Дэлхийн хамгийн хурдан хэт авианы онгоц. Оросын хэт авианы онгоц

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Жирийн нэг зорчигч тээврийн онгоц 900 км/цагийн хурдтай нисдэг. Тийрэлтэт сөнөөгч онгоц 3 дахин хурдан хурдалж чаддаг. Гэсэн хэдий ч ОХУ болон дэлхийн бусад орны орчин үеийн инженерүүд илүү хурдан машинууд болох хэт авианы онгоцыг идэвхтэй хөгжүүлж байна. Тус тусын үзэл баримтлалын онцлог нь юу вэ?

Хиперсоник онгоцны шалгуур

Хиперсоник онгоц гэж юу вэ? Үүгээрээ дуу авианы хурдаас хэд дахин өндөр хурдтай нисэх чадвартай аппаратыг ойлгох нь заншилтай байдаг. Түүний тодорхой үзүүлэлтийг тодорхойлох судлаачдын хандлага өөр өөр байдаг. Орчин үеийн хамгийн хурдан дуунаас хурдан тээврийн хэрэгслийн хурдны үзүүлэлтүүдийн хэд хэдэн үзүүлэлт бол агаарын хөлгийг хэт авианы гэж үзэх өргөн тархсан аргачлал байдаг. Энэ нь ойролцоогоор 3-4 мянган км / цаг байна. Хэрэв та энэ аргыг дагаж мөрдвөл хэт авианы онгоц 6000 км/цаг хурдлах ёстой.

Нисгэгчгүй бахяналттай тээврийн хэрэгсэл

Тухайн төхөөрөмжийг нисэх онгоц гэж ангилах шалгуурыг тодорхойлохдоо судлаачдын арга барил ч өөр байж болно. Зөвхөн хүний удирддаг машинуудыг л ийм гэж үзэж болох хувилбар байдаг. Нисгэгчгүй тээврийн хэрэгслийг мөн нисэх онгоц гэж үзэж болох үзэл бодол байдаг. Тиймээс зарим шинжээчид тухайн төрлийн машиныг хүний хяналтанд байдаг болон бие даасан байдлаар ажилладаг гэж ангилдаг. Нисгэгчгүй тээврийн хэрэгсэл нь хэт ачаалал, хурдны хувьд илүү гайхалтай техникийн шинж чанартай байдаг тул ийм хуваагдлыг зөвтгөж болно.

Үүний зэрэгцээ олон судлаачид хэт авианы онгоцыг нэг ойлголт гэж үздэг бөгөөд үүний гол үзүүлэлт нь хурд юм. Төхөөрөмжийн жолоодлого дээр хүн сууж байгаа эсэх, машиныг робот удирддаг эсэх нь хамаагүй - гол зүйл бол онгоц хангалттай хурдан байх явдал юм.

Хөөрөх - ганцаараа эсвэл туслах уу?

Хиперсоник агаарын хөлгүүдийг ангилах нь түгээмэл байдаг бөгөөд үүнийг бие даан хөөрдөг, эсвэл илүү хүчирхэг тээвэрлэгч болох пуужин эсвэл ачааны онгоцонд байрлуулах шаардлагатай гэж ангилдаг. Үндсэндээ бие даан хөөрөх чадвартай эсвэл бусад төрлийн тоног төхөөрөмжийн хамгийн бага оролцоотойгоор авч үзэж буй төрлийн төхөөрөмжүүдийг дурдах нь зүйтэй гэсэн үзэл бодол байдаг. Гэсэн хэдий ч хэт авианы онгоцыг тодорхойлдог гол шалгуур бол хурд гэж үздэг судлаачид үүнийг хийх ёстойямар ч ангилалд хамгийн чухал байх. Энэ нь төхөөрөмжийг нисгэгчгүй, удирдлагатай, өөрөө эсвэл бусад машинуудын тусламжтайгаар хөөрөх чадвартай гэж ангилж байгаа эсэхээс үл хамааран хэрэв харгалзах үзүүлэлт дээрх утгуудад хүрсэн бол энэ нь бид хэт авианы агаарын хөлгийн тухай ярьж байна гэсэн үг юм.

