Skole Encyclopedia

• Diagnostikk

Egentlig hvorfor akkurat 5 M? Verdien på 5 ble valgt fordi i denne hastigheten begynner ionisering av gassstrømmen og andre fysiske endringer, som selvsagt påvirker dens egenskaper. Disse endringene er spesielt merkbart for motoren, konvensjonelle turbojet motorer (turbojets) rett og slett ikke kan operere på denne hastigheten, trenger du en helt annen motor, en rakett eller en gjennomgående (selv om han er faktisk ikke så forskjellige, bare den ikke har en kompressor og en turbin, og Den utfører sin funksjon på samme måte: den komprimerer innløpsluften, blander den med drivstoffet, brenner den i forbrenningskammeret og mottar en jetstrøm ved stikkontakten).

Faktisk, en ramjet-motor, dette er et rør med et forbrenningskammer, er veldig enkelt og effektivt ved høy hastighet. Det er bare at en slik motor har en stor ulempe, det trenger en viss starthastighet for arbeidet (det er ingen kompressor for det, det er ingenting å komprimere luften med lav hastighet).

Hastighetshistorikk

I 1965 nådde YF-12 (prototypen til den berømte SR-71) en hastighet på 3,331,5 km / t, og i 1976 var serienummer SR-71 selv 3,529,6 km / t. Dette er "bare" 3,2-3,3 M. Det er langt fra å være hypersound, men allerede for å flyr med denne hastigheten i atmosfæren, og det måtte utvikles spesielle motorer som arbeidet med lave hastigheter i normal modus og ved høye hastigheter i ramjet-modus. for piloter - spesielle livstøttesystemer (romdrag og kjølesystemer), siden flyet var oppvarmet for mye. Senere ble disse romveskerene brukt til Shuttle-prosjektet. I svært lang tid var SR-71 det raskeste flyet i verden (det stoppet å fly i 1999).

Sovjet MiG-25R kunne teoretisk nå en hastighet på 3,2 M, men driftshastigheten var begrenset til 2,83 M.

Nåværende tid

Bak all lovende forskning, som militæret vanligvis står. I tilfelle av hypersonisk hastighet er dette også tilfelle. Nå utføres forskning hovedsakelig i retning av romfartøy, hypersoniske cruise-missiler og de såkalte hypersoniske warheads. Nå snakker vi om den "ekte" hypersound, som flyr i atmosfæren.

Vær oppmerksom på at arbeidet med hypersonisk hastighet var i den aktive fasen på 60-70-tallet, da ble alle prosjekter lukket. Returnerte til hastigheter over 5 M bare ved begynnelsen av 2000-tallet. Når teknologien tillater å skape effektive direkteflytningsmotorer for hypersonisk flytur.

Hypersonisk fart

Hypersonisk hastighet (HS) i aerodynamikk - hastigheter som betydelig overskrider lydens hastighet i atmosfæren.

Siden 1970-tallet refereres konseptet vanligvis til supersoniske hastigheter over 5 Mach-tall (M).

Innholdet

Generell informasjon

Flyging med hypersonisk fart er en del av supersonisk flymodus og utføres i en supersonisk gassstrøm. Den supersoniske luftstrømmen er fundamentalt forskjellig fra subsonisk luftfartøy fly dynamikk og ved hastigheter over lydens hastighet (over 1,2 M) er fundamentalt forskjellig fra subsonisk uren (0,75 M, hastigheter varierer 0,75 til 1,2 M kalles transoniske hastighet ).

Bestemmelse av den nedre grense av hypervelocity normalt er assosiert med starten av ionisering av molekyler og dissosiasjons-prosesser i grensesjiktet (PS) på et apparat som beveger seg i atmosfæren, som begynner å skje ved ca. 5 M. Dessuten er denne hastigheten karakterisert ved at ramjet-motor ( " Ramjet ") med subsonisk forbrenning av drivstoff (" SPVRD ") blir ubrukelig på grunn av den ekstremt høye friksjonen som oppstår ved bremsing av luften i denne typen motor. I det hypersoniske spekteret er det således mulig å bruke bare en rakettmotor eller en hypersonisk ramjet (scramjet) med supersonisk drivstoffforbrenning for å fortsette flyet.

Strømegenskaper

Mens definisjonen av en hypersonisk strømning (GP) er ganske kontroversiell på grunn av mangelen på en klar grense mellom supersoniske og hypersoniske strømmer, kan en lege preges av visse fysiske fenomener som ikke lenger kan ignoreres når de vurderes, nemlig:

• et tynt lag av sjokkbølge;
• dannelsen av viskøse sjokklag;
• utseendet på ustabilitetsbølger i PS-er som ikke er inneboende i subsoniske og supersoniske strømmer [1];
• høy temperaturstrøm [2].

Tynt lag av sjokkbølge

Etter hvert som hastigheten og tilsvarende Mach-tall øker, øker tettheten bak støtbølgen (SW), noe som tilsvarer en nedgang i volumet bak SW på grunn av bevaring av masse. Derfor blir sjokkbølgelaget, dvs. volumet mellom apparatet og sjokkbølgen tynn ved høye Mach-tall, og danner et tynt grenselag (PS) rundt apparatet.

