Het snelste hypersonische vliegtuig ter wereld. Russische hypersonische vliegtuigen

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Een gewoon passagiersvliegtuig vliegt met een snelheid van ongeveer 900 km/u. Een straaljager kan ongeveer drie keer de snelheid bereiken. Moderne ingenieurs uit de Russische Federatie en andere landen van de wereld zijn echter actief bezig met het ontwikkelen van nog snellere machines - hypersonische vliegtuigen. Wat zijn de specifieke kenmerken van de respectievelijke concepten?

Criteria voor een hypersonisch vliegtuig

Wat is een hypersonisch vliegtuig? Onder dit is het gebruikelijk om een apparaat te verstaan dat in staat is te vliegen met een snelheid die vele malen hoger is dan die van geluid. De benaderingen van onderzoekers om de specifieke indicator te bepalen variëren. Er is een wijdverbreide methodologie volgens welke een vliegtuig als hypersonisch moet worden beschouwd als het een veelvoud is van de snelheidsindicatoren van de snelste moderne supersonische voertuigen. Die zijn ongeveer 3-4 duizend km / u. Dat wil zeggen dat een hypersonisch vliegtuig, als je deze methode volgt, snelheden van 6.000 km/u zou moeten halen.

Onbemand engecontroleerde voertuigen

De benaderingen van onderzoekers kunnen ook verschillen wat betreft het bepalen van de criteria voor het classificeren van een bepaald apparaat als een vliegtuig. Er is een versie die alleen die machines die door een persoon worden bestuurd als zodanig kunnen worden beschouwd. Er is een standpunt volgens welke een onbemand voertuig ook als een vliegtuig kan worden beschouwd. Daarom classificeren sommige analisten machines van het type in kwestie in machines die onderhevig zijn aan menselijke controle en machines die autonoom functioneren. Een dergelijke verdeling is te rechtvaardigen, aangezien onbemande voertuigen veel indrukwekkendere technische kenmerken kunnen hebben, bijvoorbeeld in termen van overbelasting en snelheid.

Tegelijkertijd beschouwen veel onderzoekers hypersonische vliegtuigen als een enkel concept, waarvoor snelheid de belangrijkste indicator is. Het maakt niet uit of een persoon aan het roer van het apparaat zit of dat de machine wordt bestuurd door een robot - het belangrijkste is dat het vliegtuig snel genoeg is.

Takeoff - solo of geassisteerd?

Een classificatie van hypersonische vliegtuigen is gebruikelijk, die gebaseerd is op de classificatie ervan als vliegtuigen die zelfstandig kunnen opstijgen of die op een krachtiger vliegdekschip moeten worden geplaatst - een raket of een vrachtvliegtuig. Er is een standpunt dat het legitiem is om te verwijzen naar de apparaten van het type in kwestie, voornamelijk apparaten die in staat zijn om onafhankelijk of met minimale betrokkenheid van andere soorten apparatuur op te stijgen. Echter, die onderzoekers die geloven dat het belangrijkste criterium dat een hypersonisch vliegtuig kenmerkt, snelheid is, zouden:belangrijk zijn in elke classificatie. Of het nu gaat om het classificeren van het apparaat als onbemand, gecontroleerd, in staat om zelfstandig op te stijgen of met behulp van andere machines - als de bijbehorende indicator de bovenstaande waarden bereikt, betekent dit dat we het hebben over een hypersonisch vliegtuig.

Belangrijkste problemen van hypersonische oplossingen

De concepten van hypersonische oplossingen zijn vele decennia oud. Gedurende de jaren van ontwikkeling van het overeenkomstige type voertuigen hebben wereldingenieurs een aantal belangrijke problemen opgelost die objectief voorkomen dat de productie van "hypersound" op gang wordt gebracht - vergelijkbaar met het organiseren van de productie van turbopropvliegtuigen.

De grootste moeilijkheid bij het ontwerp van hypersonische vliegtuigen is het creëren van een motor die voldoende energie-efficiënt kan zijn. Een ander probleem is de uitlijning van de noodzakelijke thermische beveiliging van het apparaat. Het feit is dat de snelheid van een hypersonisch vliegtuig in de waarden die we hierboven hebben overwogen een sterke opwarming van de romp impliceert als gevolg van wrijving tegen de atmosfeer.

Vandaag zullen we verschillende voorbeelden bekijken van succesvolle prototypes van vliegtuigen van het overeenkomstige type, waarvan de ontwikkelaars aanzienlijke vooruitgang hebben geboekt bij het succesvol oplossen van de geconstateerde problemen. Laten we nu de meest bekende ontwikkelingen ter wereld bestuderen in termen van het creëren van hypersonische vliegtuigen van het type in kwestie.

