L'avió hipersònic més ràpid del món. Avions hipersònics russos

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Un avió de passatgers normal vola a una velocitat d'uns 900 km/h. Un avió de caça pot assolir unes tres vegades la velocitat. Tanmateix, els enginyers moderns de la Federació de Rússia i d' altres països del món desenvolupen activament màquines encara més ràpides: avions hipersònics. Quines són les especificitats dels conceptes respectius?

Criteris per a un avió hipersònic

Què és un avió hipersònic? Per això s'acostuma a entendre un aparell capaç de volar a una velocitat moltes vegades superior a la del so. Els enfocaments dels investigadors per determinar el seu indicador específic varien. Hi ha una metodologia molt estesa segons la qual un avió s'ha de considerar hipersònic si és un múltiple dels indicadors de velocitat dels vehicles supersònics moderns més ràpids. Que són uns 3-4 mil km / h. És a dir, un avió hipersònic, si seguiu aquesta metodologia, hauria d'arribar a velocitats de 6.000 km/h.

No tripulat ivehicles controlats

Els enfocaments dels investigadors també poden diferir pel que fa a la determinació dels criteris per classificar un dispositiu concret com a aeronau. Hi ha una versió que només es poden considerar com a tals aquelles màquines que estan controlades per una persona. Hi ha un punt de vista segons el qual un vehicle no tripulat també es pot considerar un avió. Per tant, alguns analistes classifiquen les màquines del tipus en qüestió en les que estan subjectes al control humà i les que funcionen de manera autònoma. Aquesta divisió es pot justificar, ja que els vehicles no tripulats poden tenir característiques tècniques molt més impressionants, per exemple, en termes de sobrecàrrega i velocitat.

Al mateix temps, molts investigadors consideren els avions hipersònics com un únic concepte, per al qual l'indicador clau és la velocitat. No importa si una persona està asseguda al capdavant del dispositiu o si la màquina està controlada per un robot; el més important és que l'avió sigui prou ràpid.

Enlairament: en solitari o amb l'assistència?

És habitual una classificació d'avions hipersònics, que es basa en classificar-los com aquells que poden enlairar de manera independent o aquells que requereixen col·locar-los en un transportista més potent: un coet o un avió de càrrega. Hi ha un punt de vista segons el qual és legítim referir-se als aparells del tipus considerat principalment aquells que són capaços d'enlairar-se de manera independent o amb la mínima implicació d' altres tipus d'equips. Tanmateix, aquells investigadors que creuen que el principal criteri que caracteritza un avió hipersònic és la velocitatser primordial en qualsevol classificació. Tant si es tracta de classificar el dispositiu com a no tripulat, controlat, capaç d'enlairar-se sol o amb l'ajuda d' altres màquines, si l'indicador corresponent arriba als valors anteriors, vol dir que estem parlant d'un avió hipersònic..

Problemes principals de les solucions hipersòniques

Els conceptes de solucions hipersòniques tenen moltes dècades. Al llarg dels anys de desenvolupament del tipus de vehicles corresponent, els enginyers mundials han anat resolent una sèrie de problemes significatius que impedeixen objectivament que es posi en marxa la producció d'"hipersound", de manera similar a l'organització de la producció d'avions turbohèlix..

La principal dificultat en el disseny d'avions hipersònics és la creació d'un motor que pugui ser prou eficient energèticament. Un altre problema és l'alineació de la protecció tèrmica necessària de l'aparell. El cas és que la velocitat d'un avió hipersònic en els valors que hem considerat anteriorment implica un fort escalfament del casc a causa de la fricció contra l'atmosfera.

Avui veurem diverses mostres de prototips reeixits d'aeronaus del tipus corresponent, els desenvolupadors dels quals van poder avançar significativament per resoldre amb èxit els problemes assenyalats. Estudiem ara els desenvolupaments mundials més famosos pel que fa a la creació d'avions hipersònics del tipus en qüestió.

L'avió més ràpid de Boeing

L'avió hipersònic més ràpid del món, segons alguns experts, és el Boeing X-43A nord-americà. Així, durant les proves d'aquest dispositiu, es va registrar que va assolir la velocitatsuperior als 11 mil km/h. Això és aproximadament 9,6 vegades la velocitat del so.