Dannelsen av viskøse sjokklag

En del av den store kinetiske energien som er innesluttet i luftstrømmen, når M> 3 (viskøs strømning) omdannes til intern energi på grunn av den viskøse interaksjonen. Økningen i intern energi er realisert i en økning i temperaturen. Siden trykkgradienten rettet langs normal til strømmen innenfor grense laget er omtrent null, fører en signifikant temperaturøkning for store Mach-tall til en nedgang i tetthet. På denne måten vokser PS på apparatets overflate og i stort sett knuses Mach-tall med et tynt lag av sjokkbølge nær nesen, og danner et viskøst sjokklag.

Utseendet på ustabilitetsbølger i PS-er som ikke er karakteristiske for subsoniske og supersoniske strømmer

Det viktige spørsmålet om overgang fra laminær strømning i tilfelle av strømningsturbulensen luftfartøy spiller en nøkkelrolle bølge ustabilitet som genereres i PS. Vekst og den etterfølgende ikke-lineære samspillet mellom slike bølger omdanner den første laminære strømningen til en turbulent strømning. Ved subsonisk og supersonisk hastighet spilles nøkkelrollen i den laminar-turbulente overgangen av Tolmin-Schlichting-bølger som har en vortex-natur. Begynner med M = 4.5, vises akustiske bølger av II-typen og begynner å dominere (modus II eller Makav-modus), på grunn av hvilken overgangen til turbulens oppstår i det klassiske overgangsscenariet (det er også en bypass-overgangsmekanisme) [1].

Høy temperaturstrøm

Høy strømnings i frontal punkt enhet (bremsing punkt eller område) bevirker en oppvarming av gassen til meget høye temperaturer (opp til flere tusen grader). Høye temperaturer tilveiebringer i sin tur ikke-likevekt kjemiske egenskaper av strømmen, som består i dissosiasjon og rekombination av gassmolekyler, ionisering av atomer, kjemiske reaksjoner i strømmen og med overflaten av apparatet. Under disse forholdene kan konveksjonens og radiative varmevekslings prosesser være signifikante [2].

Likhetsparametere

Parametrene for gassstrømmer beskrives vanligvis ved et sett av likhetskriterier som gjør det mulig å redusere et nesten uendelig antall fysiske tilstander i likhetsgrupper og som gjør det mulig å sammenligne gassstrømmer med forskjellige fysiske parametere (trykk, temperatur, hastighet etc.) blant seg selv. Det er på dette prinsippet at eksperimenter i vindtunneler og overføring av resultatene av disse forsøkene til ekte fly er basert, til tross for at i røreksperimenter kan størrelsen på modeller, strømningshastigheter, termisk last osv. Avvike sterkt fra ekte flymoduser, mens tid, likhetsparametre (Mach, Reynolds, Stanton, etc.) tilsvarer flyet.

For trans- og supersonisk eller komprimerbar strømning er i de fleste tilfeller slike parametere som Mach-nummeret (forholdet mellom strømningshastighet til lokal lydhastighet) og Reynolds tilstrekkelig for en fullstendig beskrivelse av strømningene. For hypersoniske datastrømparametere er det ofte ikke nok. For det første betyr at ligningene som beskriver formen på sjokkbølgen, blir nesten uavhengige ved hastigheter på 10 M. For det andre betyr økt temperatur i den hypersoniske strømmen at virkningene relatert til ikke-ideelle gasser blir merkbare.

Regnskapsføring av virkninger i reell gass betyr flere variabler som kreves for å beskrive gassens tilstand. Hvis en stasjonær gass er fullstendig beskrevet ved tre mengder: trykk, temperatur, varmekapasitet (adiabatisk indeks) og den bevegelige gass er beskrevet av fire variabler, som også inkluderer hastighet, krever den varme gassen i kjemisk likevekt også statens ligninger for dets kjemiske komponenter, og gassen med prosesser dissosiasjon og ionisering må også inkludere tid som en av variablene i sin tilstand. Generelt betyr dette at på en hvilken som helst valgt tid for en ikke-likevektsstrøm, fra 10 til 100 variabler kreves for å beskrive gassens tilstand. I tillegg advarer den sjeldne hypersoniske strømmen (GP), som vanligvis beskrives i forhold til Knudsen-tallene, ikke Navier-Stokes-ligningene og krever endring. GP er vanligvis kategorisert (eller klassifisert) ved å benytte total energi uttrykt ved total entalpy (mJ / kg), totalt trykk (kPa) og flytende retardasjonstemperatur (K) eller hastighet (km / s).

For tekniske applikasjoner utviklet W. D. Hayes en likhetsparameter nær Vitcomb-romregelen som tillater ingeniører å bruke resultatene av en serie tester eller beregninger utført for en modell til utviklingen av en hel familie med lignende konfigurasjoner av modeller uten ytterligere tester eller detaljerte beregninger.

Modusliste

Hypersonisk flyt er delt inn i mange spesielle tilfeller. Oppgaven av en halvleder til et eller annet strømningsregime er vanskelig på grunn av "uskarphet" av grensene til stater hvor dette fenomenet detekteres i gass eller blir merkbar ut fra det anvendte matematiske modelleringssynspunkt.