Гиперсоник шийдлийн үндсэн асуудлууд

Хэт авианы уусмалын тухай ойлголт олон арван жилийн настай. Тохирох төрлийн тээврийн хэрэгслийг хөгжүүлсэн олон жилийн туршид дэлхийн инженерүүд турбопроп нисэх онгоцны үйлдвэрлэлийг зохион байгуулахтай адил "гипер авиа" үйлдвэрлэхээс урьдчилан сэргийлэх хэд хэдэн чухал асуудлыг шийдэж ирсэн.

Хэт авианы нисэх онгоцны дизайны гол бэрхшээл бол хангалттай эрчим хүчний хэмнэлттэй хөдөлгүүрийг бүтээх явдал юм. Өөр нэг асуудал бол төхөөрөмжийн шаардлагатай дулааны хамгаалалтыг тохируулах явдал юм. Үнэн хэрэгтээ бидний дээр дурдсан утгууд дахь хэт авианы онгоцны хурд нь агаар мандлын эсрэг үрэлтийн улмаас их биеийг хүчтэй халж байгааг харуулж байна.

Өнөөдөр бид зохих төрлийн нисэх онгоцны амжилттай загваруудын хэд хэдэн дээжийг авч үзэх болно, хөгжүүлэгчид дурдсан асуудлуудыг амжилттай шийдвэрлэхэд ихээхэн ахиц дэвшил гаргаж чадсан. Одоо энэ төрлийн хэт авианы онгоц бүтээх дэлхийн хамгийн алдартай хөгжлийг судалцгаая.

Боинггийн хамгийн хурдан онгоц

Дэлхийн хамгийн хурдан хэт авианы онгоц бол Америкийн Boeing X-43A юм. Тиймээс энэ төхөөрөмжийг турших явцад хурдтай болсон нь бүртгэгдсэн байна11 мянган км / цаг давсан. Энэ нь дууны хурднаас ойролцоогоор 9.6 дахин их юм.

Х-43А хэт авианы онгоц юугаараа онцлог вэ? Энэ онгоцны онцлог нь дараах байдалтай байна:

- туршилтанд бүртгэгдсэн хамгийн дээд хурд - 11,230 км / цаг;

- далавчны өргөн - 1.5 м;

- хайрцагны урт - 3.6 м;

- хөдөлгүүр - шууд урсгалтай, хэт авианы шаталттай Ramjet;

- түлш - агаар мандлын хүчилтөрөгч, устөрөгч.

Төхөөрөмж нь байгаль орчинд ээлтэй төхөөрөмжүүдийн нэг гэдгийг тэмдэглэж болно. Хэрэглэсэн түлш нь шаталтын хортой бүтээгдэхүүн ялгаруулдаггүй нь баримт юм.

Х-43А хэт авианы онгоцыг НАСА-гийн инженерүүд болон Orbical Science Corporation болон Minocraft-ын хамтын хүчин чармайлтаар бүтээжээ. Уг онгоцыг 10 орчим жил бүтээжээ. Түүнийг хөгжүүлэхэд 250 орчим сая долларын хөрөнгө оруулалт хийсэн. Энэ онгоцны концепцийн шинэлэг тал нь түүнийг хөдөлгөгч хүчний ажиллагааг хангах хамгийн сүүлийн үеийн технологийг турших зорилгоор зохион бүтээсэн явдал юм.

Орбитал шинжлэх ухаан боловсруулсан

Орбитал шинжлэх ухаан нь дээр дурдсанчлан X-43A төхөөрөмжийг бүтээхэд оролцсон бөгөөд мөн өөрийн хэт авианы нисэх онгоц болох X-34-ийг бүтээж чадсан.

