Напоследък всеки ден попадате на съобщения на хиперзвук: „Бойните глави на ракетите маневрират, летят на хиперзвук и на междуконтинентален обхват …“„В Русия се тества хиперзвуков реактивен двигател!“И така нататък.
Фантастична картина веднага се издига пред очите на обикновен човек на улицата - хиперзвукови самолети излитат и удрят с ракетите си, отново по хиперзвукови, междуконтинентални цели … Както самите самолети, така и техните ракети с скребет са невидими и не се прихващат.
Така е? Да видим
Статията попадна отново "Хиперзвуков, с директен поток, мухи" в "Технологии - Младеж" от 1991г.
В статията се казва: „Двигателят на скрамбета или, както се казва,„ хиперзвуков директен поток “, ще позволи да полети от Москва за Ню Йорк за 2-3 часа, да напусне крилата машина от атмосферата в космоса. Един космически самолет няма да се нуждае от самолет -усилвател, както за Zenger, или от ракета -носител, както за совалки и Буран, - доставката на товар до орбита ще струва почти десет пъти по -евтино. Статията е написана от Юрий ШИХМАН и Вячеслав СЕМЕНОВ, изследователи от CIAM.
Разбира се, бях добре запознат и с двамата, тъй като участвах с тях в много трудове по темата на института. Включително по темата за scramjet. Въпреки че моята част от работата не принадлежеше към основните и основните, тя все пак беше необходима и важна. Бях включен в тази работа през 84 г., като млад специалист и младши изследовател. По това време Рувим Исаевич Курзинер все още беше лидер в цялата работа по темата „Студено“в CIAM.
Опитен скрамбетен двигател по темата "Студ" или продукт 057, като част от хиперзвукова летяща лаборатория (HLL), беше обект на изследване, чиято основна задача беше да демонстрира възможността за изгаряне на гориво-въздушна смес при свръхзвукова скорост на изтичане на работна течност във веригата на горивната камера. Не беше възможно да се симулират всички режими на горене на земята, затова беше решено да се проучи такъв проблем в реални условия на полет.
За изследване е използвана зенитна ракета 5В28 от комплекса С-200В (SA-5) като носител, ускорител и симулиращи режими на полет. Вместо частта на главата, на която GLL е прикрепен с двигател с цилиндър с резервоар за гориво и системи за управление и поддръжка.
Първият полет на GLL със скраммет е извършен на 28 ноември 1991 г. При първото полетно изпитание на скрамбетовия двигател максималният брой на M беше 5, 8, двигателят работеше общо 28 s, по време на полета той се включваше автоматично два пъти. По този начин, за първи път в света при условия на полетни изпитания, работата на хиперзвуков реактивен двигател (списание "Двигател" No 6 от 2006г).
През 1991-98 г. са извършени около 8 изстрелвания (включително хвърляния). Освен руски специалисти, французите са участвали в проучванията на експерименталния скрамметър двигател - през 1992 и 1995 г. по договори с Френския национален научен център (ONERA), а през 1997 и 1998 г. - американците, по договор със САЩ Националната космическа агенция (НАСА).
И така, изминаха повече от 20 години. Какво имаме?
Има ли хиперзвукови самолети, тоест летящи с хиперскорост (M> 5)? Има
Първо, имаше орбитални бурани и совалката.
Връщането от орбита "Буран" например планира около половин час в хиперзвук на разстояние около 8000 км от надморска височина от 100 км и до 20.
Тактико -технически характеристики на ОК "Буран" в режим на спускане при хиперзвукови скорости:
• Стартова маса - 105 тона
• Разстояние до лентата за кацане - 8270 км
• Скорост по траектория на спускане - 7, 592 … 0, 520 km / s (27.330-1.872 km / h) прибл. 27-1, 8 Макс
• Обхват на спускане надморска височина - 100 … 20 км
Нека проведем „мисловен експеримент“. Възможно ли е да се върне целият този профил за кацане на "хиперзвуковия орбитален космически кораб" "Буран" обратно?
Мога!
Само за това имаме нужда от ракета -носител „Енергия“.
"А ако на GPRD?" - ще попита читателят. Мога. Но за това ще е необходимо първо да "натиснете" цялата система с нещо подобно на PRD, за да се гарантира, че GPJE достига режима. ускоряващ "прах". И след това го изведете на кръгова орбита, „захранвайки“двигателите със запасен кислород или с чист ракетен двигател. В резултат на това "спестяванията" на окислителя, когато се използва атмосферен кислород в двигателя на скрамбета, ще бъдат добри, около 20%. Но тогава има толкова много трудности, че дай Боже!
Дали инженерите са замислили този вид „икономични системи“, използващи извънбордов въздух? Да, колкото е необходимо! Същите „Зенгер“и „Хотол“.