Perfekt gass

I dette tilfellet kan passasjerstrømmen betraktes som en ideell gassstrøm. GP i denne modusen avhenger fortsatt av Mach-tallene, og simuleringen styres av temperaturinvarianter, i stedet for en adiabatisk vegg som foregår med lavere hastigheter. Den nedre grensen til dette området tilsvarer hastigheter på ca. 5 M, hvor en SPVRD med subsonisk forbrenning blir ineffektiv, og den øvre grensen tilsvarer hastigheter i området 10-12 M.

Perfekt gass med to temperaturer

Det er en del av et ideelt gasstrømningsregime med store hastigheter hvor luftstrømmen kan anses kjemisk ideell, men vibrasjonstemperaturen og rotasjonstemperaturen til gassen [3] må vurderes separat, noe som fører til to separate temperaturmodeller. Dette er spesielt viktig når du utformer supersoniske dyser, hvor vibrasjonskjøling på grunn av eksitering av molekyler blir viktig.

Dissociated gas

I dette tilfellet begynner gassmolekylene å dissociere når de kommer i kontakt med sjokkbølgen generert av den bevegelige kropp. Strømmen begynner å variere for hver bestemt gass under vurdering med sine egne kjemiske egenskaper. Evnen til apparatets kroppsmateriale til å fungere som katalysator i disse reaksjonene, spiller en rolle i beregningen av overflateoppvarming, hvilket betyr utseendet av avhengigheten av den hypersoniske strømmen på de kjemiske egenskapene til den bevegelige kropp. Regimens nedre grense bestemmes av gassens første komponent, som begynner å dissociere ved en gitt strømnings-retardasjonstemperatur, som tilsvarer nitrogen ved 2000 K. Den øvre grense for dette regimet bestemmes ved igangsetting av ioniseringsprosessene til gassatomer i HJ.

Ionisert gass

I dette tilfellet blir antall elektroner tapt av atomer signifikante og elektronene må modelleres separat. Ofte anses temperaturen til elektrongassen isolert fra andre gasskomponenter. Denne modusen tilsvarer hastighetsområdet til GP 10-12 km / s (> 25 M) og tilstanden til gassen i dette tilfellet er beskrevet ved hjelp av modeller av ikke-radiator eller ikke-emitterende plasma.

Strålingsoverføring dominans modus

Ved hastigheter over 12 km / s begynner varmeoverføring til apparatet å foregå hovedsakelig gjennom stråleoverføring, som begynner å dominere den termodynamiske overføringen sammen med en økning i hastighet. Gassimulering i dette tilfellet er delt inn i to tilfeller:

• optisk tynn - i dette tilfellet antas det at gassen ikke reabsorberer strålingen som kommer fra dens andre deler eller valgte volumenheter;
• optisk tykk - hvor absorpsjonen av stråling ved plasma tas i betraktning, som deretter blir reemitted, inkludert på enhetens kropp.

Modellering av optisk tykke gasser er en vanskelig oppgave, fordi på grunn av beregningen av strålingsoverføringen ved hvert punkt i strømmen øker mengden av beregning eksponentielt med økningen i antall vurderte punkter.

Red Air

Flyvning, Parachutes, Paragliders

Hypersonisk fart

Sovjetisk hypersonisk rakett X-90

Sovjetisk hypersonisk rakett X-90 med brettede vinger

Hypersonisk fart går med en hastighet på fire lydhastigheter og mer. Blant luftfartsspesialister benyttes navnet "lydhastighet" i stedet for "hastighet" oftest. Dette navnet kommer fra etternavnet til den østerrikske forskerfysikeren Ernst Mach (Ernst Mach), som undersøkte de aerodynamiske prosessene som følger med den supersoniske bevegelsen av kropper. Dermed er 1Max en lydhastighet. Følgelig er hypersonisk hastighet FOUR Mach og mer. I 1987 undertegnet statshoferne i Sovjetunionen og USA, Mikhail Gorbatsjov og Ronald Reagan den 7. desember i Washington, Pioneer og Pershing-2-avtalen om eliminering av kjernemissiler på mellomnivå. Som et resultat av denne hendelsen ble det stoppet utviklingen av det sovjetiske strategiske cruisemotivet "X-90", som hadde en hypersonisk flyhastighet. Skaperne av X-90-raketten mottok tillatelse til å gjennomføre bare ett testflyvning. Denne vellykkede testen kan føre til et stort re-utstyr til Sovjet Air Force-flyet med hypersonisk flyhastighet, noe som kunne sikre overlegenhet i Sovjetunionen.

Amerikansk supersonisk eksperimentelt fly Bell X-1

I 1943 begynte det amerikanske flyselskapet "Bell" å skape flyet, som skulle overvinne lydens hastighet. En kule avfyrt fra et rifle flyr raskere enn lydens hastighet, så ingen tenkte på formen på det nye flyets skroget. Hans design antok en stor sikkerhetsmargin. På enkelte steder overgikk laken tykkelsen på en centimeter. Dragen var tung. Om uavhengig start kunne det ikke være noe spørsmål. På himmelen ble det nye flyet hevet ved hjelp av en B-29 bomber. Amerikanske fly designet for å overvinne lydens hastighet, kalt "X-1" (se artikkelen "Ukjent fly"). Fartøyets form av X-1 kan være egnet for hypersonisk flyhastighet.