Түүний дээд хурд нь 12,000 км/цаг гаруй. Үнэн бол практик туршилтын явцад энэ нь амжилтанд хүрээгүй - үүнээс гадна X43-A онгоцны үзүүлсэн үзүүлэлтэд хүрэх боломжгүй байв. Нисэх онгоц гэж үздэгхатуу түлшээр ажилладаг Pegasus пуужин идэвхжсэн үед төхөөрөмж хурдасдаг. X-34-ийг 2001 онд анх туршсан. Энэ онгоц нь Boeing-ийн төхөөрөмжөөс хамаагүй том - урт нь 17.78 м, далавчны өргөн нь 8.85 м. Orbical Science-аас гаргасан хэт авианы тээврийн хэрэгслийн нислэгийн дээд өндөр нь 75 километр юм.

Хойд Америкийн нисэх онгоц

Өөр нэг алдартай хэт авианы онгоц бол Хойд Америкийн үйлдвэрлэсэн X-15 юм. Шинжээчид энэ төхөөрөмжийг туршилтын гэж нэрлэдэг.

Энэ нь пуужингийн хөдөлгүүрээр тоноглогдсон тул зарим мэргэжилтнүүд үүнийг нисэх онгоц гэж ангилахгүй байх үндэслэлийг өгч байна. Гэсэн хэдий ч пуужингийн хөдөлгүүр байгаа нь төхөөрөмж, тухайлбал, тойрог замд нислэг хийх боломжийг олгодог. Тиймээс энэ горимд хийсэн туршилтуудын нэгэнд нисгэгчид туршиж үзсэн. X-15 аппаратын зорилго нь хэт авианы нислэгийн онцлогийг судлах, тодорхой дизайны шийдэл, шинэ материал, ийм машиныг агаар мандлын янз бүрийн давхаргад удирдах онцлогийг үнэлэх явдал юм. Төслийн үзэл баримтлалыг 1954 онд баталж байсан нь анхаарал татаж байна. X-15 нь 7 мянган км / цаг хурдтай нисдэг. Түүний нислэгийн хүрээ 500 гаруй км, өндөр нь 100 км-ээс хэтэрсэн.

Хамгийн хурдан үйлдвэрлэсэн онгоц

Бидний дээр судалсан хэт авианы машинууд судалгааны ангилалд багтдаг. Хэт авианы шинж чанарт ойрхон эсвэл (нэг аргачлалын дагуу) хэт авианы шинж чанартай агаарын хөлгийн цуврал дээжийг авч үзэх нь ашигтай байх болно.

Ийм машинуудын дунд Америкийн SR-71 загвар бий. Зарим судлаачид энэ онгоцыг хэт авианы гэж ангилах дургүй байдаг, учир нь түүний хамгийн дээд хурд нь 3.7 мянган км / цаг байдаг. Хамгийн онцлох шинж чанаруудын нэг нь 77 тонноос дээш хөөрөх жин юм. Аппаратын урт нь 23 м-ээс их, далавчны урт нь 13 м-ээс их.

Хамгийн хурдан цэргийн нисэх онгоцны нэг бол Оросын МиГ-25 юм. Төхөөрөмж нь 3,3 мянган км / цаг хурдлах боломжтой. Оросын онгоцны хөөрөх дээд жин нь 41 тонн.

Тиймээс хэт авианы шинж чанартай ойролцоо цуврал шийдлүүдийн зах зээлд ОХУ тэргүүлэгчдийн нэг юм. Гэхдээ "сонгодог" хэт авианы нисэх онгоцны хувьд Оросын хөгжлийн талаар юу хэлэх вэ? ОХУ-ын инженерүүд Boeing болон Orbital Scence-ийн машинуудтай өрсөлдөхүйц шийдэл гаргах чадвартай юу?

