sarmat. Produsul Yu-71 în cadrul proiectului 4202 a fost, de asemenea, creat de NPO Mashinostroeniya din 2009.
Produsul este un focos de rachetă super manevrabil capabil să planeze cu o viteză de 11.000 km/h. Poate ajunge în spațiul apropiat și de acolo să lovească ținte, precum și să poarte o încărcătură nucleară și să fie echipat cu un sistem de război electronic. La momentul intrării în „scufundare” în atmosferă, viteza poate fi de 5000 m/s (18000 km/h) și din acest motiv Yu-71 are protecție împotriva supraîncălzirii și supraîncărcărilor și poate schimba cu ușurință direcția de zbor. fără a fi distrus.
Element al unei aeronave hipersonice, care a rămas un proiect
Lungimea aeronavei urma să fie de 8 m, anvergura aripilor - 2,8 m.
Produsul Yu-71, având o manevrabilitate ridicată la viteze hipersonice în altitudine și îndreptare și zburând de-a lungul unei traiectorii non-balistice, devine de neatins pentru orice sistem de apărare aeriană. În plus, focosul este controlabil, datorită căruia are o precizie de lovire foarte mare: acest lucru îi va permite, de asemenea, să fie utilizat într-o versiune non-nucleară de înaltă precizie. Se știe că au fost făcute mai multe lansări în perioada 2011-2015. Se crede că produsul Yu-71 va fi pus în funcțiune în 2025 și va fi echipat cu ICBM Sarmat.
A urca
Dintre proiectele din trecut, se remarcă racheta X-90, care a fost dezvoltată de Biroul de Proiectare Raduga. Proiectul datează din 1971, a fost închis într-un an dificil pentru țară în 1992, deși testele au arătat rezultate bune. Racheta a fost demonstrată în mod repetat la spectacolul aerospațial MAKS. Câțiva ani mai târziu, proiectul a fost reînviat: racheta a primit o viteză de 4-5 Mach și o rază de acțiune de 3.500 km cu o lansare de la un transportator Tu-160. Zborul demonstrativ a avut loc în 2004. Trebuia să înarmeze racheta cu două focoase detașabile situate pe părțile laterale ale fuzelajului, dar proiectilul nu a intrat niciodată în serviciu.
Racheta hipersonică RVV-BD a fost dezvoltată de Biroul de Proiectare Vympel numit după I.I. Toropova. Continuă linia de rachete K-37, K-37M, care sunt în serviciu cu MiG-31 și MiG-31BM. Racheta RVV-BD va înarma și interceptoarele hipersonice ale proiectului PAK DP. Potrivit declarației șefului KTRV Boris Viktorovich Obnosov, făcută la MAKS 2015, racheta a început să fie produsă în masă, iar primele sale loturi vor ieși de pe linia de asamblare încă din 2016. Racheta cântărește 510 kg, are un focos cu fragmentare puternic exploziv și va lovi ținte la distanțe de 200 km la o gamă largă de altitudini. Motorul rachetă cu combustibil solid cu două moduri îi permite să dezvolte o viteză hipersonică de 6 M.
SR-71
Astăzi, această aeronavă, de mult în afara serviciului, ocupă un loc proeminent în istoria aviației. Este înlocuit de hipersunet.
Hipersunetul Regatului Mijlociu
În toamna lui 2015, Pentagonul a raportat, iar acest lucru a fost confirmat de Beijing, că China a testat cu succes aeronava de manevră hipersonică DF-ZF Yu-14 (WU-14), care a fost lansată de la locul de testare Wuzhai. Yu-14 s-a separat de transportator „la marginea atmosferei”, apoi a planificat o țintă situată la câteva mii de kilometri în vestul Chinei. Zborul DF-ZF a fost monitorizat de serviciile de informații americane, iar potrivit acestora, dispozitivul a manevrat cu o viteză de 5 Mach, deși viteza sa ar putea atinge potențial 10 Mach. protecție împotriva încălzirii cinetice. Reprezentanții RPC au mai raportat că Yu-14 este capabil să spargă sistemul de apărare aeriană al SUA și să lanseze un atac nuclear global.
Proiecte America
În prezent, diverse avioane hipersonice sunt „în lucru” în Statele Unite, care sunt supuse unor teste de zbor cu diferite grade de succes. Lucrările asupra lor au început la începutul anilor 2000, iar astăzi se află la diferite niveluri de pregătire tehnologică. Boeing, dezvoltatorul vehiculului hipersonic X-51A, a anunțat recent că X-51A va fi pus în funcțiune încă din 2017.
Printre proiectele în derulare, Statele Unite au: proiectul focosului de manevră hipersonică AHW (Advanced Hypersonic Weapon), aeronava hipersonică Falcon HTV-2 (Hyper-Sonic Technology Vehicle) lansată folosind ICBM-uri, aeronava hipersonică X-43 Hyper-X, un prototip de rachetă de croazieră hipersonică X-51A Waverider al companiei Boeing, echipată cu un ramjet hipersonic cu combustie supersonică. De asemenea, se știe că în Statele Unite se lucrează la UAV-ul hipersonic SR-72 de la Lockheed Martin, care abia în martie 2016 și-a anunțat oficial munca la acest produs.
„spirală” cosmică
O aeronavă hipersonică de propulsie dezvoltată în cadrul proiectului Spiral. S-a presupus, de asemenea, că sistemul va include o aeronavă orbitală militară cu o rachetă de amplificare.
Prima mențiune despre drona SR-72 datează din 2013, când Lockheed Martin a anunțat că UAV-ul hipersonic SR-72 se va dezvolta pentru a înlocui aeronava de recunoaștere SR-71. Acesta va zbura cu o viteză de 6400 km/h la altitudini de operare de 50-80 km până la suborbital, va avea un sistem de propulsie cu dublu circuit cu o admisie comună de aer și un aparat cu duză bazat pe un motor turborreactor pentru accelerarea de la o viteză. de 3 M și un motor hipersonic ramjet cu combustie supersonică pentru zborul cu viteze peste 3 M. SR-72 va efectua misiuni de recunoaștere, precum și lovitură cu arme aer-sol de înaltă precizie sub formă de rachete ușoare fără motor - nu vor avea nevoie de el, deoarece este deja disponibilă o viteză hipersonică bună de pornire.
Problemele problematice ale experților SR-72 includ alegerea materialelor și a designului pielii care pot rezista la sarcini termice mari de la încălzirea cinetică la temperaturi de 2000 ° C și peste. De asemenea, va fi necesar să se rezolve problema separării armelor de compartimentele interne la o viteză de zbor hipersonică de 5-6 M și să se excludă cazurile de pierdere a comunicării, care au fost observate în mod repetat în timpul testelor obiectului HTV-2. Lockheed Martin Corporation a spus că dimensiunea SR-72 va fi comparabilă cu dimensiunea SR-71 - în special, lungimea SR-72 va fi de 30 m. SR-72 este de așteptat să intre în funcțiune în 2030. .