Det første sovjetiske supersoniske flyet La-176

Sivil testpilot Chalmers Goodlin satte en betingelse - premien for å overvinne lydens hastighet er 150.000 dollar! Da var lønnen til kapteinen til USAF $ 283 per måned. En ung kaptein i en alder av 24 år Chuck Yeager, en militæroffiser, en ass-pilot som skutt ned 19 fascistiske fly, 5 av dem i et slag, bestemte seg for at han ville overvinne lydens hastighet. Ingen visste at under flyet for å overvinne lydens hastighet hadde han to brutte ribber, og hans høyre arm beveget seg ikke veldig bra. Dette skjedde som et resultat av et fall fra en hest under en tur med sin kone dagen før. Chuck Yeager forsto at dette var hans siste fly foran sykehuset og holdt seg stille slik at flyet ikke ble kansellert. Overvinne lydens hastighet vil være det første skrittet mot å flytte til hypersonisk flyhastighet.

Den første sovjetiske ballistiske raketten R-1 på lanseringsposisjonen

I 1947, den 14. oktober, fløy en amerikansk B-29 strategisk bomber inn i himmelen fra en hemmelig flybase med et fly knyttet til bombeområdet. På en høyde på ca 7 km hadde den bemannede romskipet en uvanlig form. Noen få minutter senere var det en døvende bang, som når man fyrte flere våpen på samme tid, men det var IKKE en katastrofe. På den dagen overlevde den amerikanske testpiloten Charles Elwood Yeager, bedre kjent som Chuck Yeager eller Chuck Eager, for første gang i menneskehetens historie lyden på et X-1 EXPERIMENTAL-fly. X-1 supersoniske flyet hadde en maksimal flyhastighet på 1.556 km / t, og dette med en rett vinge, det praktiske X-1 taket er 13.115 meter, den maksimale motortrykket er 2.500 kgf. Landet X-1 selv, i en planleggingsmodus. Senere på samme luftbase, bedre kjent som "Zone-51", som befinner seg på bunnen av den tørre saltvannet Brudgom, i sør i Nevada, ble kjøretøyene testet med hypersonisk flyhastighet.

Den første sovjetiske ballistiske raketten R-1 i flyturen

Siden USA vedtok doktrinen om atomkrig, har antall strategiske bombefly i USA firedoblet. Tusenvis av F-80 og F-82 jetfighters skulle forsvare bomberne. Ett år etter Chuck Yeager overgikk den sovjetiske testlederen Ivan Yevgrafovich Fedorov lydens hastighet på La 176-fighteren.

Den første sovjetiske fløyen "Storm" på lanseringsplaten under lanseringen

Veien til La-176-vingen var 45 grader, den maksimale motortrykket var 2.700 kgf, det praktiske taket var 15.000 m, og maksimalhastigheten var 1,105 km / t. I det øyeblikket syntes 2-3 lydhastigheter å være grensen for bemannede fly. Men på det hemmelige teststedet til Sovjetunionen, selv da, ble det testet et kjøretøy med en hypersonisk flyhastighet. Det var R-1-raketten med en maksimal lufthastighet på 1.465 m / s og et flytområde på 270 km. Prøver av P-1 ble utført på Kapustin Yar teststedet i Astrakhan-regionen. Fremtidige fly som beveger seg med hypersonisk fart, krever ikke bare nye motorer og nye materialer, men også nytt drivstoff. Det hemmelige drivstoffet for R-1 ballistiske raketten var etylalkohol av høyeste renhetskategori.

Den første sovjetiske fløyen "Storm" i flyturen

BALLISTISK rakett R-1 ble utviklet under ledelse av Sergei Pavlovich Korolev. I rettferdighet sier vi at en del av tyske raketspesialister som flyttet til Sovjetunionen etter andre verdenskrig, også deltok aktivt i utviklingen av R-1. R-1-missilet var utgangspunktet for utviklingen av INTERCONTINENTAL ballistiske missiler, som hadde hypersoniske hastigheter og skulle være helt uhåndterlige metoder for å levere atomvåpen. Den første kunstige satellitten på jorden og den første bemannede flyten i rommet var allerede på grunn av utseendet på interkontinentale ballistiske missiler.

Space Shuttle gjenbrukbare amerikanske romfartøy på vei til lanseringskomplekset

Den første vellykkede lanseringen av den sovjetiske ballistiske raketten R-1 ble utført 10. oktober 1948. For å oppnå militær likevekt med USA, var det behov for missiler med et flygebyr på IKKE hundrevis og tusen kilometer. Testene på Korolev-missiler var vellykkede, og hver etterfølgende modell kjøpte en stadig økende hypersonisk flyhastighet og et økende flygebyr. Spørsmålet om å erstatte rakettbrensel er på dagsordenen. Etylalkohol som drivstoff er ikke lenger egnet på grunn av utilstrekkelig brennhastighet og på grunn av utilstrekkelig varmekapasitet, det vil si mengden energi. Faktum er at bare HYDROGEN er egnet som drivstoff for å kunne fly ved hypersonisk fart. Ingen andre kjemiske elementer kan fly så fort! Hydrogen har en høy brennhastighet og høy varmekapasitet, det vil si en høy brenntemperatur mens den har lavest mulig hydrogen brensel. Derfor, når du bruker HYDROGEN, oppnås maksimal motordrift. I tillegg til alt dette HYDROGEN-drivstoffet er ABSOLUTT ØKOLOGISK RENGJØRING. S.P. Korolyov trodde at det var dette drivstoffet som ville løse problemet med bevegelse i nær jord-rom ved hypersoniske flyhastigheter.

