Ang kumpetisyon para sa pag-unlad ng hypersonic bilis ng aviation ay nagsimula sa panahon ng Cold War. Sa mga taong iyon, ang mga taga-disenyo at inhinyero ng USSR, USA at iba pang mga maunlad na bansa ay nagdisenyo ng bagong sasakyang panghimpapawid na may kakayahang lumipad nang 2-3 beses nang mas mabilis kaysa sa bilis ng tunog. Ang karera sa bilis ay nagbigay ng maraming mga tuklas sa mga aerodynamics sa himpapawid at mabilis na naabot ang mga limitasyon ng mga pisikal na kakayahan ng mga piloto at ang gastos ng pagmamanupakturang sasakyang panghimpapawid. Bilang isang resulta, ang mga bureaus ng disenyo ng misayl ay ang unang nag-master ng hypersound sa kanilang mga anak - mga intercontinental ballistic missile (ICBM) at naglunsad ng mga sasakyan. Kapag naglulunsad ng mga satellite sa mga malapit na lupa na orbit, ang mga rocket ay nakabuo ng bilis na 18,000 - 25,000 km / h. Ito ay lumampas sa mga limitasyon ng mga parameter ng pinakamabilis na supersonic na sasakyang panghimpapawid, parehong sibil (Concorde = 2150 km / h, Tu-144 = 2300 km / h) at militar (SR-71 = 3540 km / h, MiG-31 = 3000 km / oras).
Hiwalay, nais kong tandaan na kapag nagdidisenyo ng MiG-31 supersonic interceptor, ang taga-disenyo ng sasakyang panghimpapawid na G. E. Gumamit si Lozino-Lozinsky ng mga advanced na materyales (titanium, molibdenum, atbp.) Sa disenyo ng airframe, na pinapayagan ang sasakyang panghimpapawid na maabot ang isang record na may taas na flight ng manned (MiG-31D) at isang maximum na bilis ng 7000 km / h sa itaas na kapaligiran. Noong 1977, ang piloto ng pagsubok na si Alexander Fedotov ay nagtakda ng isang ganap na tala ng mundo para sa altitude ng paglipad - 37650 metro sa kanyang hinalinhan, ang MiG-25 (para sa paghahambing, ang SR-71 ay may pinakamataas na altitude ng flight na 25929 metro). Sa kasamaang palad, ang mga makina para sa mga flight sa mataas na altitude sa isang napaka-rarefied na kapaligiran ay hindi pa nilikha, dahil ang mga teknolohiyang ito ay binuo lamang sa kailaliman ng mga instituto ng pagsasaliksik ng Soviet at mga bureaus sa disenyo sa loob ng balangkas ng maraming mga pang-eksperimentong gawa.
Ang isang bagong yugto sa pagbuo ng mga hypersound na teknolohiya ay mga proyekto sa pagsasaliksik upang lumikha ng mga sistema ng aerospace na pinagsama ang mga kakayahan ng aviation (aerobatics at maneuver, landing sa isang landasan) at spacecraft (pagpasok sa orbit, orbital flight, orbiting). Sa USSR at USA, ang mga programang ito ay bahagyang nagawa, na ipinapakita sa mundo ang mga eroplano ng orbital na puwang na "Buran" at "Space Shuttle".
Bakit bahagyang? Ang katotohanan ay ang paglulunsad ng sasakyang panghimpapawid sa orbit ay isinagawa gamit ang isang paglunsad ng sasakyan. Ang gastos sa pag-atras ay napakalaking, humigit-kumulang na $ 450 milyon (sa ilalim ng programang Space Shuttle), na maraming beses na mas mataas kaysa sa gastos ng pinakamahal na sasakyang panghimpapawid ng militar at militar, at hindi pinapayagan ang paggawa ng orbital sasakyang panghimpapawid na isang produktong pang-masa. Ang pangangailangan na mamuhunan ng malaking halaga ng pera sa paglikha ng mga imprastraktura na nagbibigay ng mga napakabilis na intercontinental flight (cosmodromes, flight control center, fuel filles) ay sa wakas ay inilibing ang inaasahan ng transportasyon ng pasahero.
Ang nag-iisang customer, kahit papaano interesado sa mga hypersonic na sasakyan, ay ang militar. Totoo, ang interes na ito ay isang likas na katangian. Ang mga programa ng militar ng USSR at USA para sa paglikha ng sasakyang panghimpapawid na sasakyang panghimpapawid ay sumunod sa iba't ibang mga landas. Ang mga ito ay pinaka-tuloy-tuloy na ipinatupad sa USSR: mula sa proyekto upang lumikha ng isang PKA (gliding spacecraft) hanggang sa MAKS (multipurpose aeronautical space system) at Buran, isang pare-pareho at tuluy-tuloy na kadena ng pang-agham at panteknikal na batayan na itinayo, batay sa kung saan ang pundasyon ng mga pang-eksperimentong flight ng prototype na hypersonic na sasakyang panghimpapawid.
Ang mga bureaus ng disenyo ng rocket ay nagpatuloy upang mapabuti ang kanilang mga ICBM. Sa pag-usbong ng modernong sistema ng pagtatanggol ng hangin at mga missile defense na may kakayahang pagbaril sa mga headset ng ICBM sa isang malayong distansya, nagsimulang ipataw ang mga bagong kinakailangan sa mga mapanirang elemento ng mga ballistic missile. Ang warheads ng mga bagong ICBM ay dapat na magtagumpay sa mga laban laban sa sasakyang panghimpapawid at kontra-misayl ng kaaway. Ganito lumitaw ang mga warhead na may kakayahang mapagtagumpayan ang pagtatanggol sa aerospace sa bilis ng hypersonic (M = 5-6).