Avioanele hipersonice, care vor atinge maturitatea tehnică în viitorul apropiat, pot schimba radical întregul domeniu al armelor de rachete. Și Rusia va trebui să se alăture acestei curse, altfel va exista riscul să piardă prea mult. Până la urmă, vorbim despre nimic mai puțin decât o revoluție științifică și tehnologică.
Este prea devreme să vorbim despre o cursă a înarmărilor în acest domeniu - astăzi este o cursă tehnologică. Proiectele hipersonice nu au depășit încă domeniul de cercetare și dezvoltare: până acum, majoritatea demonstranților zboară. Nivelurile lor de pregătire tehnologică pe scara DARPA se află în principal în poziția a patra sau a șasea (pe o scară de zece puncte).
Cu toate acestea, nu este necesar să vorbim despre hipersunet ca despre un fel de noutate tehnică. Ogioasele ICBM intră în atmosferă pe vehicule hipersonice, de coborâre cu astronauți, navetele spațiale sunt și ele hipersonice. Dar zborul la viteze hipersonice în timp ce coborâm de pe orbită este o necesitate necesară și nu durează mult. Vom vorbi despre aeronave pentru care hipersunetul este un mod obișnuit de utilizare și fără el nu își vor putea arăta superioritatea și să-și arate capacitățile și puterea.
IMPACTUL DE PE ORBITĂ
Vom vorbi despre obiecte ghidate de manevră hipersonică - focoase de manevră ale ICBM-urilor, rachete de croazieră hipersonice, UAV-uri hipersonice. De fapt, ce înțelegem prin aeronave hipersonice? În primul rând, avem în vedere următoarele caracteristici: viteza de zbor - 5-10 M și peste, intervalul de altitudine de operare acoperit - 25-140 km. Una dintre cele mai atractive calități ale vehiculelor hipersonice este imposibilitatea urmăririi fiabile de către sistemele de apărare aeriană, deoarece obiectul zboară într-un nor de plasmă care este opac radarelor. De asemenea, este de remarcat manevrabilitatea ridicată și timpul minim de reacție la înfrângere. De exemplu, un vehicul hipersonic durează doar o oră după ce a părăsit orbita pentru a atinge ținta selectată.
Proiectele de dispozitive hipersonice au fost dezvoltate de mai multe ori și continuă să fie dezvoltate în țara noastră. Se poate aminti Tu-130, aeronava Ajax cu două tipuri de combustibil - hidrogen pentru viteze mari de zbor și kerosen pentru cele mai mici.
Proiectul OKB im. Mikoyan „Spiral”, în care aeronava hipersonică aerospațială care se întorcea a fost lansată pe orbită de o aeronavă hipersonică de rapel și, după finalizarea misiunilor de luptă pe orbită, a revenit în atmosferă, a efectuat manevre în ea și la viteze hipersonice. Dezvoltarile din cadrul proiectului Spiral au fost folosite in proiectele BOR si al navetei spatiale Buran. Există informații oficial neconfirmate despre aeronava hipersonică Aurora creată în SUA. Toată lumea a auzit de el, dar nimeni nu l-a văzut vreodată.
„ZIRCON” PENTRU FLOTĂ
Pe 17 martie 2016, a devenit cunoscut faptul că Rusia a început oficial testarea rachetei de croazieră anti-navă hipersonică Zircon (ASC). Cel mai nou proiectil va fi înarmat cu submarine nucleare de generația a cincea (Husky), va fi primit și de navele de suprafață și, bineînțeles, de nava amiral a flotei ruse, Petru cel Mare. O viteză de 5-6 M și o rază de acțiune de cel puțin 400 km (o rachetă va acoperi această distanță în patru minute) va complica semnificativ aplicarea contramăsurilor. Se știe că racheta va folosi noul combustibil Detsilin-M, care mărește raza de zbor cu 300 km. Dezvoltatorul rachetelor anti-navă Zircon este NPO Mashinostroeniya, care face parte din Tactical Missiles Corporation. Apariția unei rachete în serie poate fi așteptată până în 2020. În același timp, trebuie luat în considerare faptul că Rusia are o experiență bogată în crearea de rachete de croazieră antinavă de mare viteză, cum ar fi racheta antinavă serială P-700 Granit (2,5 M), seria P-270 Moskit. rachetă antinavă (2,8 M), pe care va fi înlocuită cu noile rachete antinavă Zircon.
CAP INTELIGENT
Primele informații despre lansarea produsului Yu-71 (așa cum este desemnat în Vest] pe orbita joasă a Pământului de către racheta RS-18 Stiletto și reintrarea acestuia în atmosferă au apărut în februarie 2015. Lansarea a fost făcută. din zona pozițională a formațiunii Dombrovsky de către cea de-a 13-a divizie de rachete a Forțelor strategice de rachete (regiunea Orenburg) Se raportează, de asemenea, că divizia va primi 24 de produse Yu-71 pentru a echipa deja noi rachete Sarmat până în 2025. Yu Produsul -71 a fost, de asemenea, creat de NPO Mashinostroeniya din 2009, ca parte a proiectului 4202.
Produsul este un focos de rachetă super manevrabil capabil să planeze cu o viteză de 11.000 km/h. Poate ajunge în spațiul apropiat și de acolo să lovească ținte, precum și să poarte o încărcătură nucleară și să fie echipat cu un sistem de război electronic. La momentul intrării în „scufundare” în atmosferă, viteza poate fi de 5000 m/s (18000 km/h) și din acest motiv Yu-71 are protecție împotriva supraîncălzirii și supraîncărcărilor și poate schimba cu ușurință direcția de zbor. fără a fi distrus.
Produsul Yu-71, având o manevrabilitate ridicată la viteze hipersonice în altitudine și îndreptare și zburând de-a lungul unei traiectorii non-balistice, devine de neatins pentru orice sistem de apărare aeriană. În plus, focosul este controlabil, datorită căruia are o precizie de lovire foarte mare: acest lucru îi va permite, de asemenea, să fie utilizat într-o versiune non-nucleară de înaltă precizie. Se știe că au fost făcute mai multe lansări în perioada 2011-2015. Se crede că produsul Yu-71 va fi pus în funcțiune în 2025 și va fi echipat cu ICBM Sarmat.