Оросын хэт авианы машин

Одоогоор Оросын хэт авианы нисэх онгоц бүтээгдэж байна. Гэхдээ тэр нэлээд идэвхтэй. Бид Ю-71 онгоцны тухай ярьж байна. Түүний анхны туршилтыг хэвлэл мэдээллийн хэрэгслээр 2015 оны 2-р сард Оренбург хотын ойролцоо хийсэн.

Онгоцыг цэргийн зориулалтаар ашиглах төлөвтэй байна. Тиймээс хэт авианы машин нь шаардлагатай бол цохилт өгөх зэвсгийг нэлээд зайнд хүргэх, нутаг дэвсгэрийг хянах, мөн довтолгооны нисэх хүчний элемент болгон ашиглах боломжтой болно. Зарим судлаачид 2020-2025 онд. Стратегийн пуужингийн хүчин 20 орчим онгоц хүлээн авнатохирох төрөл.

Хэвлэл мэдээллийн хэрэгслээр яригдаж байгаа Оросын хэт авианы онгоцыг Сармат баллистик пуужин дээр байрлуулна гэсэн мэдээлэл байгаа бөгөөд энэ нь мөн дизайны шатандаа байна. Зарим шинжээчдийн үзэж байгаагаар "Ю-71" хэт авианы машин бол эцсийн нислэгийн сегмент дэх баллистик пуужингаас салж, нисэх онгоцны маневрлах чадварын ачаар пуужинг даван туулах чадвартай байлдааны хошуунаас өөр зүйл биш юм. хамгаалалтын систем.

Project Ajax

Хипер авианы нисэх онгоц бүтээхтэй холбоотой хамгийн анхаарал татсан төслүүдийн нэг бол Аякс юм. Үүнийг илүү нарийвчлан судалж үзье. "Аякс" хэт авианы онгоц бол Зөвлөлтийн инженерүүдийн үзэл баримтлалын хөгжил юм. Шинжлэх ухааны нийгэмлэгт энэ тухай яриа 80-аад оноос эхэлсэн. Хамгийн онцлох шинж чанаруудын нэг бол хэргийг хэт халалтаас хамгаалах зориулалттай дулааны хамгаалалтын системтэй байх явдал юм. Тиймээс, Ajax аппаратыг хөгжүүлэгчид бидний дээр дурдсан "гиперсоник" асуудлын нэгийг шийдэхийг санал болгов.

Онгоцны дулааны хамгаалалтын уламжлалт схем нь бие дээр тусгай материал байрлуулах явдал юм. Ajax-ийн хөгжүүлэгчид өөр үзэл баримтлалыг санал болгосон бөгөөд үүний дагуу төхөөрөмжийг гаднах халаалтаас хамгаалахгүй, харин эрчим хүчний нөөцийг нэмэгдүүлэхийн зэрэгцээ дулааныг машинд оруулах ёстой байв. Зөвлөлтийн аппаратын гол өрсөлдөгч нь АНУ-д бүтээгдсэн Аврора хэт авианы онгоц байв. Гэсэн хэдий ч ЗХУ-ын дизайнерууд боломжуудыг ихээхэн өргөжүүлсэнтэй холбоотойүзэл баримтлалын дагуу шинэ бүтээн байгуулалтад хамгийн өргөн хүрээний ажил, тухайлбал судалгаа шинжилгээг даатгасан. Ajax бол хэт авианы олон зориулалттай нисэх онгоц гэж бид хэлж чадна.

ЗХУ-ын инженерүүдийн санал болгосон технологийн шинэчлэлийг нарийвчлан авч үзье.