Ang pagbuo ng mga hypersonic na teknolohiya para sa mga warhead (warheads) ng ICBM ay ginawang posible upang magsimula ng maraming mga proyekto upang lumikha ng mga nagtatanggol at nakakasakit na mga armas na hypersonic - kinetic (railgun), dynamic (cruise missiles) at space (welga mula sa orbit).
Ang pagpapatindi ng geopolitical na tunggalian sa pagitan ng Estados Unidos at Russia at China ay muling binuhay ang paksang hypersound bilang isang promising tool na may kakayahang magbigay ng kalamangan sa larangan ng espasyo at misil at mga sandata ng pagpapalipad. Ang lumalaking interes sa mga teknolohiyang ito ay dahil din sa konsepto ng pagdudulot ng maximum na pinsala sa kaaway na may maginoo (hindi nukleyar) na paraan ng pagkawasak, na talagang ipinatutupad ng mga bansang NATO na pinamunuan ng Estados Unidos.
Sa katunayan, kung ang utos ng militar ay may hindi bababa sa isang daang mga di-nukleyar na hypersonic na sasakyan na madaling mapagtagumpayan ang umiiral na air defense at missile defense system, kung gayon ang "huling argumento ng mga hari" ay direktang nakakaapekto sa istratehikong balanse sa pagitan ng mga kapangyarihang nuklear. Bukod dito, ang isang hypersonic missile sa pangmatagalang panahon ay maaaring sirain ang mga elemento ng madiskarteng pwersang nukleyar kapwa mula sa himpapawid at mula sa kalawakan nang hindi hihigit sa isang oras mula sa sandaling ang isang desisyon ay gagawin hanggang sa sandaling ang target ay na-hit. Ang ideolohiyang ito ay naka-embed sa programang militar ng Amerika na Prompt Global Strike (mabilis na welga sa buong mundo).
Magagawa ba ang gayong programa sa pagsasanay? Ang mga argumento na "para sa" at "laban" ay nahati na humigit-kumulang pantay. Alamin natin ito.
American Prompt Global Strike Program
ang konsepto ng Prompt Global Strike (PGS) ay pinagtibay noong 2000s sa inisyatiba ng utos ng US Armed Forces. Ang pangunahing elemento nito ay ang kakayahang maghatid ng isang hindi pang-nukleyar na welga saan man sa mundo sa loob ng 60 minuto pagkatapos magawa ng desisyon. Ang pagtatrabaho sa loob ng balangkas ng konseptong ito ay sabay na isinasagawa sa maraming direksyon.
Ang unang direksyon ng PGS, at ang pinaka-makatotohanang mula sa isang teknikal na pananaw, ay ang paggamit ng mga ICBM na may mga high-Precision na mga warhead na hindi nukleyar, kabilang ang mga kumpol, na nilagyan ng isang hanay ng mga submingition ng homing. Ang Trident II D5 sea-based ICBM ay napili bilang pagbuo ng direksyong ito, na naghahatid ng mga submunition sa isang maximum na saklaw na 11,300 kilometro. Sa oras na ito, isinasagawa ang trabaho upang mabawasan ang CEP ng mga warhead sa mga halagang 60-90 metro.
Ang pangalawang direksyon ng PGS napiling madiskarteng hypersonic cruise missiles (SGCR). Sa loob ng balangkas ng pinagtibay na konsepto, ang X-51A Waverider (SED-WR) subprogram ay ipinatupad. Sa inisyatiba ng US Air Force at ang suporta ng DARPA, mula pa noong 2001, ang pagbuo ng isang hypersonic missile ay isinagawa nina Pratt & Whitney at Boeing.
Ang unang resulta ng nagpapatuloy na trabaho ay dapat na ang hitsura ng 2020 ng isang demonstrador ng teknolohiya na may naka-install na hypersonic ramjet engine (scramjet engine). Ayon sa mga eksperto, ang SGKR na may engine na ito ay maaaring magkaroon ng mga sumusunod na parameter: bilis ng paglipad M = 7-8, maximum na saklaw ng flight 1300-1800 km, altitude ng flight 10-30 km.
Noong Mayo 2007, pagkatapos ng isang detalyadong pagsusuri sa pag-usad ng trabaho sa X-51A "WaveRider", inaprubahan ng mga customer ng militar ang proyekto ng misil. Ang Boeing X-51A WaveRider na pang-eksperimentong SGKR ay isang klasikong cruise missile na may ventral scramjet engine at isang apat na cantilever tail unit. Ang mga materyales at kapal ng passive thermal protection ay napili alinsunod sa kinakalkula na mga pagtatantya ng mga heat fluxes. Ang module ng rocket nose ay gawa sa tungsten na may isang silicon coating, na makatiis ng pagpainit ng kinetiko hanggang sa 1500 ° C. Sa ibabang ibabaw ng rocket, kung saan inaasahan ang temperatura hanggang 830 ° C, ginagamit ang mga ceramic tile na binuo ni Boeing para sa Space Shuttle na programa. Ang X-51A missile ay dapat matugunan ang mataas na mga kinakailangang tago (RCS na hindi hihigit sa 0.01 m2). Upang mapabilis ang produkto sa isang bilis na naaayon sa M = 5, planong mag-install ng tandem solid-propellant rocket booster.
Plano nitong gamitin ang US strategic aviation sasakyang panghimpapawid bilang pangunahing carrier ng SGKR. Wala pang impormasyon tungkol sa kung paano ilalagay ang mga missile na ito - sa ilalim ng pakpak o sa loob ng fuselage ng strategist.
Ang pangatlong lugar ng PGS ay mga programa para sa paglikha ng mga sistema ng mga sandatang kinetiko na tumama sa mga target mula sa orbit ng Daigdig. Kinakalkula nang detalyado ng mga Amerikano ang mga resulta ng paggamit ng labanan ng isang tungsten rod na halos 6 metro ang haba at 30 cm ang lapad, bumaba mula sa orbit at hinahampas ang isang ground object sa bilis na humigit-kumulang 3500 m / s. Ayon sa mga kalkulasyon, isang enerhiya na katumbas ng pagsabog ng 12 toneladang trinitrotoluene (TNT) ay ilalabas sa puntong pagpupulong.