DUTE SUS
Dintre proiectele din trecut, se remarcă racheta X-90, care a fost dezvoltată de Biroul de Proiectare Raduga. Proiectul datează din 1971, a fost închis într-un an dificil pentru țară în 1992, deși testele au arătat rezultate bune. Racheta a fost demonstrată în mod repetat la spectacolul aerospațial MAKS. Câțiva ani mai târziu, proiectul a fost reînviat: racheta a primit o viteză de 4-5 Mach și o rază de acțiune de 3.500 km cu o lansare de la un transportator Tu-160. Zborul demonstrativ a avut loc în 2004. Trebuia să înarmeze racheta cu două focoase detașabile situate pe părțile laterale ale fuzelajului, dar proiectilul nu a intrat niciodată în serviciu.
Racheta hipersonică RVV-BD a fost dezvoltată de Biroul de Proiectare Vympel numit după I.I. Toropova. Continuă linia de rachete K-37, K-37M, care sunt în serviciu cu MiG-31 și MiG-31BM. Racheta RVV-BD va înarma și interceptoarele hipersonice ale proiectului PAK DP. Potrivit declarației șefului KTRV Boris Viktorovich Obnosov, făcută la MAKS 2015, racheta a început să fie produsă în masă, iar primele sale loturi vor ieși de pe linia de asamblare încă din 2016. Racheta cântărește 510 kg, are un focos cu fragmentare puternic exploziv și va lovi ținte la distanțe de 200 km la o gamă largă de altitudini. Motorul rachetă cu combustibil solid cu două moduri îi permite să dezvolte o viteză hipersonică de 6 M.
HIPERSUNET
În toamna lui 2015, Pentagonul a raportat, iar acest lucru a fost confirmat de Beijing, că China a testat cu succes aeronava de manevră hipersonică DF-ZF Yu-14 (WU-14), care a fost lansată de la locul de testare Wuzhai. Yu-14 s-a separat de transportator „la marginea atmosferei”, apoi a planificat o țintă situată la câteva mii de kilometri în vestul Chinei. Zborul DF-ZF a fost monitorizat de serviciile de informații americane, iar potrivit acestora, dispozitivul a manevrat cu o viteză de 5 Mach, deși viteza sa ar putea atinge potențial 10 Mach. protecție împotriva încălzirii cinetice. Reprezentanții RPC au mai raportat că Yu-14 este capabil să spargă sistemul de apărare aeriană al SUA și să lanseze un atac nuclear global.
PROIECTE AMERICA
În prezent, diverse avioane hipersonice sunt „în lucru” în Statele Unite, care sunt supuse unor teste de zbor cu diferite grade de succes. Lucrările asupra lor au început la începutul anilor 2000, iar astăzi se află la diferite niveluri de pregătire tehnologică. Boeing, dezvoltatorul vehiculului hipersonic X-51A, a anunțat recent că X-51A va fi pus în funcțiune încă din 2017.
Printre proiectele în derulare, Statele Unite au: proiectul focosului de manevră hipersonică AHW (Advanced Hypersonic Weapon), aeronava hipersonică Falcon HTV-2 (Hyper-Sonic Technology Vehicle) lansată folosind ICBM-uri, aeronava hipersonică X-43 Hyper-X, un prototip de rachetă de croazieră hipersonică Boeing X-51A Waverider, echipat cu un ramjet hipersonic cu combustie supersonică.Se știe, de asemenea, că în Statele Unite se lucrează la UAV hipersonic SR-72 de la Lockheed Martin, care doar și-a anunțat oficial activitatea pe acest produs în martie 2016.
Prima mențiune despre drona SR-72 datează din 2013, când Lockheed Martin a anunțat că UAV-ul hipersonic 5R-72 se va dezvolta pentru a înlocui aeronava de recunoaștere SR-71. Acesta va zbura cu o viteză de 6400 km/h la altitudini de operare de 50-80 km până la suborbital, va avea un sistem de propulsie cu dublu circuit cu o admisie comună de aer și un aparat cu duză bazat pe un motor turborreactor pentru accelerarea de la o viteză. de 3 M și un motor hipersonic ramjet cu combustie supersonică pentru zborul cu viteze de peste 3 M. 5R-72 va efectua misiuni de recunoaștere, precum și lovitură cu arme aer-sol de înaltă precizie sub formă de rachete ușoare fără motor - nu vor avea nevoie de el, deoarece este deja disponibilă o viteză hipersonică bună de pornire.
Experții se referă la problemele problematice ale SR-72 ca fiind alegerea materialelor și designul pielii care poate rezista la sarcini termice mari de la încălzirea cinetică la temperaturi de 2000 ° C și peste. De asemenea, va fi necesar să se rezolve problema separării armelor de compartimentele interne la o viteză de zbor hipersonică de 5-6 Mach și să se excludă cazurile de pierdere a comunicării, care au fost observate în mod repetat în timpul testelor obiectului HTV-2. Lockheed Martin Corporation a spus că dimensiunea SR-72 va fi comparabilă cu dimensiunea SR-71 - în special, lungimea SR-72 va fi de 30 m. SR-72 este de așteptat să intre în funcțiune în 2030. .
Avioanele hipersonice, care vor atinge maturitatea tehnică în viitorul apropiat, pot schimba radical întregul domeniu al armelor de rachete. Este prea devreme să vorbim despre o cursă a înarmărilor în acest domeniu - astăzi este o cursă tehnologică. Proiectele hipersonice nu au depășit încă domeniul de cercetare și dezvoltare: până acum, majoritatea demonstranților zboară. Nivelurile lor de pregătire tehnologică pe scara DARPA se află în principal în poziția a patra sau a șasea (pe o scară de zece puncte).
Cu toate acestea, nu este necesar să vorbim despre hipersunet ca despre un fel de noutate tehnică. Ogioasele ICBM intră în atmosferă pe vehicule hipersonice, de coborâre cu astronauți, navetele spațiale sunt și ele hipersonice. Dar zborul la viteze hipersonice în timp ce coborâm de pe orbită este o necesitate necesară și nu durează mult. Vom vorbi despre aeronave pentru care hipersunetul este un mod obișnuit de utilizare și fără el nu își vor putea arăta superioritatea și a-și arăta capacitățile și puterea.
SR-72 este o aeronavă americană promițătoare care poate deveni un analog funcțional al legendarului SR-71 - o aeronavă de recunoaștere supersonică și foarte manevrabilă. Principala diferență față de predecesorul său este absența unui pilot în cockpit și viteza hipersonică.
