Son zamanlarda, her gün hipersonik mesajlarla karşılaşıyorsunuz: "Füzelerin savaş başlıkları manevra yapıyor, hipersoundda ve kıtalararası menzilde uçuyor…" "Rusya'da hipersonik bir ramjet motoru test ediliyor!" Ve diğerleri ve diğerleri.
Sokaktaki sıradan bir adamın gözlerinin önünde hemen fantastik bir resim yükseliyor - hipersonik uçaklar havalanıyor ve füzeleriyle yine hipersonik, kıtalararası hedeflere çarpıyor … Hem uçakların kendileri hem de scramjet füzeleri görünmez ve önlenmiyor.
Öyle mi? Görelim
yazı yine denk geldi "Hipersonik, doğrudan akış, uçar" 1991'den "Teknoloji - Gençlik" bölümünde.
Makale şöyle diyor: “Scramjet motoru veya dedikleri gibi“hipersonik doğrudan akış”, 2-3 saat içinde Moskova'dan New York'a uçmaya izin verecek, kanatlı makineyi atmosferden uzaya bırakacak. Bir uzay uçağı, Zenger'de olduğu gibi bir güçlendirici uçağa veya mekikler ve Buran'da olduğu gibi bir fırlatma aracına ihtiyaç duymayacak - kargonun yörüngeye teslimi neredeyse on kat daha ucuza mal olacak. Makale, CIAM araştırmacıları Yuri SHIKHMAN ve Vyacheslav SEMENOV tarafından yazılmıştır.
Enstitü ile ilgili birçok çalışmaya onlarla birlikte katıldığım için elbette ikisini de çok iyi tanıyordum. Scramjet konusu dahil. Çalışmanın benim bölümüm ana ve ana olanlara ait olmasa da, yine de gerekli ve önemliydi. Bu çalışmaya 84 yılında genç bir uzman ve genç bir araştırmacı olarak katıldım. O zaman, Ruvim Isaevich Kurziner, CIAM'deki "Soğuk" konulu tüm çalışmalarda hala liderdi.
"Soğuk" konusunda deneyimli scramjet motor veya hipersonik uçuş laboratuvarının (HLL) bir parçası olarak 057 ürünü, ana görevi bir yakıt-hava karışımının yanma olasılığını göstermek olan bir araştırma nesnesiydi. yanma odası devresindeki bir çalışma sıvısının çıkışının süpersonik hızı. Yerdeki tüm yanma modlarını simüle etmek mümkün değildi, bu nedenle böyle bir problemin gerçek uçuş koşullarında araştırılmasına karar verildi.
С-200В (SA-5) kompleksinin bir uçaksavar füzesi 5В28, çalışma için taşıyıcı, hızlandırıcı ve simüle uçuş modları olarak kullanıldı. GLL'nin bir yakıt deposu ve kontrol ve bakım sistemlerine sahip bir scramjet motoruyla yerleştirildiği baş kısmı yerine.
GLL'nin bir scramjet ile ilk uçuşu 28 Kasım 1991'de gerçekleştirildi. Scramjet motorunun ilk uçuş testinde, maksimum M sayısı 5, 8 idi, motor toplam 28 sn çalıştı, uçuş sırasında iki kez otomatik olarak açıldı. Böylece dünyada ilk kez uçuş test koşulları altında hipersonik bir ramjet motorunun performansı (2006 tarihli "Motor" dergisi No. 6).
1991-98'de yaklaşık 8 fırlatma yapıldı (fırlatmalar dahil). Rus uzmanlara ek olarak, Fransızlar, 1992 ve 1995'te Fransız Ulusal Bilim Merkezi (ONERA) ile sözleşmeler altında ve 1997 ve 1998'de - ABD ile bir sözleşme kapsamında Amerikalılar deneysel scramjet motorunun çalışmalarına katıldı. Ulusal Uzay Ajansı (NASA).
Böylece, 20 yıldan fazla zaman geçti. Neyimiz var?
Hipersonik uçak var mı, yani hiper hızda uçan (M> 5)? Orada
İlk olarak, Buran yörünge araçları ve mekik vardı.