Ang teoretikal na pundasyon ay nagbigay ng isang pagsisimula sa mga proyekto ng dalawang hypersonic na sasakyan (Falcon HTV-2 at AHW), na ilulunsad sa orbit ng mga sasakyang ilunsad at sa mode na labanan ay makakapasok sa himpapawid na may pagtaas ng bilis kapag papalapit sa target. Habang ang mga pagpapaunlad na ito ay nasa yugto ng paunang disenyo at pang-eksperimentong paglulunsad. Ang pangunahing may problemang mga isyu sa ngayon ay nananatili pa rin sa mga basing system sa kalawakan (mga pagpapangkat sa kalawakan at mga platform ng labanan), mga eksaktong sistema ng patnubay na target at tinitiyak ang lihim ng paglulunsad sa orbit (anumang paglulunsad at orbital na bagay ay binuksan ng babala ng pag-atake ng misil ng Russia at pagkontrol sa puwang. mga system). Inaasahan ng mga Amerikano na malutas ang stealth problem pagkalipas ng 2019, sa pag-komisyon ng isang reusable aeronautical space system, na maglulunsad ng isang payload sa orbit "sa pamamagitan ng eroplano" sa pamamagitan ng dalawang yugto - isang sasakyang panghimpapawid ng carrier (batay sa isang Boeing 747) at isang unmanned space sasakyang panghimpapawid (batay sa prototype X-37V).
Ang pang-apat na direksyon ng PGS ay isang programa upang lumikha ng isang unmanned hypersonic reconnaissance sasakyang panghimpapawid batay sa sikat na Lockheed Martin SR-71 Blackbird.
Ang isang dibisyon ng Lockheed, Skunk Works, ay kasalukuyang nagkakaroon ng isang promising UAV sa ilalim ng nagtatrabaho pangalan na SR-72, na dapat doble ang maximum na bilis ng SR-71, na umaabot sa mga halagang tungkol sa M = 6.
Ang pagbuo ng isang hypersonic reconnaissance sasakyang panghimpapawid ay ganap na nabigyang-katarungan. Una, ang SR-72, dahil sa napakalaking bilis nito, ay magiging maliit na kahinaan sa mga sistema ng pagtatanggol sa hangin. Pangalawa, pupunan nito ang "mga puwang" sa pagpapatakbo ng mga satellite, kaagad na pagkuha ng madiskarteng impormasyon at pagtuklas ng mga mobile complex ng mga ICBM, pagbuo ng barko, at mga pangkat ng puwersa ng kaaway sa teatro ng mga operasyon.
Dalawang bersyon ng sasakyang panghimpapawid ng SR-72 ang isinasaalang-alang - may tao at walang tao; posible ring gamitin ito bilang isang welga ng bomba, isang tagapagdala ng mga armas na may katumpakan. Malamang, ang mga magaan na rocket na walang tagasuporta na engine ay maaaring magamit bilang sandata, dahil hindi ito kinakailangan kapag inilunsad sa bilis na 6 M. Ang inilabas na timbang ay malamang na magagamit upang madagdagan ang lakas ng warhead. Isang flight prototype ng sasakyang panghimpapawid na si Lockheed Martin ang plano na ipakita sa 2023.
Proyekto ng Tsino ng hypersonic sasakyang panghimpapawid DF-ZF
Noong Abril 27, 2016, ang publikasyong Amerikano na "Washington Free Beacon", na binabanggit ang mga mapagkukunan sa Pentagon, ay ipinagbigay-alam sa mundo tungkol sa ikapitong pagsubok ng sasakyang panghimpapawid na Tsino na DZ-ZF. Ang sasakyang panghimpapawid ay inilunsad mula sa Taiyuan cosmodrome (lalawigan ng Shanxi). Ayon sa pahayagan, ang eroplano ay gumawa ng mga maneuver sa bilis mula 6400 hanggang 11200 km / h, at bumagsak sa isang lugar ng pagsasanay sa Kanlurang Tsina.
"Ayon sa katalinuhan ng Estados Unidos, plano ng PRC na gumamit ng isang hypersonic na sasakyang panghimpapawid bilang isang nukleyar na warhead na may kakayahang tumagos sa mga sistema ng pagtatanggol ng misayl," sinabi ng pahayagan. "Ang DZ-ZF ay maaari ding magamit bilang sandata na may kakayahang sirain ang isang target saanman sa mundo sa loob ng isang oras."
Ayon sa pagsusuri ng buong serye ng mga pagsubok na isinagawa ng intelihensiya ng Estados Unidos, ang paglulunsad ng hypersonic na sasakyang panghimpapawid ay isinagawa ng mga maikling-saklaw na ballistic missile na DF-15 at DF-16 (saklaw hanggang sa 1000 km), pati na rin medium -Range DF-21 (saklaw ng 1800 km). Ang karagdagang pag-unlad ng paglulunsad sa DF-31A ICBMs (saklaw na 11,200 km) ay hindi napagputol. Ayon sa programa ng pagsubok, ang sumusunod ay kilala: paghihiwalay mula sa carrier sa itaas na mga layer ng himpapawid, ang aparatong hugis-cone na may bilis na lumusod at nagmaniobra sa daanan ng pag-abot sa target.