Lovitură orbitală
Vom vorbi despre obiecte ghidate de manevră hipersonică - rachete de croazieră hipersonice, UAV-uri hipersonice. De fapt, ce înțelegem prin aeronave hipersonice? În primul rând, avem în vedere următoarele caracteristici: viteza de zbor - 5-10 M (6150-12300 km/h) și mai mare, interval de altitudine de operare acoperit - 25-140 km. Una dintre cele mai atractive calități ale vehiculelor hipersonice este imposibilitatea urmăririi fiabile prin intermediul apărării aeriene, deoarece obiectul zboară într-un nor de plasmă care este opac radarelor.
De asemenea, este de remarcat manevrabilitatea ridicată și timpul minim de reacție la înfrângere. De exemplu, un vehicul hipersonic durează doar o oră după ce a părăsit orbita pentru a atinge ținta selectată.
Proiectele de dispozitive hipersonice au fost dezvoltate de mai multe ori și continuă să fie dezvoltate în țara noastră. Se pot aminti Tu-130 (6 M), aeronava Ajax (8-10 M), proiectele de avioane hipersonice de mare viteză ale OKB im. Mikoyan pe combustibil cu hidrocarburi în diverse aplicații și o aeronavă hipersonică (6 M) pe două tipuri de combustibil - hidrogen pentru viteze mari de zbor și kerosen pentru cele mai mici.
Racheta hipersonică Boeing X-51A Waverider dezvoltată de SUA. Proiectul OKB im. Mikoyan „Spiral”, în care aeronava hipersonică aerospațială care se întorcea a fost lansată pe orbită de o aeronavă hipersonică de rapel și, după finalizarea misiunilor de luptă pe orbită, a revenit în atmosferă, a efectuat manevre în ea și la viteze hipersonice. Dezvoltarile din cadrul proiectului Spiral au fost folosite in proiectele BOR si al navetei spatiale Buran. Există informații oficial neconfirmate despre aeronava hipersonică Aurora creată în SUA. Toată lumea a auzit de el, dar nimeni nu l-a văzut vreodată.
„Zircon” pentru flotă
Pe 17 martie 2016 s-a cunoscut faptul că . Cel mai recent proiectil va fi înarmat cu submarine nucleare de generația a cincea ("Husky"), nave de suprafață și, bineînțeles, îl va primi și el. O viteză de 5-6 M și o rază de acțiune de cel puțin 400 km (o rachetă va acoperi această distanță în patru minute) va complica semnificativ aplicarea contramăsurilor. Se știe că racheta va folosi noul combustibil Detsilin-M, care mărește raza de zbor cu 300 km.
Dezvoltatorul rachetelor anti-navă Zircon este NPO Mashinostroeniya, care face parte din Tactical Missiles Corporation. Apariția unei rachete în serie poate fi așteptată până în 2020. În același timp, trebuie luat în considerare faptul că Rusia are o experiență bogată în crearea de rachete de croazieră antinavă de mare viteză, cum ar fi racheta antinavă serială P-700 Granit (2,5 M), seria P-270 Moskit. rachetă antinavă (2,8 M), pe care va fi înlocuită cu noile rachete antinavă Zircon.
focos viclean
Prima (așa cum este desemnată în Occident) pe orbita joasă a Pământului de către racheta RS-18 Stiletto și reintrarea sa în atmosferă a apărut în februarie 2015. Lansarea a fost făcută din zona de poziție a formațiunii Dombrovsky de către a 13-a divizie de rachete a Forțelor strategice de rachete (regiunea Orenburg). De asemenea, este raportat că până în 2025 divizia va primi 24 de produse Yu-71 pentru a echipa deja noile rachete Sarmat. Produsul Yu-71 în cadrul proiectului 4202 a fost, de asemenea, creat de NPO Mashinostroeniya din 2009.
Produsul este un focos de rachetă super manevrabil capabil să planeze cu o viteză de 11.000 km/h. Poate ajunge în spațiul apropiat și de acolo să lovească ținte, precum și să poarte o încărcătură nucleară și să fie echipat cu un sistem de război electronic. La momentul intrării în „scufundare” în atmosferă, viteza poate fi de 5000 m/s (18000 km/h) și din acest motiv Yu-71 are protecție împotriva supraîncălzirii și supraîncărcărilor și poate schimba cu ușurință direcția de zbor. fără a fi distrus.
Produsul Yu-71, având o manevrabilitate ridicată la viteze hipersonice în altitudine și îndreptare și zburând de-a lungul unei traiectorii non-balistice, devine de neatins pentru orice sistem de apărare aeriană. În plus, focosul este controlabil, datorită căruia are o precizie de lovire foarte mare: acest lucru îi va permite, de asemenea, să fie utilizat într-o versiune non-nucleară de înaltă precizie. Se știe că au fost făcute mai multe lansări în perioada 2011-2015. Se crede că produsul Yu-71 va fi pus în funcțiune în 2025 și va fi echipat cu ICBM Sarmat.
A urca
Dintre proiectele din trecut, se remarcă racheta X-90, care a fost dezvoltată de Biroul de Proiectare Raduga. Proiectul datează din 1971, a fost închis într-un an dificil pentru țară în 1992, deși testele au arătat rezultate bune. Racheta a fost demonstrată în mod repetat la spectacolul aerospațial MAKS. Câțiva ani mai târziu, proiectul a fost reînviat: racheta a primit o viteză de 4-5 Mach și o rază de acțiune de 3.500 km cu o lansare de la un transportator Tu-160. Zborul demonstrativ a avut loc în 2004. Trebuia să înarmeze racheta cu două focoase detașabile situate pe părțile laterale ale fuzelajului, dar proiectilul nu a intrat niciodată în serviciu.
Racheta hipersonică RVV-BD a fost dezvoltată de Biroul de Proiectare Vympel numit după I.I. Toropova. Continuă linia de rachete K-37, K-37M, care sunt în serviciu cu MiG-31 și MiG-31BM. Racheta RVV-BD va înarma și interceptoarele hipersonice ale proiectului PAK DP. Potrivit declarației șefului KTRV Boris Viktorovich Obnosov, făcută la MAKS 2015, racheta a început să fie produsă în masă, iar primele sale loturi vor ieși de pe linia de asamblare încă din 2016. Racheta cântărește 510 kg, are un focos cu fragmentare puternic exploziv și va lovi ținte la distanțe de 200 km la o gamă largă de altitudini. Motorul rachetă cu combustibil solid cu două moduri îi permite să dezvolte o viteză hipersonică de 6 M.