Romferie US romferie under baneoperasjon

Det var imidlertid en annen løsning for kosmiske hastigheter. Det ble foreslått av berømte akademikere Mikhail Kuzmich Yangel og Vladimir Nikolaevich Chelomei. Det var en ammoniakkliknende væske og, i motsetning til hydrogen, var enkel og veldig billig å produsere. Men da Korolev lærte hva det var, kom han til HORROR! Dette utmerkede raketbrennstoffet ble kalt HEPTIL. Han viste seg for å være seks ganger et gissel av sinylsyre og i form av graden av fare det korresponderte med ZARIN og FOSGEN giftstoffer! Men Sovjetunionens regjering bestemte seg for at rakettvåpen var viktigere enn mulige konsekvenser, og at de skulle opprettes til enhver pris. Deretter drev Yangel og Chelomey-raketten drivstoff fra heptyl.

Intercontinental R-7 rakett under lansering

I 1954 mottok sovjetiske etterretning en hemmelig melding fra en bosatt i USA, takket være at i Sovjetunionen begynte arbeidet med å skape luftfart med hypersonisk flyhastighet. I USA ble dette prosjektet navngitt Navajo. To måneder etter den hemmelige meldingen ble det gitt en beslutning av sovjetregeringen for å starte etableringen av en strategisk WING-missil. I Sovjetunionen ble utviklingen av et slikt rakett betrodd til S. A. Lavochkin Design Bureau (se artikkelen "Semyon Alekseevich Lavochkin"). Prosjektet ble kalt "Storm". På bare tre år begynte "Tempest" å gjennomgå tester på Kapustin Yar teststed. Konfigurasjonen av "Storm" korresponderte med den moderne amerikanske romfergen "Space Shuttle". På tidspunktet for testen "Storm" ble det kjent at det amerikanske prosjektet "Navajo" LUKKET. Dette skjedde, sannsynligvis på grunn av det faktum at de amerikanske designerne på den tiden ikke kunne skape nødvendige motorer.

Intercontinental missile R-7 i flyturen

"Storm" var ikke designet for hypersonisk flyhastighet, men for litt lavere hastighet, for tre med HALF lydhastighet. Dette skyldes det faktum at den gangen ikke hadde opprettet materialer som tåler oppvarmingen av COVERING tilsvarende hypersonisk hastighet. Dessuten bør de innebygde instrumentene forbli operable ved høy oppvarmingstemperatur. Når de skapte "Storm", begynte de bare å utvikle materialer som tåler disse temperaturforholdene for oppvarming.

På tidspunktet for de tre vellykkede lanseringene av Crui-raketten "Buri", som har opp til hypersonisk fart, har Korolev-raketten, R-7, allerede lansert den første kunstige jordatellitten og den første levende vesen, en mutt som heter Laika, i jordens bane. På dette tidspunkt uttalte sjefen for Sovjetunionen, N.S. Khrusjtsjov, i et intervju for den vestlige pressen, offentlig at R-7-raketten kunne brukes til å installere en NUCLEAR-ladning og slå noe mål i USA. Fra dette øyeblikket ble de interkontinentale ballistiske missiler grunnlaget for Sovjetunionens romrakettforsvar. Cruisemissilen "Storm" ble utført for å utføre samme oppgave, men den sovjetiske regjeringen bestemte seg for at det skulle være for dyrt å dra begge disse programmene samtidig, og "Storm" ble stengt.

Amerikanske eksperimentelle fly X-31Rockwell

På slutten av 1950-tallet og gjennom 1960-tallet ble eksperimenter utført i USA og Sovjetunionen for å skape avansert luftfartsteknologi med hypersoniske flyhastigheter. Men i tette lag av atmosfæren, luftet overopphetet, og noen ganger smeltet, så ble oppnåelsen av hypersonisk fart i atmosfæren igjen og igjen utsatt for en ukjent tid. I USA er det et program for å lage eksperimentelle fly kalt "X", med hjelp av hvilket flyet ved hypersonisk hastighet undersøkes. Det amerikanske militæret hadde høye forhåpninger for det eksperimentelle X-31-flyet, men den 15. november 1967, etter 10 sekunders flytur ved hypersonisk fart, eksploderte X-31. Deretter ble programmet for eksperimentelle fly "X" suspendert, men bare en stund. Så i midten av 1970-tallet ble det oppnådd en hypersonisk flyhastighet på 11,7 hektar (3.7 km / s) på det amerikanske eksperimentelle flyet X-15 på en høyde på ca 100 km.

