Соңғы уақытта сіз күн сайын гипер дыбыста: «Зымырандардың оқтұмсығы маневр жасайды, гипершығыс пен континентаралық диапазонда ұшады …» «Ресейде гипертониялық рамжетек қозғалтқышы сыналады!» Және тағы басқалар.
Көшедегі қарапайым адамның көз алдында фантастикалық сурет бірден көтеріледі - гиперсониялық ұшақтар ұшып, ракеталарымен, қайтадан гиперсониялық, құрлықаралық нысандарға тиеді … Ұшақтардың өзі де, олардың скрамжет ракеталары да көрінбейді және ұсталмайды.
Солай ма? Қарайық
Мақала тағы да кездесті «Гиперсоникалық, тікелей ағын, шыбындар» «Технология - жастар» мамандығы бойынша 1991 ж.
Мақалада былай делінген: «Scramjet қозғалтқышы, немесе олар айтқандай,« гиперсониялық тікелей ағын »Мәскеуден Нью-Йоркке 2-3 сағатта ұшуға мүмкіндік береді, қанатты машинаны атмосферадан ғарышқа қалдырады. Аэроғарыштық ұшаққа «Зенгер» сияқты күшейткіш ұшақ қажет емес, шаттл мен Буран сияқты ұшыру құралы қажет емес - орбитаға жүк жеткізу он есе арзанға түседі «. Мақаланы CIAM зерттеушілері Юрий ШИХМАН мен Вячеслав СЕМЕНОВ жазды.
Әрине, мен институт тақырыбына арналған көптеген жұмыстарға қатысқандықтан, екеуімен де жақсы таныс едім. Оның ішінде scramjet тақырыбы бойынша. Менің жұмыстың бөлігі негізгі және негізгі бөліктерге жатпаса да, ол бәрібір қажет және маңызды болды. Мен бұл жұмысқа жас маман және кіші ғылыми қызметкер ретінде 84 жылы қатыстым. Ол кезде РУВИМ Исаевич Курзинер әлі де CIAM -дағы «Суық» тақырыбындағы барлық жұмыстардың көшбасшысы болды.
«Суық» немесе 057 өніміне қатысты тәжірибелі скрамжеткалық қозғалтқыш гиперзонды ұшатын зертхананың (HLL) бөлігі ретінде зерттеу объектісі болды, оның негізгі міндеті отын-ауа қоспасының жану мүмкіндігін көрсету болды. жану камерасы тізбегіндегі жұмысшы сұйықтықтың шығысының дыбыстан жоғары жылдамдығы. Жердегі жанудың барлық режимдерін модельдеу мүмкін болмады, сондықтан нақты ақау жағдайында мұндай мәселені тергеуге шешім қабылданды.
С-200В (SA-5) кешенінің 5В28 зениттік-зымыран тасығышы, үдеткіші және зерттеудің ұшу режимдерін модельдеу ретінде қолданылды. Бас бөлігінің орнына GLL жанармай багымен және басқару және техникалық қызмет көрсету жүйесімен скрамжет қозғалтқышы орнатылған.
GLL -дің скрамжетпен бірінші рейсі 1991 жылы 28 қарашада орындалды. Scramjet қозғалтқышының бірінші ұшу сынағында M максималды саны 5, 8 болды, қозғалтқыш барлығы 28 с жұмыс істеді, ұшу кезінде ол автоматты түрде екі рет қосылды. Осылайша, әлемде бірінші рет ұшу сынақтары жағдайында гиперзводты қозғалтқыштың өнімділігі (журналы «Қозғалтқыш» 2006 ж).
1991-98 жылдар ішінде шамамен 8 ұшыру жасалды (лақтыруды қоса алғанда). Француздар ресейлік мамандардан басқа, эксперименталды скрамжет қозғалтқышын зерттеуге қатысты - 1992 және 1995 жылдары Франция Ұлттық Ғылым Орталығымен (ONERA), 1997 және 1998 жылдары американдықтармен келісімшарт бойынша. Ұлттық ғарыш агенттігі (NASA).
Сонымен 20 жылдан астам уақыт өтті. Бізде не бар?
Гиперсоникалық ұшақтар бар ма, яғни жоғары жылдамдықпен ұшады (М> 5)? Сонда бар
Біріншіден, Буран орбиталары мен шаттл болды.