Hipersunetul Regatului Mijlociu
În toamna lui 2015, Pentagonul a raportat, iar acest lucru a fost confirmat de Beijing, că a fost lansat de la locul de testare Wuzhai. Yu-14 s-a separat de transportator „la marginea atmosferei”, apoi a planificat o țintă situată la câteva mii de kilometri în vestul Chinei. Zborul DF-ZF a fost monitorizat de serviciile de informații americane, iar conform datelor acestora, dispozitivul a manevrat cu o viteză de 5 Mach, deși viteza sa potențială ar putea ajunge la 10 Mach.
China a spus că a rezolvat problema motoarelor hipersonice cu reacție pentru astfel de vehicule și a creat noi materiale compozite ușoare pentru a proteja împotriva căldurii cinetice. Reprezentanții RPC au mai raportat că Yu-14 este capabil să spargă sistemul de apărare aeriană al SUA și să lanseze un atac nuclear global.
Proiecte America
În prezent, diverse avioane hipersonice sunt „în lucru” în Statele Unite, care sunt supuse unor teste de zbor cu diferite grade de succes. Lucrările asupra lor au început la începutul anilor 2000, iar astăzi se află la diferite niveluri de pregătire tehnologică. Boeing, dezvoltatorul vehiculului hipersonic X-51A, a anunțat recent că X-51A va fi pus în funcțiune încă din 2017.
Printre proiectele în derulare, Statele Unite au: proiectul focosului de manevră hipersonică AHW (Advanced Hypersonic Weapon), aeronava hipersonică Falcon HTV-2 (Hyper-Sonic Technology Vehicle) lansată folosind ICBM-uri, aeronava hipersonică X-43 Hyper-X, un prototip de rachetă de croazieră hipersonică X-51A Waverider al companiei Boeing, echipată cu un ramjet hipersonic cu combustie supersonică. De asemenea, se știe că în Statele Unite se lucrează la UAV-ul hipersonic SR-72 de la Lockheed Martin, care abia în martie 2016 și-a anunțat oficial munca la acest produs.
Prima mențiune despre drona SR-72 datează din 2013, când Lockheed Martin a anunțat că UAV-ul hipersonic SR-72 se va dezvolta pentru a înlocui aeronava de recunoaștere SR-71. Acesta va zbura cu o viteză de 6400 km/h la altitudini de operare de 50-80 km până la suborbital, va avea un sistem de propulsie cu dublu circuit cu o admisie comună de aer și un aparat cu duză bazat pe un motor turborreactor pentru accelerarea de la o viteză. de 3 M și un motor hipersonic ramjet cu combustie supersonică pentru zborul cu viteze peste 3 M. SR-72 va efectua misiuni de recunoaștere, precum și lovitură cu arme aer-sol de înaltă precizie sub formă de rachete ușoare fără motor - nu vor avea nevoie de el, deoarece este deja disponibilă o viteză hipersonică bună de pornire.
Problemele problematice ale experților SR-72 includ alegerea materialelor și a designului pielii care pot rezista la sarcini termice mari de la încălzirea cinetică la temperaturi de 2000 ° C și peste. De asemenea, va fi necesar să se rezolve problema separării armelor de compartimentele interne la o viteză de zbor hipersonică de 5-6 Mach și să se excludă cazurile de pierdere a comunicării, care au fost observate în mod repetat în timpul testelor obiectului HTV-2. Lockheed Martin Corporation a spus că dimensiunea SR-72 va fi comparabilă cu dimensiunea SR-71 - în special, lungimea SR-72 va fi de 30 m. SR-72 este de așteptat să intre în funcțiune în 2030. .
În istorie, GLA-urile au fost implementate sub forma mai multor avioane de testare, vehicule aeriene fără pilot și stadii orbitale - avioane spațiale ale navelor spațiale reutilizabile (MTKK). Au existat și există și un număr mare de proiecte Vehicul de aceste tipuri, precum și sisteme aerospațiale (aeronave orbitale) cu rapel hipersonic și etape orbitale sau nave spațiale AKS cu o singură treaptă și avioane spațiale de pasageri.
Unul dintre primele proiecte detaliate ale GLA a fost proiectul Zenger nerealizat de a crea un bombardier de luptă parțial orbital „Silbervogel” în Germania nazistă.
Spre deosebire de avioane spațiale, din cauza necesității de propulsie și tehnologii structurale mai complexe atunci când se creează nave spațiale, niciunul dintre proiectele de nave spațiale nu a fost implementat până în prezent.
Aeronavă hipersonică
În anii 1960, Statele Unite au desfășurat un program de dezvoltare și zbor a unui avion rachetă experimental nord-american X-15, care a devenit primul din istorie și timp de 40 de ani singura aeronavă GLA care a efectuat zboruri suborbitale cu echipaj spațial. În SUA, 13 dintre zborurile sale peste 80 km și în lume (FAI) - 2 dintre ele, în care a fost depășită limita spațiului de 100 km, sunt recunoscute drept zboruri spațiale suborbitale cu echipaj, iar participanții lor sunt astronauți.
Programe similare în URSS și în alte țări.
La începutul secolului al XXI-lea, a existat un proiect în Rusia, dar proiectul unui înaripat parțial reutilizabil. nava spatiala O tunsoare lansată pe un vehicul de lansare convențional.
În Statele Unite, proiectul Boeing X-37 continuă cu zborurile pe orbita unui avion spațial experimental lansat pe un vehicul de lansare. Sunt în curs de dezvoltare proiecte: în Marea Britanie - o navă spațială AKS cu o singură etapă Skylon cu o lansare și aterizare orizontală, în India - un prototip de avion spațial lansat pe un vehicul de lansare a unei nave spațiale AKS cu o singură etapă RLV / AVATAR cu o lansare verticală și o aterizare orizontală, în China - un avion spațial lansat pe un vehicul de lansare și prototipul său Shenlong și MTKK în două etape cu lansare și aterizare orizontală etc.
- Sistem spațial cu o singură etapă
UAV-uri hipersonice
Sunt dezvoltate și implementate proiecte de GLA-uri experimentale speciale fără pilot pentru a testa posibilitățile de a crea ACS de transport reutilizabil în două și o etapă (avioane spațiale și nave spațiale) ale următoarelor generații și tehnologii avansate de construcție a motoarelor de rachetă (scramjet) și altele.
Au existat proiecte aduse la diferite etape inițiale de implementare a proiectelor GLA fără pilot în SUA - Boeing X-43, Rusia - „Rece” și „Ac”, Germania - SHEFEX (prototip de avion spațial / navă spațială), Australia - AUSROCK și altele.
Rachete hipersonice și focoase cu rachete dirijate
Anterior, au fost dezvoltate o serie de proiecte pentru rachete de croazieră experimentale și de luptă (de exemplu, X-90 în URSS) și non-croazieră (de exemplu, X-45 în URSS) care ating viteze hipersonice.