Amerikanske eksperimentelle fly X-31Rockwell

I midten av 1960-tallet begynte både USA og Sovjetunionen, uavhengig av hverandre og samtidig, å skape allerede masseproduserte fly som flyr til cruiseskipet THREE Mach! Flying med tre lydhastigheter i ATMOSFEREN er en svært vanskelig oppgave! Som et resultat opprettet KB Kelly Johnson ved Lockheed Company og A. I. Mikoyan Design Bureau på MiG (se artikkelen "Artem Ivanovich Mikoyan") to mesterverk av luftfartsteknologi. Amerikanerne - den strategiske etterretningsoffiseren "SR-71" Blackbird (se artikkelen "SR-71"). Russerne er verdens beste MiG-25 interceptor fighter (se MiG-25 artikkelen). Utenfor har SR-71 en svart farge, IKKE på grunn av den svarte maling, men på grunn av ferritbelegget, som fjerner varmen veldig effektivt. Senere ble SR-71 brakt til en hypersonisk flyhastighet på 4.800 km / t. MiG-25 ble vellykket brukt under israelsk-egyptenkriget som et høytliggende rekognosasjonsfly. Hele flyturen på MiG-25 over Israel tok to minutter. Israels luftforsvar hevder at MiG-25 har en THREE WITH HALF lydhastighet (4,410 km / t eller 1,225 m / s)!

Amerikanske eksperimentelle hypersoniske fly X-15 med ekstra drivstofftanker som tømmes etter bruk av drivstoff

Luftoverlegenhet kan gis av luftfartsfart. Som et resultat av arbeidet med dette emnet, fant romfartøyet USAGE Space Shuttle og Sovjet Buran (se artikkelen Buran Spacecraft). Ved landing på jorden kommer gjenbrukbare romfartøy inn i atmosfæren ved første kosmiske hastighet, 7,9 km / s, som er 23,9 ganger lydens hastighet. For å beskytte mot overoppheting når du kommer inn i atmosfæren, er gjenbrukbare romskip utenfor dekket med spesielle keramiske fliser. Det er klart at selv med et IKKE veldig stort brudd på dette keramiske belegget ved hypersonisk fart, vil det oppstå en katastrofe.

Amerikanske eksperimentelle hypersoniske fly X-15 i flyturen

Etter ubrukelig søken etter universelle midler for beskyttelse mot overoppheting, har kampen for luftoverlegenhet skiftet til en annen - ultra-lav høyde. Winged raketter flyttet til en flyghøyde på ca 50 meter, på, til hypersonisk flyhastighet, ca 850 km / t med terreng RELIEF PLAYING-teknologi. Den amerikanske cruise missilen mottok navnet "Tomahawk" (Tomahawk), og den sovjetiske analogen "X-55". Det er vanskelig å oppdage et cruisemotiv ved en radar fordi raketten selv, på grunn av det nyeste homing-systemet, har en liten størrelse og dermed et lite reflekterende område. Dessuten er nederlaget til et cruisemissil vanskelig på grunn av aktiv, uforutsigbar manøvrering under flyturen. Opprettelsen av Sovjet X-55 cruise missil ble betrodd Raduga Design Bureau, ledet av Igor Sergeevich Seleznev.

Amerikanske eksperimentelle hypersoniske fly X-15 etter landing

Imidlertid viste beregningene at den nesten fullstendige usikkerheten til et cruisemissil kun kan gi en hypersonisk flyhastighet på fem til seks ganger lydens hastighet (5-6 Machs), som tilsvarer en hastighet på ca. 2 km / s. Ved første tester av ny teknologi møtte designerne igjen det samme problemet med temperatur overoppheting. Når en gitt hypersonisk flyhastighet ble nådd, oppvarmet overflaten av raketten til nesten 1000 grader Celsius og var den første til å mislykkes kontrollantennen. Så gikk Igor Seleznyov til Leningrad til virksomheten "Leninets", hvor de produserte radio-elektronikk om bord. Spesialister ga ikke en trøstende konklusjon. Det er umulig å lage en guidet rakett som flyr med hypersonisk fart i tette lag av atmosfæren.

Amerikansk strategisk hypersonisk fly SCA Lockheed SR-71 Blackbird

Men et av forskningsinstitusjonene, nemlig Vladimir Georgievich Freinstadt, foreslo en original idé. Hvorfor bør ikke parafin om bord på cruise missil brukes som drivstoff for homing hodet som et drivstoff? Forsøk ble utført for å lage et kjølesystem ved bruk av brensel, petroleum. Under arbeidet kom Freinstadt til den konklusjon at parafin ikke hadde nok energi til å fly med hypersonisk fart, og at det nødvendige drivstoffet for hypersonisk hastighet var HYDROGEN. Men Freinstadt foreslo å få hydrogen fra petroleumsprodukt rett om bord på raketten. Konseptet med en slik motor ble kalt Ajax.