«Буран» орбитасынан оралғанда, мысалы, 100 км биіктіктен шамамен 8000 км қашықтықта және 20 -ға дейінгі қашықтықта гипершығыс аймағында шамамен жарты сағат жоспарланады.
ОК «Буран» тактикалық -техникалық сипаттамасы гиперсониялық жылдамдықта түсу режимінде:
• Іске қосу салмағы - 105 тонна
• Қону алаңына дейінгі қашықтық - 8270 км
• Траектория бойынша түсу жылдамдығы - 7, 592 … 0, 520 км / с (27.330-1.872 км / сағ) шамамен. 27-1, 8 Макс
• Түсу биіктігі диапазоны - 100 … 20 км
«Ой экспериментін» жүргізейік. «Буран» «гиперзонды орбиталық ғарыш кемесінің» қондыру профилін толығымен артқа бұру мүмкін бе?
Болады!
Тек бұл үшін бізге «Энергия» зымыран тасығыш қажет.
«Ал егер GPRD -де болса?» - деп сұрайды оқырман. Болады. Бірақ бұл үшін GPJE режиміне өтуін қамтамасыз ету үшін алдымен бүкіл жүйені PRD -ге ұқсас нәрсемен «итеру» қажет болады. жеделдететін «ұнтақ». Содан кейін оны айналмалы орбитаға жеткізіп, қозғалтқыштарды жинақталған оттегімен немесе таза зымыран қозғалтқышында «тамақтандырады». Нәтижесінде, тотықтырғыштағы «үнемдеу» атмосфералық оттегіні скрамжет қозғалтқышында қолданғанда жақсы болады, шамамен 20%. Бірақ содан кейін көптеген қиындықтар бар, оларды Құдай сақтасын!
Инженерлер мұндай «үнемді жүйені» сыртқы ауаны пайдаланып ойлап тапты ма? Иә, қажет болғанша! Сол «Зенгер» мен «Хотол».
Ал … қарапайым түрде айтайық - қазір әлемге әйгілі Topol ICBM алғашқы нұсқалары. Иә, шынымен де! Бұл жүйе «Гном» деп аталды.
«Гноме»-бұл бірінші сатылы қатты қозғалтқыш қозғалтқышпен, екінші және үшінші сатыдағы қатты отынды қозғалтқыштармен және үдеткішпен жабдықталған үш сатылы құрлықаралық баллистикалық зымыран. Дизайн 60 -жылдардың басынан бастап машина жасау конструкторлық бюросында (Коломна) Борис Шавыриннің жетекшілігімен жүргізілді.
Максималды ату қашықтығы, км 11000
Іске қосу салмағы, t 29
Жүктің салмағы, кг 470
Зымыранның ұзындығы, м 16, 14
Қадамдар саны 3
Кейінірек MIT A. D. дизайнері болды. Надирадзе «Temp» мобильді ОТР құру тәжірибесіне сүйене отырып, кәдімгі қатты отынды қозғалтқыштар бойынша ICBM жобасын ұсынды. Оны Қорғаныс өнеркәсібі министрлігінің басшылығы қолдады, нәтижесінде біз 45 тонналық жылжымалы құрлықаралық «Temp-2S» құрлықтық алдық. Әрі қарай, оның модернизациясы мен жетілдірілуі - «Пионерлер» (РСД) мен «Топол» (МБР) … Көпшілігі мұны оның арамзалығы деп санайды (уәде етілген 29 -ның орнына 45 тонна). Соған қарамастан, «Гноммен» де осылай болуы мүмкін еді. Есептеулер - бұл бір нәрсе - практикалық іске асыру мүлде басқа!
«Темпест» дыбыстан жоғары континентаралық қанатты зымыраны («өнім 351»), бұл scramjet қозғалтқышы бар ұшақтың қажетті параметрлеріне ең жақын.
Ұзындығы, м - 20, 396
Қанаттар кеңдігі, м - 7, 746
Биіктігі, м- 6, 642
Қанат ауданы, м2 - 44,6
Іске қосу салмағы, кг - 98.280
Бастапқы тірек сатысының массасы, кг - 33.522
Жауынгерлік басының салмағы, кг - 3403
Жүзу жылдамдығы, км / сағ - 3300
Ұшу биіктігі, км - 18 - 25, 5
Ауқымы, км - 7830
Таза теориялық тұрғыдан бұл жүйе заманауи материалдарды, отынды, қатты отынды «үдеткіштерді» қолдана отырып, Mach 5-ке дейін жетуі мүмкін. Бірақ бұл сұрақ: ол қолданыстағы ICBM -ден керемет артықшылыққа ие бола ма?