Boeing's snelste vliegtuig

Het snelste hypersonische vliegtuig ter wereld, volgens sommige experts, is de Amerikaanse Boeing X-43A. Dus tijdens het testen van dit apparaat werd vastgelegd dat het de snelheid bereiktemeer dan 11 duizend km / u. Dat is ongeveer 9,6 keer de snelheid van het geluid.

Wat is er speciaal aan het X-43A hypersonische vliegtuig? De kenmerken van dit vliegtuig zijn als volgt:

- de maximale snelheid die tijdens de tests is geregistreerd - 11.230 km / u;

- spanwijdte - 1,5 m;

- lengte kast - 3,6 m;

- motor - directe stroom, supersonische verbranding Ramjet;

- brandstof - zuurstof in de lucht, waterstof.

Opgemerkt kan worden dat het apparaat in kwestie een van de meest milieuvriendelijke is. Feit is dat bij de gebruikte brandstof praktisch geen schadelijke verbrandingsproducten vrijkomen.

Het X-43A hypersonische vliegtuig is ontwikkeld door de gezamenlijke inspanningen van NASA-ingenieurs, evenals Orbical Science Corporation en Minocraft. Het vliegtuig is gemaakt voor ongeveer 10 jaar. Er werd ongeveer 250 miljoen dollar geïnvesteerd in de ontwikkeling ervan. De conceptuele nieuwigheid van het vliegtuig in kwestie is dat het is ontworpen om de nieuwste technologie te testen om de werking van de voortstuwing te garanderen.

Ontwikkeld door Orbital Science

Orbital Science, dat, zoals we hierboven opmerkten, deelnam aan de creatie van het X-43A-apparaat, slaagde er ook in om zijn eigen hypersonische vliegtuig te creëren - X-34.

De topsnelheid is meer dan 12.000 km/u. Toegegeven, tijdens praktische tests werd dit niet bereikt - bovendien was het niet mogelijk om de indicator te bereiken die door het X43-A-vliegtuig werd getoond. beschouwd als vliegtuighet apparaat versnelt wanneer de Pegasus-raket, die op vaste brandstof werkt, wordt geactiveerd. De X-34 werd voor het eerst getest in 2001. Het vliegtuig in kwestie is aanzienlijk groter dan het apparaat van Boeing - de lengte is 17,78 m, de spanwijdte is 8,85 m. De maximale vlieghoogte van het hypersonische voertuig van Orbical Science is 75 kilometer.

Vliegtuigen uit Noord-Amerika

Een ander bekend hypersonisch vliegtuig is de X-15, geproduceerd door Noord-Amerika. Analisten noemen dit apparaat experimenteel.

Het is uitgerust met raketmotoren, wat sommige experts reden geeft om het niet als een vliegtuig te classificeren. Door de aanwezigheid van raketmotoren kan het apparaat echter met name suborbitale vluchten maken. Dus tijdens een van de tests in deze modus werd het getest door piloten. Het doel van het X-15-apparaat is om de specifieke kenmerken van hypersonische vluchten te bestuderen, bepaalde ontwerpoplossingen, nieuwe materialen en controlefuncties van dergelijke machines in verschillende lagen van de atmosfeer te evalueren. Het is opmerkelijk dat het concept van het project al in 1954 werd goedgekeurd. X-15 vliegt met een snelheid van meer dan 7000 km/u. Het vliegbereik is meer dan 500 km, de hoogte is meer dan 100 km.

Het snelste productievliegtuig

De hypersonische voertuigen die we hierboven hebben bestudeerd, behoren eigenlijk tot de onderzoekscategorie. Het is nuttig om enkele seriële monsters van vliegtuigen te beschouwen die qua kenmerken sterk lijken op hypersonisch of (volgens de een of andere methodologie) hypersonisch zijn.

Een van dergelijke machines is de Amerikaanse ontwikkeling van de SR-71. Sommige onderzoekers zijn niet geneigd om dit vliegtuig als hypersonisch te classificeren, aangezien de maximale snelheid ongeveer 3,7 duizend km / u is. Een van de meest opvallende kenmerken is het startgewicht, dat meer dan 77 ton bedraagt. De lengte van het apparaat is meer dan 23 m, de spanwijdte is meer dan 13 m.

Een van de snelste militaire vliegtuigen is de Russische MiG-25. Het apparaat kan snelheden bereiken van meer dan 3.000 km/u. Het maximale startgewicht van het Russische vliegtuig is 41 ton.

Dus, op de markt van seriële oplossingen, die qua kenmerken sterk lijken op hypersonische, behoort de Russische Federatie tot de leiders. Maar wat kan er gezegd worden over de Russische ontwikkelingen in termen van "klassieke" hypersonische vliegtuigen? Zijn ingenieurs van de Russische Federatie in staat een oplossing te creëren die kan concurreren met machines van Boeing en Orbital Scence?