Тиймээс Ajax-ийн Зөвлөлтийн хөгжүүлэгчид онгоцны их биеийг агаар мандалд үрэлтийн үр дүнд үүссэн дулааныг ашигтай энерги болгон хувиргахад ашиглахыг санал болгов. Техникийн хувьд энэ нь төхөөрөмж дээр нэмэлт бүрхүүл байрлуулах замаар хэрэгжиж болно. Үүний үр дүнд хоёр дахь барилга шиг зүйл бий болсон. Түүний хөндийг ямар нэгэн катализатор, жишээлбэл, шатамхай материал ба усны холимогоор дүүргэх ёстой байв. Аякс дахь хатуу материалаар хийсэн дулаан тусгаарлагч давхаргыг шингэн давхаргаар солих ёстой байсан бөгөөд энэ нь нэг талаас хөдөлгүүрийг хамгаалж, нөгөө талаас катализаторын урвалд хувь нэмэр оруулах ёстой байв. Үүний зэрэгцээ эндотермик нөлөө дагалдаж болно - биеийн гаднах хэсгүүдээс дулааны хөдөлгөөн. Онолын хувьд аппаратын гаднах хэсгүүдийг хөргөх нь юу ч байж болно. Илүүдэл дулааныг эргээд онгоцны хөдөлгүүрийн үр ашгийг нэмэгдүүлэхийн тулд ашиглах ёстой байв. Үүний зэрэгцээ энэ технологи нь түлшний урвалын улмаас устөрөгчийн чөлөөт төрлийг бий болгох боломжтой болно.

Одоогийн байдлаар Ajax-ийн хөгжлийг үргэлжлүүлэх талаар олон нийтэд мэдээлэл өгөх боломжгүй байгаа ч судлаачид Зөвлөлтийн үзэл баримтлалыг амьдралд хэрэгжүүлэх нь маш ирээдүйтэй гэж үзэж байна.

Хятадын хэт авианы машинууд

ӨрсөлдөгчГиперсоник шийдлийн зах зээлд Орос, АНУ бол Хятад юм. Хятадын инженерүүдийн хамгийн алдартай бүтээн байгуулалтуудын нэг бол WU-14 онгоц юм. Энэ бол баллистик пуужин дээр суурилуулсан хэт авианы планер юм.

ICBM нь нисэх онгоцоо сансарт хөөргөх ба тэндээс машин огцом доошилж, хэт авианы хурдыг хөгжүүлдэг. Хятадын аппаратыг 2000-12000 км-ийн тусгалтай төрөл бүрийн ICBM дээр суурилуулах боломжтой. Туршилтын явцад WU-14 нь 12 мянган км/цаг хурдлах чадвартай байсан нь зарим шинжээчдийн үзэж байгаагаар хамгийн хурдан хэт авианы онгоц болж чадсан нь тогтоогджээ.

Үүний зэрэгцээ Хятадын хөгжлийг нисэх онгоцны ангилалд хамааруулах нь бүрэн хууль ёсны биш гэж олон судлаачид үзэж байна. Тиймээс уг хувилбар нь өргөн тархсан бөгөөд үүний дагуу төхөөрөмжийг байлдааны толгой гэж яг нарийн ангилах ёстой. Мөн маш үр дүнтэй. Тохиромжтой хурдтайгаар доошоо нисэх үед хамгийн орчин үеийн пуужингийн довтолгооноос хамгаалах систем ч харгалзах байг таслан зогсоох баталгаа өгөх боломжгүй.

Орос, АНУ ч цэргийн зориулалтаар ашигладаг хэт авианы машин бүтээж байгааг тэмдэглэж болно. Үүний зэрэгцээ, зохих төрлийн машин бүтээхээр төлөвлөж буй Оросын үзэл баримтлал нь Америк, Хятадуудын хэрэгжүүлсэн технологийн зарчмуудаас эрс ялгаатай болохыг зарим хэвлэл мэдээллийн хэрэгслээр нотолж байна. Тиймээс ОХУ-ын хөгжүүлэгчид нисэх онгоц бүтээх чиглэлээр хүчин чармайлтаа төвлөрүүлж байнагазраас хөөргөх чадвартай ramjet хөдөлгүүрээр тоноглогдсон тээврийн хэрэгсэл. Орос улс Энэтхэгтэй энэ чиглэлээр хамтран ажиллахаар төлөвлөж байна. Зарим шинжээчдийн үзэж байгаагаар Оросын концепцийн дагуу бүтээсэн хэт авианы төхөөрөмжүүд нь хямд өртөгтэй, илүү өргөн цар хүрээтэй гэдгээрээ онцлог юм.