Què té d'especial l'avió hipersònic X-43A? Les característiques d'aquest avió són les següents:

- la velocitat màxima registrada a les proves - 11.230 km/h;

- envergadura - 1,5 m;

- longitud de la caixa - 3,6 m;

- motor - flux directe, reactor de combustió supersònica;

- combustible: oxigen atmosfèric, hidrogen.

Es pot destacar que el dispositiu en qüestió és un dels més respectuosos amb el medi ambient. El fet és que el combustible utilitzat pràcticament no implica l'alliberament de productes de combustió nocius.

L'avió hipersònic X-43A va ser desenvolupat gràcies als esforços conjunts dels enginyers de la NASA, així com d'Orbical Science Corporation i Minocraft. L'avió va ser creat durant uns 10 anys. En el seu desenvolupament es van invertir uns 250 milions de dòlars. La novetat conceptual de l'aeronau en qüestió és que va ser concebuda per provar l'última tecnologia per garantir el funcionament de l'empenta motriu.

Desenvolupat per Orbital Science

Orbital Science, que, com hem assenyalat anteriorment, va participar en la creació del dispositiu X-43A, també va aconseguir crear el seu propi avió hipersònic: X-34.

La seva velocitat màxima supera els 12.000 km/h. És cert que durant les proves pràctiques no es va aconseguir; a més, no va ser possible aconseguir l'indicador mostrat per l'avió X43-A. Considerat avióel dispositiu s'accelera quan s'activa el coet Pegasus, que funciona amb combustible sòlid. El X-34 es va provar per primera vegada l'any 2001. L'avió en qüestió és significativament més gran que el dispositiu de Boeing: la seva longitud és de 17,78 m, l'envergadura és de 8,85 m. L' altitud màxima de vol del vehicle hipersònic d'Orbical Science és de 75 quilòmetres.

Aeronau procedent d'Amèrica del Nord

Un altre avió hipersònic conegut és el X-15, produït per North American. Els analistes es refereixen a aquest aparell com a experimental.

Està equipat amb motors de coets, la qual cosa dóna motius a alguns experts per no classificar-lo com un avió. Tanmateix, la presència de motors de coets permet que el dispositiu, en particular, faci vols suborbitals. Així, durant una de les proves d'aquesta modalitat, va ser provada pels pilots. L'objectiu de l'aparell X-15 és estudiar les especificitats dels vols hipersònics, avaluar determinades solucions de disseny, nous materials i característiques de control d'aquestes màquines en diverses capes de l'atmosfera. Cal destacar que el concepte del projecte es va aprovar l'any 1954. X-15 vola a una velocitat de més de 7 mil km / h. El seu rang de vol és de més de 500 km, la seva altitud supera els 100 km.

L'avió de producció més ràpid

Els vehicles hipersònics que hem estudiat més amunt pertanyen realment a la categoria d'investigació. Serà útil tenir en compte algunes mostres en sèrie d'aeronaus amb característiques properes a les hipersòniques o (segons una metodologia o una altra) hipersoniques.

Entre aquestes màquines hi ha el desenvolupament nord-americà de l'SR-71. Alguns investigadors no estan inclinats a classificar aquest avió com a hipersònic, ja que la seva velocitat màxima és d'uns 3,7 mil km / h. Entre les seves característiques més destacades destaca el seu pes a l'enlairament, que supera les 77 tones. La longitud de l'aparell és de més de 23 m, l'envergadura és de més de 13 m.

Un dels avions militars més ràpids és el MiG-25 rus. El dispositiu pot assolir velocitats de més de 3, 3 mil km / h. El pes màxim a l'enlairament de l'avió rus és de 41 tones.

Així, en el mercat de solucions en sèrie, de característiques properes a les hipersòniques, la Federació Russa es troba entre els líders. Però què es pot dir sobre els desenvolupaments russos en termes d'avions hipersònics "clàssics"? Els enginyers de la Federació Russa són capaços de crear una solució que sigui competitiva amb les màquines de Boeing i Orbital Scence?

vehicles hipersònics russos

En aquests moments, l'avió hipersònic rus està en desenvolupament. Però és força activa. Estem parlant de l'avió Yu-71. Les seves primeres proves, a jutjar pels informes dels mitjans de comunicació, es van dur a terme el febrer de 2015 a prop d'Orenburg.