Örneğin, "Buran" yörüngesinden dönüş, 100 km yükseklikte ve 20'ye kadar yaklaşık 8000 km mesafede hipersoundda yaklaşık yarım saat planlıyor.
OK "Buran" ın taktik ve teknik özellikleri hipersonik hızlarda iniş modunda:
• Fırlatma ağırlığı - 105 ton
• İniş pistine uzaklık - 8270 km
• İniş yörüngesindeki hız - 7, 592 … 0, 520 km / s (27.330-1.872 km / s) yakl. 27-1, 8Maks
• İniş irtifa aralığı - 100 … 20 km
Bir "düşünce deneyi" yapalım. "Hipersonik yörünge uzay aracı" "Buran" ın tüm bu iniş profilini geri döndürmek mümkün mü?
Yapabilmek!
Sadece bunun için bir "Energia" taşıyıcı roketine ihtiyacımız var.
"Ya GPRD'deyse?" - okuyucu soracak. Yapabilmek. Ancak bunun için GPJE'nin moda ulaşmasını sağlamak için önce tüm sistemi PRD'ye benzer bir şeyle "itmek" gerekecektir. hızlanan "toz". Ardından, motorları depolanmış oksijenle veya temiz bir roket motoruyla "besleyerek" dairesel bir yörüngeye getirin. Sonuç olarak, scramjet motorunda atmosferik oksijen kullanıldığında oksitleyici üzerindeki "tasarruf" iyi, yaklaşık %20 olacaktır. Ama sonra Tanrı'nın yasakladığı o kadar çok zorluk var ki!
Mühendisler, dıştan takmalı hava kullanan bu tür "ekonomik sistemleri" mi tasarladılar? Evet, gerektiği kadar! Aynı "Zenger" ve "Hotol".
Ve … mütevazi bir şekilde söyleyelim - şimdi dünyaca ünlü Topol ICBM'nin ilk versiyonları. Evet kesinlikle! Bütün bu sisteme "Gnome" adı verildi.
"Gnome", birinci aşama ramjet katı yakıtlı tahrik motoru, ikinci ve üçüncü aşama katı yakıtlı motorlar ve bir hızlandırıcı ile donatılmış üç aşamalı bir kıtalararası balistik füzedir. Tasarım, 60'lı yılların başından itibaren Boris Shavyrin liderliğindeki Makine Mühendisliği Tasarım Bürosunda (Kolomna) gerçekleştirildi.
Maksimum atış menzili, km 11000
Fırlatma ağırlığı, t 29
Yük ağırlığı, kg 470
Füze uzunluğu, m 16, 14
Adım sayısı 3
Daha sonra MIT'nin tasarımcısı A. D. Nadiradze, mobil bir OTR "Temp" yaratma deneyimine dayanarak, geleneksel katı yakıtlı motorlarda bir ICBM projesi önerdi. Savunma Sanayii Bakanlığı liderliği tarafından desteklendi ve sonuç olarak 45 tonluk mobil kara kıtalararası "Temp-2S" aldık. Dahası, modernizasyonu ve iyileştirilmesi - "Öncüler" (RSD) ve "Topol" (MBR) … Birçoğu bunu sinsiliği olarak görüyor (vaat edilen 29 yerine 45 ton). Yine de, aynı şey "Gnome" için de olabilirdi. Hesaplamalar bir şeydir - pratik uygulama tamamen başka bir şeydir!
Süpersonik kıtalararası seyir füzesi "Tempest" ("ürün 351"), scramjet motorlu bir uçağın gerekli parametrelerine en yakın olan.
Uzunluk, m - 20, 396
Kanat açıklığı, m - 7, 746
Yükseklik, m - 6, 642
Kanat alanı, m2 - 44.6
Fırlatma ağırlığı, kg - 98.280
İlk destek aşamasının kütlesi, kg - 33.522
Savaş başlığı ağırlığı, kg - 3403
Seyir hızı, km / s - 3300
Uçuş yüksekliği, km - 18 - 25, 5
Menzil, km - 7830
Tamamen teorik olarak, modern malzemeler, yakıtlar, katı yakıtlı "hızlandırıcılar" kullanan bu sistem, muhtemelen Mach 5'e kadar hızlandırılabilir. Ancak soru şu: mevcut ICBM'ler üzerinde süper üstünlüğe sahip olacak mı?