Sa kabila ng maraming mga pahayagan ng dayuhang media na ang Chinese hypersonic sasakyang panghimpapawid (HVA) ay dinisenyo upang sirain ang mga American carrier ng sasakyang panghimpapawid, ang mga dalubhasa sa militar ng China ay may pag-aalinlangan tungkol sa mga naturang pahayag. Itinuro nila ang kilalang katotohanan na ang bilis ng supersonic ng isang GLA ay lumilikha ng isang cloud ng plasma sa paligid ng aparato, na makagambala sa pagpapatakbo ng on-board radar kapag inaayos ang kurso at naglalayon sa isang gumagalaw na target tulad ng isang sasakyang panghimpapawid carrier.
Si Koronel Shao Yongling, propesor ng PLA Missile Forces Command College, ay nagsabi sa China Daily, "Napakataas ng bilis at saklaw nito na ginagawang (GLA) isang mahusay na sandata para masira ang mga target sa lupa. Sa hinaharap, mapapalitan nito ang mga intercontinental ballistic missile."
Ayon sa ulat ng nauugnay na komisyon ng Kongreso ng Estados Unidos, ang DZ-ZF ay maaaring gamitin ng PLA sa 2020, at ang pinabuting pangmatagalang bersyon nito noong 2025.
Siyentipiko at teknikal na backlog ng Russia - hypersonic sasakyang panghimpapawid
Hypersonic Tu-2000
Sa USSR, nagsimula ang paggawa ng isang hypersonic na sasakyang panghimpapawid sa Tupolev Design Bureau noong kalagitnaan ng 1970s, batay sa Tu-144 serial na sasakyang panghimpapawid ng pampasahero. Ang pag-aaral at disenyo ng isang sasakyang panghimpapawid na may kakayahang maabot ang mga bilis hanggang sa M = 6 (TU-260) at isang saklaw ng flight hanggang sa 12,000 km, pati na rin ang isang hypersonic intercontinental sasakyang panghimpapawid TU-360. Ang saklaw ng flight nito ay aabot sa 16,000 km. Inihanda pa ang isang proyekto para sa isang pampasaherong sasakyang panghimpapawid na Tu-244, na idinisenyo upang lumipad sa taas na 28-32 km sa bilis na M = 4.5-5.
Noong Pebrero 1986, nagsimula ang R&D sa Estados Unidos sa paglikha ng X-30 spaceplane na may isang air-jet propulsion system, na may kakayahang pumasok sa orbit sa isang solong yugto ng bersyon. Ang proyekto ng National Aerospace Plane (NASP) ay nakikilala sa pamamagitan ng isang kasaganaan ng mga bagong teknolohiya, ang susi nito ay isang dual-mode hypersonic ramjet engine, na nagbibigay-daan sa paglipad sa bilis ng M = 25. Ayon sa impormasyong natanggap ng intelihensiya ng Soviet, ang NASP ay binuo para sa mga hangaring sibil at militar.
Ang tugon sa pagbuo ng transatmospheric X-30 (NASP) ay ang kautusan ng pamahalaan ng USSR noong Enero 27 at Hulyo 19, 1986 sa paglikha ng isang katumbas na sasakyang panghimpapawid ng Amerikanong aerospace (VKS). Noong Setyembre 1, 1986, ang Ministry of Defense ay naglabas ng mga tuntunin ng sanggunian para sa isang solong yugto na magagamit muli na eroplano ng aerospace (MVKS). Ayon sa mga tuntunin ng sanggunian na ito, ang MVKS ay dapat tiyakin na mahusay at matipid ang paghahatid ng kargamento sa malapit sa lupa na orbit, mabilis na transatmospheric intercontinental na transportasyon, at ang solusyon sa mga gawaing militar, kapwa sa himpapawid at malapit sa kalawakan. Sa mga gawaing isinumite para sa kumpetisyon ng Tupolev Design Bureau, Yakovlev Design Bureau at NPO Energia, naaprubahan ang proyekto na Tu-2000.
Bilang resulta ng paunang pag-aaral sa ilalim ng programa ng MVKS, isang planta ng kuryente ang napili batay sa napatunayan at napatunayan na mga solusyon. Ang mga umiiral na air-jet engine (VRM), na gumagamit ng hangin sa atmospera, ay may mga limitasyon sa temperatura, ginamit ito sa sasakyang panghimpapawid na ang bilis ay hindi lumampas sa M = 3, at ang mga rocket engine ay kailangang magdala ng maraming suplay ng gasolina sa board at hindi angkop para sa matagal na mga flight sa kapaligiran. … Samakatuwid, isang mahalagang desisyon ang ginawa - upang ang sasakyang panghimpapawid ay lumipad sa bilis ng supersonic at sa lahat ng mga mataas, ang mga engine nito ay dapat na may mga tampok ng parehong teknolohiya ng aviation at space.
Ito ay naka-out na ang pinaka-makatuwiran para sa isang hypersonic sasakyang panghimpapawid ay isang ramjet engine (ramjet engine), kung saan walang mga umiikot na bahagi, na kasama ng isang turbojet engine (turbojet engine) para sa pagpabilis. Ipinagpalagay na ang isang ramjet engine na tumatakbo sa likidong hydrogen ay pinakaangkop para sa mga flight sa bilis ng hypersonic. Ang isang booster engine ay isang turbojet engine na tumatakbo sa alinman sa petrolyo o likidong hydrogen.
Bilang isang resulta, isang kumbinasyon ng isang pangkabuhayan turbojet engine na tumatakbo sa saklaw ng bilis na M = 0-2.5, ang pangalawang makina - isang ramjet engine, na nagpapabilis sa sasakyang panghimpapawid sa M = 20, at isang likidong-propellant engine para sa pagpasok ng orbit (pagpabilis sa ang bilis ng unang puwang na 7, 9 km / s) at pagbibigay ng mga manu-manong orbital.