Gjenbrukbart sovjetisk romfartøy "Buran" Termisk isolasjonsbelegg på skipet som består av spesielle keramiske fliser er tydelig synlig

På den tiden syntes denne ideen for fantastisk. Som et resultat ble en cruise missil med en subsonisk flyhastighet av X-55 vedtatt. Men selv en slik rakett har blitt en fremragende vitenskapelig og teknisk prestasjon. Korte spesifikasjoner av X-55 cruise missil: lengde - 5,88 m; kasse diameter - 0,514 m; vingerpanel - 3,1 m; startvekt - 1195 kg; flyavstand - 2 500 km; flyhastighet - 770 km / t (214 m / s); flyghøyde fra 40 til 110 m; warhead weight - 410 kg; Warhead Power - 200 kt; slå nøyaktighet opp til 100 m. I 1983, etter introduksjonen av Kh-55 cruise missil i tjeneste ved Forsvarsdepartementet, var spørsmålet om å begrense etableringen av en motor som gir hypersonisk flyhastighet. Men det var nettopp i år at emnet hypersoniske fly begynte å dukke opp oftere i rapporter fra sovjetisk intelligens.

Sovjetisk romferie "Buran" i bane

Som en del av Star Wars-programmet begynte den amerikanske regjeringen å finansiere utviklingen av biler som flyr i atmosfæren og i rommet. I utgangspunktet skulle nye luftfartsvåpen være kjøretøy med hypersonisk flyhastighet. Etter den vellykkede opprettelsen av X-55, begynte Igor Seleznev, uten å vente på etableringen av den nåværende modellen av Ajax-maskinen, å utvikle et cruiseviril som flyr med hypersonisk fart. En slik missil var cruise-missilen "X-90", som skulle fly på tradisjonell petroleum med en hastighet på mer enn 5 maskiner. KB Selezneva klarte å løse problemet med temperatur overoppheting. Det ble antatt at X-90 vil starte fra STRATOSPHERE. På grunn av dette ble temperaturen på rakettlegemet redusert til et minimum. Imidlertid var det en annen grunn til vedtakelsen av en slik høyde raket lansering. Faktum er at det på dette tidspunktet mer eller mindre lærte å skyte ned ballistiske missiler, lære å skyte ned fly og lærte hvordan man kunne skyte ned cruisemissiler som flyr på ultra lave høyder med subsoniske flyhastigheter. Bare ett lag av stratosfæren forblir intakt - det er laget mellom atmosfæren og kosmos. Ideen oppsto for å "flush" ubemerket nettopp i regionen av stratosfæren, ved hjelp av hypersonisk fart.

Amerikansk cruise missil "Tomahawk" Lansering fra en skipinstallasjon

Men etter den første vellykkede lanseringen av X-90 ble alt arbeidet på denne raketten stoppet. Dette skjedde takket være rekkefølgen til den nye lederen av Sovjetunionen, MS Gorbachev. På den tiden i Leningrad organisert Vladimir Frainstadt en gruppe entusiastiske forskere for å skape Ajax hypersoniske motoren. Denne gruppen av Freinstadt skapte ikke bare en enhet for behandling av petroleum i hydrogen, men lærte også å kontrollere destruktive PLASMA rundt enheten, som oppstår under flyet ved hypersonisk fart. Dette markerte et teknologisk gjennombrudd av alle bemannede fly! Freinstadt-gruppen begynte å forberede den første flyten av den hypersoniske modellen. I 1992 ble Ajax-prosjektet imidlertid stengt på grunn av opphør av finansiering. På 1980-tallet, i Sovjetunionen, var utviklingen av fly som flyr ved hypersoniske hastigheter i fremste rekke i verden. Dette grunnlaget ble bare tapt på 1990-tallet.

Amerikansk cruise missil "Tomahawk" like før du slår målet

EFFEKTIVITETEN og FAREEN til kampfly som flyr med hypersonisk fart var åpenbart selv da på 1980-tallet. I 1998, i begynnelsen av august, drev kraftige eksplosjoner i umiddelbar nærhet av de amerikanske ambassader i Kenya og Tanzania. Disse eksplosjonene ble arrangert av Alkaida verdens terroristorganisasjon, som ble ledet av Usama Bin Laden. I samme år, den 20. august, fyrte amerikanske skip i Arabiahavet åtte Tomahawk cruise missiler. To timer senere ramte missiler territoriet til terroristleiren i Afghanistan. Videre rapporterte agenter i en hemmelig rapport til USAs president, B. Clinton, at hovedmålene for missilangrepet på Alkaida-basen i Afghanistan ikke ble oppnådd. En halv time etter lanseringen av missilene ble Bin Laden om missiler som flyr på ham, advart av satellittkommunikasjon og forlatt basen omtrent en time før eksplosjonene. Fra dette resultatet konkluderte amerikanerne at en slik kampoppgave kunne utføres av raketter bare ved en hypersonisk flyhastighet.

Russisk cruise missil X-55 før du installerer på et fly

Noen dager senere inngikk det amerikanske forsvarsdepartementets avanserte utviklingsavdeling en langsiktig kontrakt med Boeing-selskapet. Flyselskapet mottok en multi-milliard dollar rekkefølge for å skape en universell cruise missil med en hypersonisk flyhastighet, SIX Mach. Ordren er blitt et stort prosjekt som vil gjøre det mulig for USA å skape lovende våpen og luftfartssystemer. I fremtiden kan hypersoniske enheter i løpet av utviklingen bli til INTERMEDIATE enheter, som gjentatte ganger kan passere fra atmosfæren til rom og tilbake, mens manøvrering aktivt. Slike kjøretøy, på grunn av deres ikke-standardiserte og uforutsigbare flytur, kan være svært farlige.