Maksimum menzilde hedefe ulaşma süresi yaklaşık 1,5 saat (ICBM - 30 dakika) olacaktır.
Bazı faydalar olacaktır - örneğin, algılama gecikmesi.
ICBM'ler, ilk olarak, ilk meşale ve ikinci olarak, balistik yörüngenin yüksek yükselen yüksekliği (1600 km'ye kadar) oldukça hızlı bir şekilde tespit edilir.
Son "Topol-M" ve "Yarsy" ve aynı aileden diğerleri, örneğin, yarı tarz dairesel rotalarda (100-200 km) uçabilseler de, bu yüzden güç-ağırlık oran ve kütle, balistik yörüngeler için optimize edilmiş sıska "Minutemans" dan önemli ölçüde farklıdır.
Bu bağlamda, bir NASA (veya Pentagon) roket mühendisinin yakıcı coşkusunu hatırlıyorum - "de, Ruslar roket yapmayı bilmiyorlar, hatta 70'lerde geliştirilen bizimkinden daha ağır ve daha büyük modern olanları bile var. " Ancak ünlemler kısa sürede söndü. Görünüşe göre, daha nitelikli yoldaşlar ona sorunun ne olduğunu açıkladı …
Öyleyse, hipersonik füze uçaklarıyla ilgili asıl soru şudur: Onlara ihtiyaç var mı, yoksa şimdilik kaçınacak mıyız?
Gördüğümüz gibi, roketler ve yörünge gemileri, bir scramjet motorunda olmasa da uzun süredir uygulanmaktadır.
Ve uçaklar hakkında …
20 yıldan fazla bir süredir ordu, M <3.5'i (SR-71, Sotka, MiG-31) tuttu. Hızdaki daha fazla artış, ek avantajlar anlamına gelmez, aynı şekilde, katı yakıtlı motorlardaki uçaksavar füzeleri, 1. uzayda ICBM kafalarını ve uydularını engellerlerse bunu elde edeceklerdir.
Sivil gömlekler hakkında …
Bana öyle geliyor ki, İnternet çağından önce bu kadar hızlı uçaklara ihtiyaç vardı. Neden soruyorsun? Ve şimdi her türden işadamları, işadamları ve yetkililerin kıtalar arasında bu kadar hızlı koşmasına gerek yok: yine de elektronik imzalar ve video konferanslardan daha hızlı çalışmayacaklar.
Ve yine de, biri sabırsızsa - yeni doğmuş bir oğlu görmek veya onun doğumu için bir plan başlatmak - çevikliklerini yumuşatmak zorunda kalacaklar. Ve yavaş yavaş, BMW markasının narsist egoistleri olan arkadaşlarımın dediği gibi, bir ana hat veya kıtalararası "karpuz" veya "Boeing" şeklinde bir akşam atıyla, ortalama 900 km / s hızında, çay, öbür dünyaya geç kaldık…
Ancak hipersonik motorlar - ana ayırt edici özelliği, çalışma sıvısının yanma odasından süpersonik çıkışı olan scramjet motorları henüz oluşturulmamıştır.
Belki birileri başarılı olur. Dahası, bunun imkansız olduğu konusunda uyarılmayan geliştiricilerden ve bilmeden harika bir proje aldılar ve uyguladılar. Bilim ve teknoloji tarihi de bu tür örnekleri bilir…
* Motor yapımında, jet motorlarının iki tür dengesiz çalışması ayırt edilir - girişte "dalgalanma" ve "kaşıntı". "Kaşıntı" - motor giriş difüzörünün süper kritik çalışma modları alanındaki yüksek frekanslı hava darbesi, karakteristik bir kaşıntı sesi olarak algılanır. Buna karşılık, "dalgalanma" daha düşük frekanslı bir titreşimdir. Kaşıntı, difüzör boğazının arkasındaki kanaldaki akış kesintilerinden kaynaklanır.