Dahil sa pagiging kumplikado ng paglutas ng isang hanay ng mga problemang pang-agham, panteknikal at teknolohikal para sa paglikha ng isang solong yugto na MVKS, ang programa ay nahahati sa dalawang yugto: ang paglikha ng isang pang-eksperimentong sasakyang panghimpapawid na hypersonic na may bilis ng paglipad hanggang sa M = 5 -6, at ang pagbuo ng isang prototype ng isang orbital VKS, na nagbibigay ng isang eksperimento sa paglipad sa buong saklaw ng mga flight, hanggang sa spacewalk. Bilang karagdagan, sa pangalawang yugto ng trabaho ng MVKS, binalak itong lumikha ng mga bersyon ng Tu-2000B space bomber, na dinisenyo bilang isang dalawang-upuang sasakyang panghimpapawid na may saklaw na flight na 10,000 km at isang take-off na timbang na 350 tonelada Anim na mga makina na pinalakas ng likidong hydrogen ay dapat magbigay ng isang bilis ng M = 6-8 sa taas na 30-35 km.
Ayon sa mga eksperto ng OKB im. A. N. Tupolev, ang gastos sa pagbuo ng isang VKS ay dapat na halos 480 milyong dolyar, sa mga presyo noong 1995 (na may gastos sa pagpapaunlad na trabaho na 5, 29 bilyong dolyar). Ang tinatayang halaga ng paglulunsad ay dapat na $ 13.6 milyon, na may bilang na 20 paglulunsad bawat taon.
Sa unang pagkakataon isang modelo ng sasakyang panghimpapawid ng Tu-2000 ang ipinakita sa eksibisyon na "Mosaeroshow-92". Bago tumigil ang trabaho noong 1992, para sa Tu-2000 ay ginawa: isang kahon ng pakpak na gawa sa nickel haluang metal, mga elemento ng fuselage, mga cryogen fuel tank at mga pinaghiwalay na linya ng gasolina.
Atomic M-19
Ang isang matagal nang "kakumpitensya" sa madiskarteng sasakyang panghimpapawid ng OKB im. Ang Tupolev - Ang Experimental Machine-Building Plant (na ngayon ay EMZ na pinangalanang Myasishchev) ay nakikibahagi din sa pagpapaunlad ng isang solong yugto ng videoconferencing system sa loob ng balangkas ng R&D "Kholod-2". Ang proyekto ay pinangalanang "M-19" at ibinigay para sa pagpapaliwanag sa mga sumusunod na paksa:
Paksa 19-1. Paglikha ng isang lumilipad na laboratoryo na may isang planta ng kuryente sa likidong hydrogen fuel, pag-unlad ng teknolohiya para sa pagtatrabaho sa cryogen fuel;
Paksa19-2. Ang disenyo at trabaho sa engineering upang matukoy ang hitsura ng isang hypersonic na sasakyang panghimpapawid;
Paksa 19-3. Ang disenyo at trabaho sa engineering upang matukoy ang hitsura ng isang promising videoconferencing system;
Paksa 19-4. Ang disenyo at trabaho sa engineering upang matukoy ang hitsura ng mga kahaliling pagpipilian
Ang VKS na may isang nukleyar na propulsyon system
Ang pagtatrabaho sa promising VKS ay isinasagawa sa ilalim ng direktang pangangasiwa ng General Designer V. M. Myasishchev at General Designer A. D. Tohuntsa. Upang maisakatuparan ang mga sangkap ng R&D, ang mga plano para sa magkasanib na trabaho sa mga negosyo ng USSR Ministry of Aviation Industry ay naaprubahan, kasama ang: TsAGI, TsIAM, NIIAS, ITAM at marami pang iba, pati na rin sa Research Institute ng Academy of Science at ang Ministry of Defense.
Ang hitsura ng M-19 solong yugto ng VKS ay natutukoy matapos ang pagsasaliksik ng maraming mga kahaliling pagpipilian para sa layout ng aerodynamic. Sa mga tuntunin ng pagsasaliksik sa mga katangian ng isang bagong uri ng planta ng kuryente, ang mga modelo ng scramjet ay nasubok sa mga tunnel ng hangin sa bilis na naaayon sa mga bilang na M = 3-12. Upang masuri ang bisa ng hinaharap na VKS, nag-ehersisyo din ang mga modelo ng matematika ng mga sistema ng patakaran ng pamahalaan at ang pinagsamang planta ng kuryente na may isang nuclear rocket engine (NRE).
Ang paggamit ng aerospace system na may isang pinagsamang nukleyar na propulsyon system ay nagpapahiwatig ng pinalawak na mga pagkakataon para sa masinsinang paggalugad ng kapwa malapit sa lupa, kabilang ang remote na geostationary orbits, at malalim na puwang, kasama na ang Moon at malapit sa lunar space.
Ang pagkakaroon ng isang pag-install na nukleyar sa board ng VKS ay magiging posible upang magamit ito bilang isang malakas na hub ng enerhiya upang matiyak ang paggana ng mga bagong uri ng mga sandata sa kalawakan (sinag, mga sandata ng sinag, na nangangahulugang nakakaimpluwensya sa mga kondisyon ng klimatiko, atbp.).
Kasama sa pinagsamang propulsion system (KDU):
Nagmartsa ng nuclear rocket engine (NRM) batay sa isang nuclear reactor na may proteksyon sa radiation;
10 by-pass turbojet engine (DTRDF) na may mga heat exchange sa panloob at panlabas na mga circuit at afterburner;
Hypersonic ramjet engine (scramjet engine);
Dalawang turbocharger upang mag-usisa ang hydrogen sa pamamagitan ng DTRDF heat exchanger;
Yunit ng pamamahagi na may mga yunit ng turbopump, mga heat exchanger at pipeline valves, mga system ng control supply ng fuel.
Ginamit ang hydrogen bilang isang fuel para sa DTRDF at scramjet engine, at ito rin ay isang gumaganang likido sa isang closed loop ng NRE.