Russische hypersonische voertuigen

Op dit moment is het Russische hypersonische vliegtuig in ontwikkeling. Maar ze is behoorlijk actief. We hebben het over het Yu-71-vliegtuig. De eerste tests, te oordelen naar berichten in de media, werden uitgevoerd in februari 2015 in de buurt van Orenburg.

Het vliegtuig zal naar verwachting worden gebruikt voor militaire doeleinden. Zo kan een hypersonisch voertuig, indien nodig, slagwapens over aanzienlijke afstanden afleveren, het gebied bewaken en ook worden gebruikt als een element van aanvalsluchtvaart. Sommige onderzoekers denken dat in 2020-2025. de Strategic Missile Forces zullen ongeveer 20 vliegtuigen ontvangengeschikt type.

Er is informatie in de media dat het Russische hypersonische vliegtuig in kwestie zal worden geplaatst op de Sarmat ballistische raket, die zich ook in de ontwerpfase bevindt. Sommige analisten zijn van mening dat het hypersonische voertuig Yu-71 in ontwikkeling niets meer is dan een kernkop die in het laatste vluchtsegment moet worden gescheiden van een ballistische raket, zodat het dankzij de hoge manoeuvreerbaarheidskarakteristiek van een vliegtuig raket kan overwinnen verdedigingssystemen.

Project Ajax

Een van de meest opmerkelijke projecten met betrekking tot de ontwikkeling van hypersonische vliegtuigen is Ajax. Laten we het in meer detail bestuderen. Hypersonische vliegtuigen "Ajax" - een conceptuele ontwikkeling van Sovjet-ingenieurs. In de wetenschappelijke gemeenschap begon erover te praten in de jaren 80. Een van de meest opvallende kenmerken is de aanwezigheid van een thermisch beveiligingssysteem, dat is ontworpen om de behuizing te beschermen tegen oververhitting. Daarom hebben de ontwikkelaars van het Ajax-apparaat een oplossing voorgesteld voor een van de "hypersonische" problemen die we hierboven hebben geïdentificeerd.

Het traditionele schema van thermische bescherming van vliegtuigen omvat de plaatsing van speciale materialen op het lichaam. De Ajax-ontwikkelaars stelden een ander concept voor, waarbij het niet de bedoeling was om het apparaat te beschermen tegen externe verwarming, maar om warmte in de auto binnen te laten en tegelijkertijd de energiebron te vergroten. De belangrijkste concurrent van het Sovjet-apparaat was het Aurora hypersonische vliegtuig, gemaakt in de Verenigde Staten. Vanwege het feit dat ontwerpers uit de USSR de mogelijkheden echter aanzienlijk hebben uitgebreidconcept, werd de nieuwe ontwikkeling toevertrouwd met de meest uiteenlopende taken, met name onderzoek. We kunnen zeggen dat Ajax een hypersonisch multifunctioneel vliegtuig is.

Laten we eens nader kijken naar de technologische innovaties voorgesteld door ingenieurs uit de USSR.

Dus, de Sovjet-ontwikkelaars van Ajax stelden voor om de warmte die wordt gegenereerd als gevolg van de wrijving van het vliegtuiglichaam tegen de atmosfeer te gebruiken om deze om te zetten in bruikbare energie. Technisch gezien zou dit kunnen worden gerealiseerd door extra schelpen op het apparaat te plaatsen. Hierdoor ontstond er zoiets als een tweede gebouw. De holte moest gevuld zijn met een soort katalysator, bijvoorbeeld een mengsel van brandbaar materiaal en water. De warmte-isolerende laag van vast materiaal in Ajax moest worden vervangen door een vloeibare, die enerzijds de motor moest beschermen, anderzijds zou bijdragen aan een katalytische reactie, die, ondertussen kan gepaard gaan met een endotherm effect - de beweging van warmte van de buitenste lichaamsdelen naar binnen. Theoretisch kan de koeling van de externe delen van het apparaat van alles zijn. Overtollige warmte moest op zijn beurt worden gebruikt om de efficiëntie van de vliegtuigmotor te verhogen. Tegelijkertijd zou deze technologie het mogelijk maken om vrije waterstofsoorten te genereren door de reactie van brandstof.

Op dit moment is er voor het grote publiek geen informatie beschikbaar over de voortzetting van de ontwikkeling van Ajax, maar onderzoekers achten het veelbelovend om Sovjetconcepten in de praktijk te brengen.

Chinese hypersonische voertuigen

ConcurrentRusland en de VS op de markt van hypersonische oplossingen is China. Een van de meest bekende ontwikkelingen van ingenieurs uit China is het WU-14-vliegtuig. Het is een hypersonisch zweefvliegtuig gemonteerd op een ballistische raket.