Russisk cruise missil X-55 før installasjon på Tu-160

I juli 2001 ble lanseringen av det eksperimentelle X-43A-flyet utført i USA. Han måtte oppnå hypersonisk flyhastighet, Seven Mach. Men enheten krasjet. Generelt er etableringen av utstyr med en hypersonisk flyghastighet for DIFFICULTIES sammenlignbar med etableringen av atomvåpen. De siste amerikanske hypersoniske cruise missiler forventes å fly på stratosfæren. Nylig begynte rase til å lage en hypersonisk enhet igjen. Motoren til den nye hypersoniske raketten kan bli plasma, det vil si temperaturen på den brennbare blandingen som brukes i motoren, blir lik den varme PLASMA. Det er ennå ikke mulig å forutsi tidspunktet for utseendet på enheter med hypersonisk flyhastighet i Russland på grunn av utilstrekkelig finansiering.

Amerikanske eksperimentelle hypersoniske fly X-43A

Formentlig i 2060-årene, vil verden begynne en massiv overgang av passasjerfly som flyr over avstander på mer enn 7.000 km, ved hypersoniske flyhastigheter med flyghøyder fra 40 til 60 km. I 2003 finansierte amerikanerne sin forskning for deres fremtidige utvikling av passasjerfly med hypersonisk flyhastighet på det sovjetiske supersoniske passasjerflyet Tu-144 (se artiklene Tu-144 og Alexey Andreevich Tupolev). På en gang ble Tu-144 laget i mengden 19 stykker. I 2003 ble en av de tre gjenværende Tu-144-tallene reparert og omgjort til et flygelaboratorium i RUSSIS-AMERIKAN-programmet for å teste ny generasjon flysystemer. Amerikanerne var fornøyd med Sovjet-Tu-144.

Sovjetiske supersoniske passasjerfly Tu-144

De første ideene om rakettflyvende fly, hypersoniske fly som flyr med en hastighet på 10-15 Machs, dukket opp så langt tilbake som 1930-tallet. Imidlertid hadde selv de mest fremsynte designerne liten ide om hvilke vanskeligheter ideen måtte møte, Å DELE TIL HVOR PUNKTER AV VÅR PLANET I EN HALF I EN TIM. Ved hypersoniske flyhastigheter i atmosfæren oppvarmes kantene av vingene, luftinntakene og andre deler av flyet til smeltepunktet for aluminiumlegeringer. Derfor er etableringen av fremtidige hypersoniske fly helt forbundet med kjemi, metallurgi og utvikling av nye materialer.

Sovjetisk supersonisk passasjerfly Tu-144 Etter landing ble bremseskjermer utgitt

Konvensjonelle jetmotorer med en hastighet på THREE Mach er ikke lenger effektive (se artikkelen "Aviation Innovations"). Med en ytterligere økning i fart, er det nødvendig å gi muligheten for at den mest FORGING-luftstrømmen utfører, kompressorens rolle, komprimering av luften. Det er nok for dette, INPUT-delen av motoren er å gjøre SUBJECTING. Med hypersonisk flyhastighet er kompresjonsforholdet for innkommende luftstrøm slik at temperaturen blir 1500 grader. Motoren blir til den såkalte DIRECT-FLOWING-motoren, uten at det er roterende deler i det hele tatt. Men samtidig fungerer det virkelig!

Amerikanske eksperimentelle hypersoniske fly X-43A med Pegasus-rakettpropeller festet til en B-52 bombefly plassert på bakken

På en gang var den sovjetiske forskeren Vladimir Georgievich Freinstadt engasjert i problemene med kjøling med fotogen, atomvåpen som flyr fra verdensrommet. Nå bruker designerne av hele verden, takket være sin forskning, effekten av en brå økning i forbrenningsenergien til overopphetet parafin på grunn av bruken frigjort ved slike høye temperaturer på HYDROGEN. Denne effekten gir svært høy effekt til motoren, noe som gir hypersonisk flyhastighet. I 2004 satte amerikanerne to hastighetsrekorder for ubemannede rakettflyvninger. X-43A ble løsrevet fra V-52 bombeflyen i en høyde på 12.000 meter. Pegasus-raketten økte hastigheten til THREE Mach, og deretter lanserte X-43A sin motor. Den maksimale flyhastigheten til X-43A var 11.265 km / t (3.130 m / s), som tilsvarer 9,5 lydhastigheter. Flyging i toppfart tok 10 sekunder i en høyde på 35.000 meter. Med en hastighet på 9,5 Makhov vil flyet fra Moskva til New York ta litt mindre enn 43 minutter. Amerikanske forskere fortsetter å flytte luftfartsfag.

Amerikansk eksperimentelt hypersonisk fly X-43A med en Pegasus-rakettpropeller festet til en B-52 bombefly i fly

Amerikansk eksperimentelt hypersonisk fly X-43A i flukt etter separasjon fra B-52