Үүний зэрэгцээ бидний дээр дурьдсан Оросын хэт авианы онгоц (Ю-71) зарим шинжээчдийн үзэж байгаагаар ICBM дээр ижил байрлалтай байхыг санал болгож байна. Хэрэв энэ диссертаци үнэн бол ОХУ-ын инженерүүд хэт авианы онгоц бүтээх хоёр алдартай концепцийн чиглэлээр нэгэн зэрэг ажиллаж байна гэж хэлж болно.

CV

Тиймээс, дэлхийн хамгийн хурдан хэт авианы онгоц байж магадгүй, хэрэв бид ангиллаас үл хамааран онгоцны тухай ярих юм бол энэ нь Хятадын WU-14 хэвээр байна. Хэдийгээр та түүний талаархи бодит мэдээллийг, тэр дундаа шалгалттай холбоотой мэдээллийг ангилж болно гэдгийг ойлгох хэрэгтэй. Энэ нь цэргийн технологио ямар ч үнээр хамаагүй нууцлахыг эрмэлздэг Хятадын хөгжүүлэгчдийн зарчимд нийцдэг. Хамгийн хурдан хэт авианы онгоцны хурд 12,000 км/цагаас дээш байдаг. Энэ нь Америкийн X-43A-ийн бүтээн байгуулалтыг "хөхөж" байна - олон мэргэжилтнүүд үүнийг хамгийн хурдан гэж үздэг. Онолын хувьд, X-43A хэт авианы онгоц, мөн Хятадын WU-14 нь 12 мянган км/цаг хурдлах зориулалттай Orbical Science-ийн хөгжлийг гүйцэх боломжтой.

Оросын Ю-71 онгоцны шинж чанарыг олон нийтэд хараахан мэдээгүй байна. Тэд параметрүүдтэй ойролцоо байх боломжтойХятадын нисэх онгоц. Оросын инженерүүд мөн ICBM-д тулгуурлан бус бие даан хөөрөх чадвартай хэт авианы онгоц бүтээж байна.

Орос, Хятад, АНУ-ын судлаачдын одоогийн хэрэгжүүлж буй төслүүд цэргийн салбартай ямар нэгэн байдлаар холбоотой. Гиперсоник онгоцыг боломжит ангиллаас үл хамааран голчлон цөмийн зэвсэг тээвэрлэгч гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч дэлхийн өнцөг булан бүрээс ирсэн судлаачдын бүтээлүүдэд цөмийн технологитой адил "гипер дуу чимээ" нь амар амгалан байж магадгүй гэсэн тезисүүд байдаг.

Тохирох төрлийн машиныг олноор үйлдвэрлэх ажлыг зохион байгуулах боломжийг олгодог хямд, найдвартай шийдлүүд гарч ирсэн тухай юм. Ийм төхөөрөмжийг ашиглах нь эдийн засгийн хөгжлийн хамгийн өргөн хүрээний салбаруудад боломжтой юм. Хэт авианы агаарын хөлөгт хамгийн их эрэлт хэрэгцээ нь сансар судлал, судалгааны салбарт байх магадлалтай.

Холбогдох машинуудын үйлдвэрлэлийн технологийн өртөг хямдрахын хэрээр тээврийн бизнесүүд ийм төсөлд хөрөнгө оруулах сонирхолтой болж магадгүй юм. Аж үйлдвэрийн корпорацууд, төрөл бүрийн үйлчилгээ үзүүлэгчид "гиперсон"-ыг олон улсын харилцаа холбоог зохион байгуулахад бизнесийн өрсөлдөх чадварыг нэмэгдүүлэх хэрэгсэл болгон авч үзэж магадгүй юм.