Tehnologii și aplicații
GZLA poate fi fără motoare sau echipat cu diverse tipuri de sisteme de propulsie: motoare rachete lichide (LPRE), motoare ramjet hipersonice (motoare scramjet), motoare rachete cu propulsie solidă (SRM) (precum și motoare rachete teoretic nucleare (NRE) și altele), inclusiv inclusiv o combinație de astfel de motoare și boosters. Adică, termenul „hipersonic” implică capacitatea dispozitivului de a se deplasa cu viteză hipersonică în aer, folosind atât motoarele, cât și aerul într-o formă sau alta.
Având în vedere potențialul tehnologiei, organizațiile din întreaga lume efectuează cercetări în domeniul zborului hipersonic și al dezvoltării scramjet. Aparent, prima aplicație va fi pentru rachete militare ghidate, deoarece această zonă necesită doar modul avion în intervalul de altitudine, și nu accelerație la viteza orbitală. Astfel, principalele fonduri de dezvoltare în acest domeniu merg tocmai în cadrul contractelor militare.
Sistemele spațiale hipersonice pot beneficia sau nu de pe urma utilizării etajelor cu scramjet. Impuls specific sau eficiență scramjet teoretic variază între 1000 și 4000 de secunde, în timp ce în cazul unei rachete această valoare pentru 2009 nu depășește 470 de secunde, ceea ce înseamnă în principiu acces mult mai ieftin la spațiu. Cu toate acestea, această cifră va scădea rapid pe măsură ce viteza crește și va exista, de asemenea, o deteriorare a raportului lift-to-drag. Problemă semnificativă a raportului de tracțiune scăzut scramjet la masa sa, care este 2, care este de aproximativ 50 de ori mai slabă decât acest indicator pentru LRE. Acest lucru este parțial compensat de faptul că costul compensării gravitației în modul efectiv al aeronavei este nesemnificativ, dar o ședere mai lungă în atmosferă înseamnă pierderi aerodinamice mai mari.
Avion-avion de linie cu scramjet ar trebui să reducă semnificativ timpul de călătorie de la un punct la altul, făcând posibil ca orice punct de pe Pământ să fie atins în 90 de minute. Cu toate acestea, rămân întrebări dacă astfel de vehicule pot transporta suficient combustibil pentru a zbura pe distanțe suficient de lungi și dacă pot zbura la o înălțime suficientă pentru a evita efectele sonore asociate zborului supersonic. De asemenea, rămân incerte întrebări legate de costul total al unor astfel de zboruri și de posibilitatea utilizării multiple a vehiculelor după zborul hipersonic.
Avantaje și dezavantaje în cazul vehiculelor spațiale
Avantajul unui avion hipersonic ca X-30 constă în eliminarea sau reducerea cantităţii de oxidant transportat. De exemplu, rezervorul exterior al navetei spațiale MTKK la lansare conține 616 tone de oxigen lichid (oxidant) și 103 tone de hidrogen lichid (combustibil). Naveta spațială-avionul spațial în sine nu cântărește mai mult de 104 de tone la aterizare. Astfel, 75% din întreaga structură este oxidantul transportat. Eliminarea acestei mase suplimentare ar trebui să ușureze ambarcațiunea și, sperăm, să crească cota de sarcină utilă. Acesta din urmă poate fi considerat scopul principal al studiului scramjetîmpreună cu perspectiva reducerii costurilor de livrare a mărfurilor pe orbită.
Dar există anumite dezavantaje:
Raport scazut tractiune-greutate
motor rachetă lichid LRE") e diferit foarte un raport mare de tracțiune în raport cu masa sa (până la 100:1 sau mai mult), care permite rachetelor să atingă performanțe ridicate atunci când livrează mărfuri pe orbită. Dimpotrivă, raportul de tracțiune scramjet la masa sa este de aproximativ 2, ceea ce înseamnă o creștere a ponderii motorului în masa de lansare a dispozitivului (fără a ține cont de necesitatea reducerii acestei valori de cel puțin patru ori din cauza lipsei unui oxidant). În plus, prezența unei limite mai mici de viteză scramjet iar scăderea eficienței sale odată cu creșterea vitezei determină necesitatea utilizării pe astfel de sisteme spațiale LRE cu toate neajunsurile lor.
Necesitatea unor motoare suplimentare pentru a atinge orbită
hipersonic ramjet au o gamă teoretică de viteze de funcționare de la 5-7 până la prima viteză spațială de 25, dar așa cum au arătat studiile în cadrul proiectului X-30, limita superioară este stabilită de posibilitatea arderii combustibilului în fluxul de aer care trece și este de aproximativ 17 . Astfel, este necesar un alt sistem suplimentar de accelerare a jetului în intervalul de viteză nefuncțională. Deoarece diferența necesară în completarea vitezelor este nesemnificativă, iar proporția Lunîn masa de lansare a unei aeronave hipersonice este mare, utilizarea rachetelor suplimentare de rachete de diferite tipuri este o opțiune complet acceptabilă. Oponenții de cercetare scramjet susțin că orice perspective ale acestui tip de aparate se pot manifesta doar pentru sistemele spațiale cu o singură etapă. Susținătorii acestor studii susțin că variantele de sisteme cu mai multe etape care utilizează scramjet de asemenea justificat.
Etapa de întoarcere
Potenţial, partea inferioară a protecţiei termice a unei nave spaţiale hipersonice trebuie dublată pentru a readuce vehiculul la suprafaţă. Utilizarea unui strat ablativ poate însemna pierderea acestuia după orbită, protecția termică activă folosind combustibil ca lichid de răcire necesită funcționarea motorului.
Preț
Reducerea cantității de combustibil și oxidant în cazul vehiculelor hipersonice înseamnă o creștere a ponderii costului vehiculului în sine în cost total sisteme. De fapt, costul unei aeronave cu scramjet poate fi foarte mare în comparație cu costul combustibilului, deoarece costul echipamentelor aerospațiale este cu cel puțin două ordine de mărime mai mare decât pentru oxigenul lichid și rezervoarele pentru acesta. Astfel, dispozitivele cu scramjet cele mai justificate ca sisteme reutilizabile. Dacă echipamentele pot fi refolosite în condițiile extreme ale zborului hipersonic nu este în totalitate clar - toate sistemele proiectate până acum nu au fost concepute pentru a le returna și reutiliza.