Sa pinal na form nito, ang konsepto ng M-19 ay ganito ang hitsura: ang isang 500-toneladang sistema ng aerospace ay nagsasagawa ng pag-takeoff at paunang pagbilis tulad ng isang sasakyang panghimpapawid na nukleyar na may mga closed-cycle engine, at ang hydrogen ay nagsisilbing coolant na naglilipat ng init mula sa reactor patungo sa sampung turbojet engine. Habang tumatakbo ang pagbilis at pag-akyat, nagsisimula ang hydrogen na ibigay sa mga afterburner ng turbojet engine, isang maliit na paglaon sa mga direct-flow na scramjet engine. Sa wakas, sa taas na 50 km, sa bilis ng paglipad na higit sa 16M, isang atomic NRM na may tulak na 320 tf ay nakabukas, na tiniyak ang isang exit sa isang gumaganang orbita na may altitude na 185-200 na kilometro. Sa bigat na pag-takeoff ng halos 500 tonelada, ang M-19 aerospace spacecraft ay dapat maglunsad ng isang payload na tumitimbang ng halos 30-40 tonelada sa isang orbit na sanggunian na may pagkahilig na 57.3 °.
Dapat pansinin na ang isang hindi kilalang katotohanan ay kapag kinakalkula ang mga katangian ng CDU sa turboproot-flow, rocket-direct-flow at hypersonic flight mode, ginamit ang mga resulta ng mga pang-eksperimentong pag-aaral at kalkulasyon, na isinasagawa sa TsIAM, TsAGI at ITAM SB AS USSR.
Ajax "- hypersound sa isang bagong paraan
Ang pagtatrabaho sa paglikha ng isang sasakyang panghimpapawid na hypersonic ay isinagawa din sa SKB "Neva" (St. Petersburg), na batayan kung saan nabuo ang State Research Enterprise ng Hypersonic Speed (ngayon ay OJSC "NIPGS" HC "Leninets").
Ang NIPGS ay lumapit sa paglikha ng GLA sa isang panimulaang bagong paraan. Ang konsepto ng GLA "Ajax" ay ipinasa sa huling bahagi ng 1980s. Vladimir Lvovich Freistadt. Ang kakanyahan nito ay nakasalalay sa ang katunayan na ang GLA ay walang proteksyon sa thermal (hindi katulad ng karamihan sa videoconferencing at GLA). Ang heat flux na nagmumula sa hypersonic flight ay pinapasok sa HVA upang madagdagan ang mapagkukunan ng enerhiya. Kaya, ang GLA "Ajax" ay isang bukas na aerothermodynamic system, na nag-convert ng bahagi ng kinetic energy ng hypersonic air flow na naging enerhiya ng kemikal at elektrikal, sabay na paglutas ng isyu ng paglamig ng airframe. Para sa mga ito, ang mga pangunahing bahagi ng isang reaktor ng pagbawi ng init ng kemikal na may isang katalista ay dinisenyo, inilagay sa ilalim ng balat ng airframe.
Ang balat ng sasakyang panghimpapawid sa pinaka lugar na binibigyang diin na lugar ay may dalawang-layer na balat. Sa pagitan ng mga layer ng shell, mayroong isang katalista na gawa sa isang materyal na lumalaban sa init ("nickel sponges"), na isang aktibong paglamig na subsystem na may mga reaktor ng pagbawi ng init na kemikal. Ayon sa mga kalkulasyon, sa lahat ng mga mode ng hypersonic flight, ang temperatura ng mga elemento ng GLA airframe ay hindi hihigit sa 800-850 ° C.
Ang GLA ay may kasamang isang ramjet engine na may supersonic combustion na isinama sa airframe at pangunahing (sustener) na makina - isang magneto-plasma-kemikal na makina (MPKhD). Ang MPKhD ay idinisenyo upang makontrol ang daloy ng hangin gamit ang isang magneto-gasdynamic accelerator (MHD accelerator) at pagbuo ng kuryente gamit ang isang MHD generator. Ang generator ay may lakas na hanggang sa 100 MW, na kung saan ay sapat na upang mapatakbo ang isang laser na may kakayahang tamaan ang iba't ibang mga target sa mga malapit na lupa na orbit.
Ipinagpalagay na ang mid-flight MPKM ay makakabago ng bilis ng paglipad sa isang malawak na saklaw ng numero ng flight Mach. Dahil sa pagbagal ng daloy ng hypersonic ng isang magnetic field, ang pinakamainam na mga kondisyon ay nilikha sa silid ng pagkasunog ng supersonic. Sa mga pagsubok sa TsAGI ay isiniwalat na ang fuel ng hydrocarbon na nilikha sa loob ng balangkas ng konsepto ng Ajax ay sumunog nang maraming beses nang mas mabilis kaysa sa hydrogen. Ang MHD accelerator ay maaaring "mapabilis" ang mga produkto ng pagkasunog, na nagdaragdag ng maximum na bilis ng paglipad sa M = 25, na ginagarantiyahan ang isang exit sa isang malapit sa lupa na orbit.
Ang sibilyan na bersyon ng hypersonic sasakyang panghimpapawid ay dinisenyo para sa isang bilis ng flight na 6000-12000 km / h, isang saklaw ng flight hanggang sa 19000 km at isang karwahe ng 100 mga pasahero. Walang impormasyon tungkol sa mga pagpapaunlad ng militar ng proyekto sa Ajax.
Konsepto ng hypersound ng Russia - mga missile at PAK DA
Ang gawaing isinasagawa sa USSR at sa mga unang taon ng pagkakaroon ng bagong Russia sa mga hypersonic na teknolohiya ay ginagawang posible na igiit na ang orihinal na pamamaraang pamamaraang domestic at pang-agham at panteknikal na batayan ay napanatili at ginamit upang lumikha ng Russian GLA - kapwa nasa rocket at mga bersyon ng sasakyang panghimpapawid.