И … нека го кажем скромно - ранните версии на сега световноизвестната Topol ICBM. Да, именно! Цялата тази система се нарича "Gnome"
"Gnome" е тристепенна междуконтинентална балистична ракета, оборудвана с първостепенен задвижващ двигател с твърдо гориво от реактивни двигатели, двигатели с твърдо гориво от втора и трета степен и ускорител. Проектирането се извършва от началото на 60 -те години в Проектантското бюро по машиностроене (Коломна) под ръководството на Борис Шавирин.
Максимален обсег на стрелба, км 11000
Стартова маса, t 29
Тегло на полезен товар, кг 470
Дължина на ракетата, m 16, 14
Брой стъпки 3
По -късно дизайнерът на MIT A. D. Надирадзе, разчитайки на своя опит в създаването на мобилен OTR "Temp", предложи проект на ICBM за конвенционални двигатели на твърдо гориво. Той беше подкрепен от ръководството на Министерството на отбранителната индустрия и в резултат получихме 45-тонен мобилен наземен междуконтинентален „Темп-2С“. Освен това модернизацията и усъвършенстването му - „Пионери“(RSD) и „Топол“(MBR) … Мнозина виждат това като неговото коварство (45 тона вместо обещаните 29). Независимо от това, същото можеше да се случи и с "Gnome". Изчисленията са едно - практическото изпълнение е съвсем друго!
Свръхзвукова междуконтинентална крилата ракета „Буря“(„продукт 351“), което е най -близко до необходимите параметри на самолет с двигател с скремпед.
Дължина, m - 20, 396
Размах на крилата, м - 7, 746
Височина, m- 6, 642
Площ на крилото, м2 - 44,6
Стартова маса, кг - 98.280
Маса на началния етап на поддържане, кг - 33,522
Тегло на бойна глава, кг - 3403
Крейсерска скорост, км / ч - 3300
Височина на полета, км - 18 - 25, 5
Обхват, км - 7830
Чисто теоретично тази система, използваща съвременни материали, горива, „ускорители“с твърдо гориво, може да бъде ускорена, вероятно до 5 маха. Но това е въпросът: ще има ли превъзходство над съществуващите МБР?
Времето за достигане на целта при максимален обхват ще бъде приблизително 1,5 часа (ICBM - 30 минути).
Ще има някои предимства - например забавяне на откриването.
ICBM се откриват доста бързо, първо, първоначалната горелка, и второ, високата възходяща височина на балистичната траектория (до 1600 км).
Въпреки че последните ни „Топол-М“и „Ярси“и други от едно и също семейство, казват те, могат да летят по други, например квазистилирани кръгови маршрути (100-200 км), затова тяхната мощност към теглото съотношението и масата са значително различни от слабите "Minutemans", оптимизирани за балистични траектории.
В тази връзка си спомням каустичния ентусиазъм на ракетен инженер на НАСА (или Пентагона) - „де, руснаците не знаят как да правят ракети, дори имат съвременни, които са по -тежки и по -големи от нашите, разработени през 70 -те години. Възклицанията обаче бързо утихнаха. Явно по -квалифицирани другари му обясниха за какво става въпрос …
И така, основният въпрос с хиперзвукови ракетни самолети е - необходими ли са им или ще се въздържим засега?
Както видяхме, ракети и орбитални кораби отдавна са внедрени, макар и не на скрамбетен двигател.
А за самолетите …
Повече от 20 години военните поддържат М <3,5 (SR-71, Сотка, МиГ-31). По-нататъшното увеличаване на скоростта не предполага допълнителни предимства, все пак зенитните ракети на двигатели с твърдо гориво ще го получат, ако прехванат главите и спътниците на ICBM на първото пространство.
За цивилните лайнери …
Струва ми се, че такива бързи самолети са били необходими преди ерата на интернет. Защо питаш? И тъй като сега бизнесмените, бизнесмените и служителите от всички ивици не трябва да бързат толкова бързо по континентите: те все още няма да работят по -бързо от електронните подписи и видеоконференции.
И ако въпреки това някой е нетърпелив - да види новородено син или да стартира план за неговото раждане - ще трябва да смекчи своята пъргавина. И бавно "повръщам", както казват моите приятели, нарцистичните егоисти на марката BMW, с вечерен кон под формата на магистрална или междуконтинентална "диня" или "Боинг" със средна скорост 900 км / ч, чай, закъсняваме за другия свят …
Но хиперзвукови двигатели - двигатели с скреамент, чиято основна отличителна черта е свръхзвуковото изтичане на работната течност през горивната камера, все още не са създадени.
Може би някой ще успее. Нещо повече, от разработчици, които не бяха предупредени, че е невъзможно, и те, без да знаят, взеха и реализираха фантастичен проект. Историята на науката и технологиите също познава такива примери …
* В машиностроенето се разграничават два вида нестабилна работа на реактивни двигатели - „избухване“и „сърбеж“на входа. "Сърбеж" - високочестотната пулсация на въздуха в областта на свръхкритичните режими на работа на входящия дифузьор на двигателя, се възприема като характерен сърбящ звук. За разлика от това „пренапрежението“е вибрация с по -ниска честота. Сърбежът се причинява от нарушения на потока в канала зад гърлото на дифузора.