Costul final al unui astfel de dispozitiv este subiectul unei discuții intense, deoarece acum nu există o convingere clară în perspectivele unor astfel de sisteme. Aparent, pentru a fi justificat economic, un vehicul hipersonic va trebui să aibă mai mult Lun comparativ cu un vehicul de lansare cu aceeași masă de lansare.
la favorite la favorite din favorite 0
După cum sa menționat mai devreme, din anii 70, Biroul de Proiectare a lucrat la crearea de aeronave capabile să efectueze un zbor lung la viteze hipersonice de croazieră,
Până în perioada indicată, s-au obținut rezultate semnificative în inginerie și tehnologie aerospațială, zborurile cu viteze supersonice au devenit obișnuite pentru aeronavele militare, au fost puse în funcțiune primele aeronave supersonice de pasageri, au fost efectuate zboruri cu și fără pilot în spațiu. Au apărut deja avioanele de producție, zburând în atmosferă cu viteze corespunzătoare lui M=3 (MiG-25, SR-71). Vehicule de coborâre spațială și avioane aerospațiale cu numere mari M a zburat la altitudini foarte mari, trecând pentru scurt timp prin straturi dense ale atmosferei la viteze hipersonice.
Dialectica generală a dezvoltării tehnologiei aviației, precum și dorința conducerii militaro-politice a țărilor de ambele părți ale Cortinei de Fier de a pune mâna pe o altă armă absolută, pusă înainte industria aviatica aviația avansată împuternicește sarcina de a crea aeronave tip de aeronavă cu viteze hipersonice mari, corespunzătoare lui M=3-10, capabile să zboare la altitudini de 30-35 km. O astfel de aeronavă în ceea ce privește soluțiile sale tehnice (atât în ceea ce privește centrala electrică, cât și în ceea ce privește proiectarea sa) ar fi trebuit să fie semnificativ diferită de aeronavele și navele spațiale moderne. Tipurile existente de VJE, care foloseau efectiv atmosfera în timpul zborurilor la altitudini joase, din cauza restricțiilor de temperatură, erau acceptabile doar pentru aeronavele cu viteze de zbor corespunzătoare M=3. Pe de altă parte, motoarele de rachetă, pentru care nu existau astfel de restricții, din cauza necesității de a transporta o aprovizionare completă cu combustibil (combustibil + oxidant) la bord, erau iraționale pentru zborurile pe termen lung în atmosferă.
Cel mai rațional pentru modurile acceptate ale viitoarei aeronave hipersonice a fost un motor ramjet (ramjet) în combinație cu un motor de accelerație (turbojet sau motor rachetă). Pentru a obține o eficiență ridicată a centralei, s-a propus utilizarea hidrogenului lichid ca combustibil. Pentru zborurile în intervalul de numere M=3-5, cea mai acceptabilă a fost determinată de o centrală electrică combinată care conține un turboreactor și un motor ramjet care funcționează cu combustibil hidrocarburi sau gaz natural lichefiat (GNL). Pentru zborurile cu viteze ce depășesc M = 5-6, cel mai potrivit a fost un motor ramjet pe hidrogen lichid cu motoare cu turboreacție acceleratoare pe kerosen sau hidrogen lichid.
Schimbările fundamentale, ținând cont de capacitatea aeronavei de a percepe temperaturi ridicate și ultra-înalte pentru o lungă perioadă de timp în zbor, au necesitat proiectarea unei astfel de aeronave. Alegerea designului a trebuit să fie determinată de următorii factori: pe de o parte, intensitatea încălzirii aerodinamice și durata acesteia și, pe de altă parte, frecvența utilizării sau a resursei sale.
Experiența acumulată a arătat că pentru o lungă perioadă de timp următoarele tipuri de structuri au părut promițătoare pentru aeronavele supuse unei încălziri aerodinamice intense: „fierbinte”, izolate termic și răcite activ. Contact direct de design „fierbinte”. mediu inconjurator. Structura izolată termic este protejată de un strat sau ecran care iradiază căldură. Designul cu răcire activă a presupus utilizarea unui sistem de circulație a lichidului de răcire care elimină căldura de pe piele. Principalele probleme care trebuiau rezolvate au fost slăbirea tensiunilor termice, reducerea deformarii și creșterea duratei de viață a structurii. Una dintre direcțiile care a făcut posibilă reducerea tensiunilor termice a fost utilizarea panourilor de protecție termică (condulate, tubulare etc.). S-a propus realizarea unor structuri izolate termic ca o combinație între o structură portantă și protecție termică. O aeronavă cu cerințe de resurse moderate și cu un număr de zbor de croazieră de M=6 ar putea avea un design „fierbinte” sau un design ecranat, sau un sistem de răcire pasiv simplificat. Pentru aeronavele cu o resursă lungă, un sistem de răcire activ părea necesar. Sistemul ar fi trebuit să folosească un lichid de răcire intermediar (de exemplu, etilenglicol) care circulă în canalele pielii, transferând căldura printr-un schimbător de căldură la hidrogen lichid, care apoi trebuia să servească drept lichid de răcire pentru componentele motorului și să intre în camera de ardere. Cerințele pentru sistemul activ ar putea fi reduse prin utilizarea scuturilor termice sau a izolației termice.
Necesitatea de a utiliza hidrogen lichid ca combustibil pentru o aeronavă hipersonică necesită dezvoltarea unui design extrem de eficient al rezervorului și a izolației termice la temperatură joasă (LTI). În ciuda faptului că încă din anii 1960 multe modele diferite de rezervoare criogenice și NTI au fost studiate atât în SUA, cât și în URSS, niciunul dintre aceste modele nu satisface atât tehnica cât și cerinte economice pentru aeronave hipersonice. Astfel, proiectele de rezervoare criogenice și NTI, dezvoltate pentru utilizare în tehnologia rachetelor, au o resursă limitată. Absența necesității utilizării repetate a acestora nu a necesitat studii detaliate ale duratei de viață a NTI sub influența pe termen lung a ciclului termic, vibrațiilor, condițiilor climatice și îmbătrânirii materialelor în ceea ce privește degradarea lor termică și fizică și mecanică. caracteristici de-a lungul timpului.
Studiile privind realizarea aeronavelor pe combustibil criogenic au arătat că printre numeroasele probleme tehnice, una dintre cele mai semnificative este protecția termică a rezervoarelor de combustibil criogenic.
Fundamentul disponibil la acel moment în domeniul aerodinamicii hipersonice a fost mai semnificativ decât în domeniul structurilor și centralelor electrice ale viitoarelor avioane hipersonice. Multe rezultate ale studiilor analitice și experimentale efectuate pe alte programe de aviație, rachete și aerospațiale (în special, pe MVKA) au fost în mare măsură aplicabile aeronavelor hipersonice. Mai erau multe de făcut pentru a determina configurația aerodinamică optimă care să ofere o interacțiune utilă între centrala electrică și corpul unui avion hipersonic. În ceea ce privește aeronavele convenționale, a fost necesar să se efectueze cercetări privind utilizarea sistemelor de control activ cu o scădere a marjelor de stabilitate statică, care ar fi trebuit să reducă dimensiunea și greutatea aeronavei.