Noong 2004, sa pag-eehersisyo ng command-staff ng Security 2004, ang Pangulo ng Russia na V. V. Si Putin ay gumawa ng isang pahayag na nagpapakilig pa rin sa isip ng "publiko". "Ang mga eksperimento at ilang mga pagsubok ay natupad … Sa lalong madaling panahon ang Russian Armed Forces ay makakatanggap ng mga sistemang labanan na may kakayahang operating sa distansya ng intercontinental, na may bilis na hypersonic, na may mahusay na kawastuhan, na may malawak na maneuver sa taas at direksyon ng epekto. Ang mga kumplikadong ito ay gagawa ng anumang mga halimbawa ng pagtatanggol sa antimissile, mayroon o promising, walang pag-asa."
Ang ilang domestic media ay binigyang kahulugan ang pahayag na ito sa abot ng kanilang pagkakaintindi. Halimbawa: "Ang unang hypersonic maneuvering missile ng mundo ay nabuo sa Russia, na inilunsad mula sa strategic bombing ng Tu-160 noong Pebrero 2004, nang isagawa ang security 2004 command post na ehersisyo."
Sa katunayan, isang RS-18 "Stilet" ballistic missile na may bagong kagamitan sa paglaban ang inilunsad sa panahon ng ehersisyo. Sa halip na isang maginoo na warhead, ang RS-18 ay mayroong ilang uri ng aparato na may kakayahang baguhin ang altitude at direksyon ng paglipad, at sa gayon ay mapagtagumpayan ang anuman, kabilang ang American, missile defense. Tila, ang aparato na nasubukan sa panahon ng ehersisyo sa Security 2004 ay isang kilalang X-90 hypersonic cruise missile (GKR), na binuo sa Raduga Design Bureau noong unang bahagi ng 1990.
Sa paghusga sa mga katangian ng pagganap ng misayl na ito, ang madiskarteng bomba ng Tu-160 ay maaaring sumakay sa dalawang X-90s. Ang natitirang mga katangian ay ganito ang hitsura: ang dami ng rocket ay 15 tonelada, ang pangunahing engine ay isang scramjet engine, ang accelerator ay solidong propellant, ang bilis ng paglipad ay 4-5 M, ang taas ng paglulunsad ay 7000 m, ang paglipad ang altitude ay 7000-20000 m, ang saklaw ng paglunsad ay 3000-3500 km, ang bilang ng mga warhead ay 2, ang ani ng warhead ay 200 kt.
Sa pagtatalo tungkol sa kung aling eroplano o rocket ang mas mahusay, ang mga eroplano ay madalas na nawala, dahil ang mga missile ay naging mas mabilis at mas epektibo. At ang eroplano ay naging isang carrier ng cruise missiles na may kakayahang tamaan ang mga target sa layo na 2500-5000 km. Ang paglulunsad ng isang misil sa isang target, ang madiskarteng bombero ay hindi pumasok sa lugar ng pagtutol sa pagtatanggol ng hangin, kaya't walang point na gawin itong hypersonic.
Ang "kumpetisyon ng hypersonic" sa pagitan ng sasakyang panghimpapawid at misayl ay papalapit na ngayon sa isang bagong denouement na may isang mahuhulaan na resulta - ang mga missile ay muling nauuna sa sasakyang panghimpapawid.
Suriin natin ang sitwasyon. Ang long-range aviation, na bahagi ng Russian Aerospace Forces, ay armado ng 60 Tu-95MS turboprop aircraft at 16 Tu-160 jet bombers. Ang buhay ng serbisyo ng Tu-95MS ay magtatapos sa 5-10 taon. Ang Ministri ng Depensa ay nagpasya na dagdagan ang bilang ng Tu-160s sa 40 yunit. Nagpapatuloy ang trabaho upang gawing makabago ang Tu-160. Kaya, ang mga bagong Tu-160M ay malapit nang magsimulang dumating sa Aerospace Forces. Ang Tupolev Design Bureau din ang pangunahing tagabuo ng promising long-range aviation complex (PAK DA).
Ang aming "potensyal na kaaway" ay hindi nakaupo nang tahimik, namumuhunan siya sa pagbuo ng konsepto ng Prompt Global Strike (PGS). Ang mga kakayahan ng badyet ng militar ng Estados Unidos sa mga tuntunin ng pagpopondo ay makabuluhang lumampas sa mga kakayahan ng badyet ng Russia. Ang Ministri ng Pananalapi at ang Ministri ng Depensa ay nakikipagtalo tungkol sa dami ng pagpopondo para sa Programa ng Mga Armamento ng Estado para sa panahon hanggang 2025. At pinag-uusapan hindi lamang ang tungkol sa kasalukuyang mga gastos para sa pagbili ng mga bagong armas at kagamitan sa militar, ngunit tungkol din sa mga maaasahang pagpapaunlad, na kasama ang mga teknolohiya ng PAK DA at GLA.
Sa paglikha ng mga hypersonic bala (missile o projectile), hindi lahat ay malinaw. Ang malinaw na bentahe ng hypersound ay ang bilis, maikling oras ng paglapit sa target, at isang mataas na garantiya ng pag-overtake ng air defense at missile defense system. Gayunpaman, maraming mga problema - ang mataas na gastos ng hindi magagamit na bala, ang pagiging kumplikado ng kontrol kapag binabago ang trajectory ng flight. Ang parehong mga pagkukulang ay naging mapagpasyang mga argumento kapag binabawasan o isinasara ang mga programa para sa hypersound ng tao, iyon ay, para sa hypersonic na sasakyang panghimpapawid.