ICBM lanceert een vliegtuig de ruimte in, van waaruit de machine scherp naar beneden duikt en hypersonische snelheid ontwikkelt. Het Chinese apparaat kan op verschillende ICBM's worden gemonteerd met een bereik van 2.000 tot 12.000 km. Het bleek dat de WU-14 tijdens de tests snelheden van meer dan 12.000 km / u kon bereiken, en zo volgens sommige analisten het snelste hypersonische vliegtuig werd.

Tegelijkertijd zijn veel onderzoekers van mening dat de Chinese ontwikkeling niet helemaal legitiem is om toe te schrijven aan de klasse van vliegtuigen. De versie is dus wijdverbreid, volgens welke het apparaat precies als een kernkop moet worden geclassificeerd. En zeer effectief. Als je met een duidelijke snelheid naar beneden vliegt, kunnen zelfs de modernste raketafweersystemen de onderschepping van het bijbehorende doelwit niet garanderen.

Opgemerkt kan worden dat Rusland en de Verenigde Staten ook hypersonische voertuigen ontwikkelen die voor militaire doeleinden worden gebruikt. Tegelijkertijd verschilt het Russische concept, volgens welke het machines van het overeenkomstige type zou moeten maken, aanzienlijk, zoals blijkt uit gegevens in sommige media, van de technologische principes die door de Amerikanen en de Chinezen zijn geïmplementeerd. Dus, ontwikkelaars uit de Russische Federatie concentreren hun inspanningen op het maken van vliegtuigenvoertuigen die zijn uitgerust met een straalmotor die vanaf de grond kan worden gelanceerd. Rusland plant een samenwerking in deze richting met India. Hypersonische apparaten, gemaakt volgens het Russische concept, worden volgens sommige analisten gekenmerkt door lagere kosten en een breder bereik.

Tegelijkertijd suggereert het Russische hypersonische vliegtuig, dat we hierboven noemden (Yu-71), volgens sommige analisten precies dezelfde plaatsing op ICBM's. Als deze stelling waar blijkt te zijn, dan is het mogelijk om te zeggen dat ingenieurs uit de Russische Federatie gelijktijdig werken in twee populaire conceptuele gebieden bij de constructie van hypersonische vliegtuigen.

CV

Dus, waarschijnlijk het snelste hypersonische vliegtuig ter wereld, als we het over vliegtuigen hebben, ongeacht hun classificatie, is dit nog steeds de Chinese WU-14. Hoewel je moet begrijpen dat echte informatie over hem, inclusief die met betrekking tot tests, kan worden geclassificeerd. Dit komt overeen met de principes van Chinese ontwikkelaars, die er vaak naar streven hun militaire technologie koste wat kost geheim te houden. De snelheid van het snelste hypersonische vliegtuig is meer dan 12.000 km/u. Het is een "inhaalslag" met de Amerikaanse ontwikkeling van de X-43A - veel experts beschouwen het als de snelste. Theoretisch kunnen het X-43A hypersonische vliegtuig, evenals de Chinese WU-14, de ontwikkeling van Orbical Science inhalen, ontworpen voor een snelheid van meer dan 12.000 km / u.

De kenmerken van het Russische Yu-71-vliegtuig zijn nog niet bekend bij het grote publiek. Het is mogelijk dat ze dicht bij de parameters zijnChinese vliegtuigen. Russische ingenieurs ontwikkelen ook een hypersonisch vliegtuig dat niet op basis van ICBM's, maar onafhankelijk kan opstijgen.

Huidige projecten van onderzoekers uit Rusland, China en de VS zijn op de een of andere manier verbonden met de militaire sfeer. Hypersonische vliegtuigen worden, ongeacht hun mogelijke classificatie, in de eerste plaats beschouwd als dragers van wapens, hoogstwaarschijnlijk nucleaire. In het werk van onderzoekers van over de hele wereld zijn er echter stellingen dat 'hypergeluid', net als nucleaire technologie, wel eens vreedzaam zou kunnen zijn.

Het gaat om de opkomst van betaalbare en betrouwbare oplossingen waarmee u massaproductie van machines van het juiste type kunt organiseren. Het gebruik van dergelijke apparaten is mogelijk in de meest uiteenlopende takken van economische ontwikkeling. De grootste vraag naar hypersonische vliegtuigen is waarschijnlijk te vinden in de ruimtevaart- en onderzoeksindustrie.

Naarmate de kosten van fabricagetechnologieën voor de bijbehorende machines goedkoper worden, kunnen transportbedrijven interesse gaan tonen om in dergelijke projecten te investeren. Industriële bedrijven, aanbieders van verschillende diensten kunnen "hypersound" gaan beschouwen als een instrument om het concurrentievermogen van bedrijven te vergroten in termen van het organiseren van internationale communicatie.