S'espera que l'avió s'utilitzi amb finalitats militars. Així, un vehicle hipersònic serà capaç, si cal, de lliurar armes d'atac a distàncies considerables, controlar el territori i també ser utilitzat com a element d'aviació d'atac. Alguns investigadors creuen que el 2020-2025. les Forces de míssils estratègics rebran uns 20 avionstipus adequat.

Hi ha informació als mitjans de comunicació que l'avió hipersònic rus que s'està considerant es col·locarà al míssil balístic Sarmat, que també es troba en fase de disseny. Alguns analistes creuen que el vehicle hipersònic Yu-71 en desenvolupament no és més que una ogiva que s'haurà de separar d'un míssil balístic en el segment final de vol, de manera que, gràcies a l' alta maniobrabilitat característica d'un avió, pugui superar el míssil. sistemes de defensa.

Projecte Ajax

Entre els projectes més destacats relacionats amb el desenvolupament d'avions hipersònics es troba l'Ajax. Estudiem-ho amb més detall. Avions hipersònics "Ajax" - un desenvolupament conceptual dels enginyers soviètics. A la comunitat científica, es va començar a parlar-ne als anys 80. Entre les característiques més destacades hi ha la presència d'un sistema de protecció tèrmica, que està dissenyat per protegir la carcassa del sobreescalfament. Així, els desenvolupadors de l'aparell Ajax van proposar una solució a un dels problemes "hipersònics" que hem identificat anteriorment.

L'esquema tradicional de protecció tèrmica de les aeronaus implica la col·locació de materials especials al cos. Els desenvolupadors d'Ajax van proposar un concepte diferent, segons el qual se suposava que no havia de protegir el dispositiu de l'escalfament extern, sinó deixar entrar calor al cotxe, alhora que augmentava el seu recurs energètic. El principal competidor de l'aparell soviètic va ser l'avió hipersònic Aurora, creat als Estats Units. No obstant això, a causa del fet que els dissenyadors de l'URSS han ampliat significativament les possibilitatsconcepte, el nou desenvolupament es va encarregar de la més àmplia gamma de tasques, en particular, la recerca. Podem dir que l'Ajax és un avió hipersònic polivalent.

Fem un cop d'ull a les innovacions tecnològiques proposades pels enginyers de l'URSS.

Per tant, els desenvolupadors soviètics de l'Ajax van proposar utilitzar la calor generada com a resultat de la fricció del cos de l'avió contra l'atmosfera, per convertir-la en energia útil. Tècnicament, això es podria implementar col·locant petxines addicionals a l'aparell. Com a resultat, es va formar una cosa així com un segon edifici. La seva cavitat s'havia d'omplir amb algun tipus de catalitzador, per exemple, una barreja de material combustible i aigua. La capa d'aïllament tèrmic feta d'un material sòlid a Ajax s'havia de substituir per una de líquida, que, d'una banda, havia de protegir el motor, d' altra banda, contribuiria a una reacció catalítica, que, Mentrestant, podria anar acompanyat d'un efecte endotèrmic: el moviment de calor de les parts exteriors del cos a l'interior. Teòricament, el refredament de les parts externes de l'aparell podria ser qualsevol cosa. Al seu torn, s'havia d'utilitzar l'excés de calor per augmentar l'eficiència del motor de l'avió. Al mateix temps, aquesta tecnologia permetria generar espècies d'hidrogen lliure a causa de la reacció del combustible.

De moment, no hi ha informació disponible per al públic en general sobre la continuació del desenvolupament de l'Ajax, però els investigadors consideren molt prometedor posar en pràctica els conceptes soviètics.

Vehicles hipersònics xinesos

CompetidorRússia i els EUA en el mercat de solucions hipersòniques és la Xina. Entre els desenvolupaments més famosos dels enginyers de la Xina es troba l'avió WU-14. És un planador hipersònic muntat en un míssil balístic.