Ang problema ng mataas na halaga ng bala ay maaaring malulutas ng pagkakaroon ng sakay ng sasakyang panghimpapawid ng isang malakas na computing kompyuter para sa pagkalkula ng mga parameter ng pambobomba (paglunsad), na ginagawang maginoo na mga bomba at misil sa mga eksaktong sandata. Ang mga katulad na on-board computing system na naka-install sa mga warhead ng mga hypersonic missile ay ginagawang posible upang mapantay ang mga ito sa klase ng madiskarteng mga high-Precision na sandata, na, ayon sa mga dalubhasa sa militar ng PLA, ay maaaring palitan ang mga system ng ICBM. Ang pagkakaroon ng strategic-range missile GLA ay magtatanong tungkol sa pangangailangan na mapanatili ang long-range aviation, tulad ng pagkakaroon ng mga limitasyon sa bilis at pagiging epektibo ng paggamit ng labanan.
Ang hitsura sa arsenal ng anumang hukbo ng isang hypersonic anti-aircraft missile (GZR) ay pipilitin ang strategic aviation na "magtago" sa airfields, tk. Ang maximum na distansya mula sa kung saan maaaring magamit ang mga cruise missile ng isang bomba, ang mga nasabing airborne missile ay magtagumpay sa loob ng ilang minuto. Ang pagdaragdag ng saklaw, kawastuhan at kadaliang mapakilos ng GZR ay magpapahintulot sa kanila na shoot down ang mga ICBM ng kaaway sa anumang altitude, pati na rin makagambala sa isang napakalaking pagsalakay ng mga madiskarteng bomba bago nila maabot ang mga linya ng paglunsad ng mga cruise missile. Ang piloto ng "strategist", marahil, ay makakakita ng paglulunsad ng air defense missile system, ngunit malamang na wala siyang oras upang ilihis ang eroplano mula sa pagkatalo.
Ang mga pagpapaunlad ng GLA, na ngayon ay masidhing isinasagawa sa mga maunlad na bansa, ay nagpapahiwatig na isinasagawa ang isang paghahanap para sa isang maaasahang tool (sandata) na magagarantiyahan ang pagkawasak ng nukleyar na arsenal ng kaaway bago gamitin ang mga sandatang nukleyar, bilang huling argumento sa pagprotekta sa soberanya ng estado. Maaari ring magamit ang mga sandatang hypersonic sa mga pangunahing sentro ng pampulitika, pang-ekonomiya at militar na kapangyarihan ng estado.
Ang hypersound ay hindi nakalimutan sa Russia, isinasagawa ang trabaho upang lumikha ng mga sandatang misayl batay sa teknolohiyang ito (Sarmat ICBMs, Rubezh ICBMs, X-90), ngunit umaasa lamang sa isang uri ng sandata ("himala ng himala", "sandata ng paghihiganti") Ay magiging, hindi bababa sa, hindi tama.
Wala pa ring kalinawan sa paglikha ng PAK DA, dahil ang mga pangunahing kinakailangan para sa layunin nito at paggamit ng labanan ay hindi pa rin alam. Ang mga umiiral na madiskarteng mga bomba, bilang bahagi ng nuklear na triad ng Russia, ay unti-unting nawawala ang kanilang kahalagahan dahil sa paglitaw ng mga bagong uri ng sandata, kabilang ang mga hypersonic.
Ang kurso na "maglalaman" ng Russia, na ipinahayag ang pangunahing gawain ng NATO, ay may kakayahang humantong sa pananalakay laban sa ating bansa, kung saan lalahok ang mga hukbo ng Hilagang Atlantiko ng Tratiko at armado ng mga makabagong pamamaraan. Sa mga tuntunin ng bilang ng mga tauhan at sandata, nalampasan ng NATO ang Russia ng 5-10 beses. Isang "sanitary belt" ay itinatayo sa paligid ng Russia, kabilang ang mga base ng militar at mga posisyon sa pagtatanggol ng misayl. Mahalaga, ang mga aktibidad na pinamunuan ng NATO ay inilarawan sa mga term ng militar bilang paghahanda sa teatro ng pagpapatakbo (teatro ng operasyon). Sa parehong oras, ang Estados Unidos ay nananatiling pangunahing mapagkukunan ng mga supply ng armas, tulad ng noong una at Pangalawang Digmaang Pandaigdig.
Ang isang hypersonic strategic bomber ay maaaring, sa loob ng isang oras, mahahanap ang kanyang sarili saanman sa mundo sa anumang pasilidad ng militar (base), kung saan ibinibigay ang mga mapagkukunan para sa pagpapangkat ng mga tropa, kabilang ang "sanitary belt". Mababang kahinaan sa mga missile defense at air defense system, maaari nitong sirain ang mga nasabing bagay na may makapangyarihang high-Precision na sandatang hindi pang-nukleyar. Ang pagkakaroon ng naturang GLA sa kapayapaan ay magiging isang karagdagang hadlang para sa mga tagasuporta ng pandaigdigang pakikipagsapalaran ng militar.
Ang sibilyang GLA ay maaaring maging teknikal na batayan para sa isang tagumpay sa pagbuo ng mga intercontinental flight at mga teknolohiya sa kalawakan. Ang pang-agham at panteknikal na batayan para sa mga proyekto ng Tu-2000, M-19 at Ajax ay may kaugnayan pa rin at maaaring hiniling.
Ano ang magiging PAK DA sa hinaharap - subsonic na may SGKR o hypersonic na may binagong maginoo na sandata, nasa sa mga customer - ang Ministry of Defense at ang Pamahalaang Russia.
"Sinumang manalo sa paunang pagkalkula bago ang labanan ay may maraming mga pagkakataon. Sinumang hindi manalo sa pamamagitan ng pagkalkula bago ang labanan ay may maliit na pagkakataon. Kung sino man ang maraming tsansa na manalo. Ang mga may maliit na pagkakataon ay hindi mananalo. Bukod dito, ang wala namang pagkakataon. " / Sun Tzu, "The Art of War" /
Eksperto sa militar na si Alexey Leonkov