Максималды диапазонда мақсатқа жету уақыты шамамен 1,5 сағатты құрайды (ICBM - 30 минут).
Кейбір артықшылықтар болады - мысалы, анықтаудың артта қалуы.
ICBM өте тез анықталады, біріншіден, алғашқы алау, екіншіден, баллистикалық траекторияның жоғары көтерілетін биіктігі (1600 км дейін).
Біздің соңғы «Топол-М» мен «Ярсы» және бір отбасының басқа мүшелері, мысалы, квази-тәрізді айналмалы маршруттарда (100-200 км) ұшуға болады дейді, сондықтан олардың салмағы арақатынасы мен массасы баллистикалық траекториялар үшін оңтайландырылған «Minutemans» -тен айтарлықтай ерекшеленеді.
Осыған байланысты мен NASA (немесе Пентагон) зымыран инженерінің каустикалық ынта -жігерін есіме түсіремін - «де, орыстар зымыран жасауды білмейді, олардың 70 -ші жылдары әзірленген біздікінен ауыр және үлкенірек заманауи қондырғылары да бар. « Ескертулер, дегенмен, тез өшіп қалды. Шамасы, неғұрлым білікті жолдастар оған не болғанын түсіндірді …
Сонымен, гипертониялық зымыран ұшақтарындағы негізгі сұрақ - олар қажет пе, әлде біз әзірше бас тартамыз ба?
Көріп отырғанымыздай, ракеталар мен орбиталық кемелер скрамжет қозғалтқышында болмаса да, бұрыннан іске асырылып келеді.
Ал ұшақтар туралы …
Әскерилер 20 жылдан астам уақыт бойы М <3.5 (СР-71, Сотка, МиГ-31) ұстады. Жылдамдықтың одан әрі ұлғаюы қосымша артықшылықтарды білдірмейді, бәрібір қатты отынды қозғалтқыштардағы зениттік зымырандар егер олар ICBM бастары мен спутниктерін бірінші кеңістікте ұстап қалса, оны алады.
Азаматтық лайнерлер туралы …
Меніңше, мұндай жылдам ұшақтар ғаламтор дәуірінен бұрын қажет болған сияқты. Сен неге сұрайсың? Өйткені, қазір бизнесмендер мен кәсіпкерлер мен шенеуніктер барлық құрлықтарға тез асығудың қажеті жоқ: олар әлі де электронды қолтаңба мен бейнеконференцияға қарағанда тезірек жұмыс істемейді.
Егер де, егер біреу жаңа туған ұлды көруге немесе оның жоспарын іске асыруға шыдамсыздық танытса - олар ептілігін реттеуге мәжбүр болады. Және баяу «құсады», менің достарым айтқандай, BMW маркасының нарциссистік эгоисттері, кешкі атпен магистральды немесе құрлықаралық «қарбыз» немесе «Боинг» түріндегі орташа жылдамдығы 900 км / сағ, шай, біз келесі дүниеге кешігеміз …
Бірақ гиперзводты қозғалтқыштар - скрамжетқозғалтқыштар, олардың негізгі ерекшелігі - жану камерасы арқылы жұмыс сұйығының дыбыстан тез шығуы.
Мүмкін біреу табысқа жетеді. Сонымен қатар, әзірлеушілерден бұл мүмкін емес деп ескертілмеген және олар білмей фантастикалық жобаны қабылдады. Мұндай мысалдарды ғылым мен техниканың тарихы да біледі …
* Қозғалтқыш корпусында реактивті қозғалтқыштардың тұрақсыз жұмысының екі түрі ажыратылады - кіре берісте «толқу» және «қышу». «Қышу» - қозғалтқыштың кіріс диффузорының жұмысының суперкритических режимі аймағындағы жоғары жиілікті ауа пульсациясы, қышудың тән дыбысы ретінде қабылданады. Керісінше, «толқу» - төменгі жиілікті діріл. Қышу диффузорлық жұлдырудың артындағы каналдың ағынының бұзылуынан болады.