În URSS, lucrările la avioanele hipersonice în versiuni de lovitură au început la mijlocul anilor '70. Mai multe birouri de proiectare a aviației din țară și organizații de cercetare din industria aviației au fost implicate în lucrul pe acest subiect promițător.
În Biroul de Proiectare Tupolev, s-a lucrat în următoarele domenii:
- - cercetarea și proiectarea unei aeronave hipersonice de atac cu rază lungă de acțiune, proiectată pentru o viteză de zbor de croazieră corespunzătoare M = 4 - proiect „230” (Tu-230). Designul a început în 1983. Proiectare preliminară a fost gata în 1985. Greutatea la decolare a aeronavei a fost determinată în limita a 180 de tone. Power point trebuia să fie compusă din patru motoare turboreactor combinate de tip D-80. Alimentarea maximă cu combustibil (kerosen) este de 106 tone.Altitudinea zborului de croazieră este de 25.000 - 27.000 m, raza maximă de zbor a fost determinată la 8.000 - 10.000 km cu o durată de zbor de 2,3 ore (lungimea aeronavei - 54,15 m, anvergura aripilor - 26 m. );
- - cercetarea și proiectarea unei aeronave hipersonice cu rază lungă de acțiune, proiectată pentru o viteză de zbor de croazieră corespunzătoare M = 6 - proiect „260” (Tu-260). Era o aeronavă cu motoare care funcționează în regim de croazieră pe hidrogen lichid, cu o rază de zbor de până la 12.000 km cu 10 tone de sarcină utilă;
- - cercetarea și proiectarea unei aeronave intercontinentale hipersonice proiectate pentru o viteză de zbor de croazieră corespunzătoare lui M = 6, cu o rază de zbor maximă dată de până la 16.000 km și cu o sarcină utilă de până la 20 de tone - proiect „360” (Tu-360 ). Altitudine de croazieră 30000 - 33000 m.
Pe tema „260” și „360”, Biroul de Proiectare a pregătit mai multe variante de aeronavă hipersonică cu o centrală electrică cu 4-6 motoare ramjet la mijlocul zborului și șase motoare turborreactor cu accelerație cu o tracțiune de 22.000 kgf fiecare. Estimată consum specific Combustibilul ramjet în modul de croazieră a fost de 1,04 kg / kgf. Aspectul selectat și schema aerodinamică au făcut posibilă obținerea unor valori de calitate a designului de 5,2 - 5,5. Trebuia să folosească kerosen pentru accelerarea TRDC-urilor.
În cadrul lucrărilor privind aeronavele hipersonice, Biroul de Proiectare a pregătit o propunere pentru proiectul unei aeronave hipersonice de pasageri proiectată pentru croazieră la o viteză corespunzătoare M = 4,5-5 la altitudini de 28 - 32 km. Raza de zbor a fost determinată la 8500 - 10000 km. Numărul de pasageri - 250 - 280 de persoane. Centrala este combinată (motor turborreactor + motor ramjet), gazul natural lichefiat trebuia folosit drept combustibil.
În cursul cercetărilor privind aeronavele hipersonice, Biroul de Proiectare a efectuat studii ample ale materialelor și structurilor care funcționează în condiții de încălzire aerodinamică intensă. S-a ajuns la concluzia că una dintre cele mai promițătoare sunt structurile cu suprafețe exterioare metalice. Dezvoltarea unor astfel de structuri a necesitat soluționarea unui număr de probleme, printre care principalele au fost căutarea de noi materiale structurale cu rezistență crescută la oxidare și rezistență crescută la fluaj, precum și dezvoltarea unor tipuri calitativ noi de structuri metalice multistrat care funcționează în condiții. de gradienti mari de temperatura. Principalele tipuri de astfel de structuri care au fost luate în considerare în Biroul de proiectare pentru aeronave hipersonice au fost:
- - scuturi termice metalice pentru reducerea fluxurilor de căldură către structura principală portantă, neincluse în lucrarea structurii portante și proiectate pentru sarcina transversală locală;
- - panouri care au atât proprietățile unei structuri portante, cât și proprietăți termoizolante.
Una dintre cele mai eficiente în ceea ce privește capacitatea portantă atunci când funcționează în condiții de încălzire până la 250 - 500 ° C sunt structurile multistrat realizate din aliaje de titan.
În cursul acestor studii, au fost dezvoltate tehnologii de obținere a panourilor de titan multistrat cu umplutură prin metoda SMF/DS (mulare superplastică și sudare prin difuzie), în care, într-o singură operațiune, se formează coji, umplutură, elemente semifabricate din materialul din tablă a fost realizat și conectarea lor între ele într-o structură monolitică finită.
Au fost efectuate studii privind protecția termică la temperaturi scăzute (NTI) a rezervoarelor de combustibil cu combustibil criogenic. Protecția termică bazată pe izolație termică ecran-vid (EVTI) cu o carcasă ermetică moale comprimată de presiunea atmosferică pentru NTI extern sau presiunea hidrogenului pentru NTI intern, a fost considerată cea mai promițătoare. Designul rezervorului în acest caz poate fi realizat atât din aliaje de aluminiu sau titan, cât și din materiale compozite. Modele de rezervoare au fost fabricate în Biroul de Proiectare, atât cu NTI pe bază de materiale plastice spumă, cât și cu EVTI comprimat la presiune atmosferică. Testele de viață ale acestor rezervoare au fost efectuate folosind azot lichid.
S-a acordat multă atenție proiectării rezervoarelor de combustibil criogenic cu o durată lungă de viață. În timpul dezvoltării lor, au fost create standarde speciale de rezistență pentru a asigura etanșeitatea necesară în timpul funcționării.
Toate acestea și alte lucrări ale Biroului de Proiectare au avut o importanță deosebită pentru rezolvarea problemelor creării aeronavelor hipersonice, la care a lucrat Biroul de Proiectare în acei ani, precum și în munca de creare a aeronavelor criogenice, în special, experimentul Tu- 155, proiecte criogenice aeronave de pasageri Tu-204K, Tu-334K etc., la care Biroul de Proiectare continuă să lucreze în prezent.
Astăzi, Biroul de Proiectare Tupolev este proprietarul unor tehnologii unice pentru tehnologia aviației criogenice, multe dintre acestea fiind stăpânite în perioada de lucru pe videoconferințe și avioane hipersonice.