ICBM llança un avió a l'espai, des d'on la màquina baixa bruscament, desenvolupant una velocitat hipersònica. L'aparell xinès es pot muntar en diversos ICBM amb un abast de 2.000 a 12.000 km. Es va trobar que durant les proves, el WU-14 va poder assolir velocitats superiors als 12 mil km/h, convertint-se així en l'avió hipersònic més ràpid segons alguns analistes..

Al mateix temps, molts investigadors creuen que el desenvolupament xinès no és del tot legítim atribuir-lo a la classe d'aeronaus. Per tant, la versió està molt estesa, segons la qual el dispositiu s'ha de classificar precisament com una ogiva. I molt efectiu. Quan baixeu a una velocitat marcada, fins i tot els sistemes de defensa antimíssils més moderns no podran garantir la intercepció de l'objectiu corresponent.

Es pot assenyalar que Rússia i els Estats Units també estan desenvolupant vehicles hipersònics utilitzats amb finalitats militars. Al mateix temps, el concepte rus, segons el qual se suposa que ha de crear màquines del tipus corresponent, difereix significativament, com ho demostren les dades d'alguns mitjans, dels principis tecnològics implementats pels nord-americans i els xinesos. Per tant, els desenvolupadors de la Federació Russa concentren els seus esforços en el camp de la creació d'avionsvehicles equipats amb un motor estatorreactor capaç de ser llançat des de terra. Rússia està planejant la cooperació en aquesta direcció amb l'Índia. Els dispositius hipersònics, creats segons el concepte rus, segons alguns analistes, es caracteritzen per un cost més baix i un abast més ampli.

Al mateix temps, l'avió hipersònic rus, que hem esmentat anteriorment (Yu-71), suggereix, segons alguns analistes, la mateixa ubicació als ICBM. Si aquesta tesi resulta ser certa, es pot dir que enginyers de la Federació Russa estan treballant simultàniament en dues àrees conceptuals populars en la construcció d'avions hipersònics.

CV

Per tant, probablement l'avió hipersònic més ràpid del món, si parlem d'avions, independentment de la seva classificació, aquest segueix sent el xinès WU-14. Encara que cal entendre que la informació real sobre ell, incloses les relacionades amb les proves, es pot classificar. Això és coherent amb els principis dels desenvolupadors xinesos, que sovint s'esforcen per mantenir en secret la seva tecnologia militar a qualsevol preu. La velocitat de l'avió hipersònic més ràpid supera els 12.000 km/h. Està "posant-se al dia" amb el desenvolupament nord-americà del X-43A: molts experts consideren que és el més ràpid. Teòricament, l'avió hipersònic X-43A, així com el xinès WU-14, poden posar-se al dia amb el desenvolupament d'Orbical Science, dissenyat per a una velocitat de més de 12 mil km/h.

Les característiques de l'avió rus Yu-71 encara no són conegudes pel públic en general. És possible que estiguin a prop dels paràmetresavions xinesos. Els enginyers russos també estan desenvolupant un avió hipersònic capaç d'enlairar no basant-se en ICBM, sinó de manera independent.

Els projectes actuals d'investigadors de Rússia, la Xina i els EUA estan connectats d'alguna manera amb l'esfera militar. Els avions hipersònics, independentment de la seva possible classificació, es consideren principalment com a portadors d'armes, molt probablement nuclears. Tanmateix, en els treballs d'investigadors d'arreu del món hi ha tesis que els "hiperso", com la tecnologia nuclear, poden ser pacífics.

Es tracta de l'aparició de solucions assequibles i fiables que permetin organitzar la producció massiva de màquines del tipus adequat. L'ús d'aquests dispositius és possible en la més àmplia gamma de branques del desenvolupament econòmic. És probable que la major demanda d'avions hipersònics es trobi a les indústries espacials i de recerca.

A mesura que el cost de les tecnologies de fabricació de les màquines corresponents s'abarati, les empreses de transport poden començar a mostrar interès a invertir en aquests projectes. Les corporacions industrials, els proveïdors de diversos serveis poden començar a considerar l'"hiperso" com una eina per augmentar la competitivitat de les empreses pel que fa a l'organització de les comunicacions internacionals.