Školská encyklopedie

  • Diagnostika

Vlastně proč přesně 5 M? Hodnota 5 byla zvolena, protože při této rychlosti začíná být pozorována ionizace průtoku plynu a další fyzikální změny, což samozřejmě ovlivňuje její vlastnosti. Tyto změny jsou zvláště znatelné u motoru, běžné turbodmychové motory (turbojetové motory) jednoduše nemohou pracovat s takovou rychlostí, je zapotřebí zásadně odlišný motor, raketa nebo přímý motor (i když ve skutečnosti to není tak jiné, prostě nemá kompresor a turbínu a plní svou funkci stejným způsobem: komprimuje přívodní vzduch, mísí ho s palivem, spaluje ho ve spalovací komoře a přijímá tryskový proud na výstupu).

Ve skutečnosti je to ramjetový motor, to je trubka se spalovací komorou, je velmi jednoduchá a účinná při vysoké rychlosti. Je to jen takový, že takový motor má obrovskou nevýhodu, potřebuje určitou počáteční rychlost provozu (není tam žádný vlastní kompresor, není nic, co by komprimovalo vzduch při nízké rychlosti).

Historie rychlosti

V roce 1965 dosáhl YF-12 (prototyp slavného SR-71) rychlosti 3 331,5 km / h av roce 1976 byl sériový SR-71 3,529,6 km / h. Je to „jen“ 3,2-3,3 M. Ne hypersound, ale letět touto rychlostí v atmosféře musel vyvinout speciální motory, které jsou provozovány při nízkých rychlostech v normálním režimu, a nejvyšší v režimu ramjet motoru, pro piloty - speciální systémy na podporu života (vesmírné obleky a chladicí systémy), protože letadlo bylo příliš zahřáté. Později byly tyto skafandry použity pro projekt Shuttle. Po dlouhou dobu byl SR-71 nejrychlejším letadlem na světě (v roce 1999 přestal létat).

Sovětský MiG-25R mohl teoreticky dosáhnout rychlosti 3,2 M, ale provozní rychlost byla omezena na 2,83 M.

Současný čas

Za všemi slibnými výzkumy, jako obvykle stojí armáda. V případě hypersonických rychlostí to také platí. Nyní se výzkum provádí hlavně ve směru kosmické lodi, hypersonických řízených střel a takzvaných hypersonických hlavic. Teď mluvíme o "skutečné" hypersound, létání v atmosféře.

Vezměte prosím na vědomí, že práce na hypersonických rychlostech byla v aktivní fázi v 60-70s, pak všechny projekty byly uzavřeny. Vrátil se na rychlost vyšší než 5 M pouze na přelomu let 2000. Když technologie umožnila vytvořit efektivní motory s přímým prouděním pro hypersonický let.

Hypersonická rychlost

Hypersonic speed (HS) v aerodynamice - rychlosti, které výrazně překračují rychlost zvuku v atmosféře.

Od sedmdesátých let se koncept obvykle vztahuje na nadzvukové rychlosti nad 5 čísel Mach (M).

Obsah

Obecné informace

Létání při hypersonické rychlosti je součástí nadzvukového letu a je prováděno v nadzvukovém toku plynu. Nadzvukový proud vzduchu je radikálně odlišný od podzvuku a dynamika letu letu při rychlostech nad rychlostí zvuku (nad 1,2 M) je radikálně odlišná od podzvukového letu (až 0,75 M, rychlostní rozsah 0,75 až 1,2 M se nazývá transonická rychlost ).

Definice dolní hranice hypersonické rychlosti je obvykle spojena s nástupem procesů ionizace a disociace molekul v hraniční vrstvě (PS) kolem zařízení, které se pohybuje v atmosféře, což se začíná vyskytovat při asi 5 M. Také tato rychlost je charakterizována skutečností, že rázový motor (" Ramjet ") s podzvukovým spalováním paliva (" SPVRD ") se stává k ničemu kvůli extrémně vysokému tření, ke kterému dochází při brzdění průchozího vzduchu v tomto typu motoru. V nadměrném rozsahu rychlostí je tedy možné použít pouze raketový motor nebo hypersonický ramjet (scramjet) s nadzvukovým spalováním paliv, aby pokračoval v letu.

Průtokové charakteristiky

Zatímco určení nadzvukového proudu (GP) je kontroverzní z důvodu nedostatku jasnou hranici mezi nadzvukových a nadzvukových toků, SE může být charakterizována pomocí určitých fyzikálních jevů, které nelze opomíjet při posuzování, a to:

  • tenká vrstva nárazové vlny;
  • tvorba viskózních šokových vrstev;
  • výskyt vln nestability v PS, které nejsou vlastní v podzvukových a nadzvukových tocích [1];
  • vysokoteplotní průtok [2].

Tenká vrstva nárazové vlny

Jak se zvyšuje rychlost a odpovídající počet Mach, hustota za rázovou vlnou (SW) se také zvyšuje, což odpovídá poklesu objemu za SW kvůli zachování hmotnosti. Proto se vrstva rázové vlny, tj. Objem mezi přístrojem a nárazovou vlnou, stane tenkým při vysokých počtech Mach, čímž vznikne kolem zařízení přísná hraniční vrstva (PS).

Tvorba viskózních šokových vrstev

Část velké kinetické energie uzavřené v proudu vzduchu, když M> 3 (viskózní proudění) je přeměněn na vnitřní energii kvůli viskózní interakci. Zvýšení vnitřní energie je dosaženo zvýšením teploty. Vzhledem k tomu, že gradient tlaku směřující podél normálu k průtoku v hraniční vrstvě je přibližně nula, významné zvýšení teploty při velkých počtech Mach vede ke snížení hustoty. Takže PS na povrchu přístroje roste a velké čísla Mach se spojují s tenkou vrstvou nárazové vlny v blízkosti nosu, čímž vzniká viskózní šoková vrstva.

Vznik vln nestability v PS, které nejsou charakteristické pro podzvukové a nadzvukové toky

V důležitém problému přenášení laminárního toku na turbulentní tok pro případ toku kolem letadla hraje klíčovou roli vlny nestability vytvořené v PS. Růst a následná nelineární interakce těchto vln přeměňují původně laminární tok na turbulentní proudění. Při podzvukových a nadzvukových rychlostech hraje klíčovou roli v laminárně turbulentním přechodu vlny Tolmin-Schlichting s vířivým povrchem. Vzhledem k tomu, M = 4,5 až MS objeví a začne ovládat akustické vlny typu (II mekavskaya módní nebo režim), jehož prostřednictvím přechod do turbulence v klasických přechodových scénářů (tam je také obtokový přechod mechanismus) [1].

Vysoký tok teploty

Vysokorychlostní tok v předním bodě vozidla (bod nebo oblast inhibice) způsobuje, že se plyn zahřeje na velmi vysoké teploty (až několik tisíc stupňů). Vysoké teploty naopak vytvářejí nerovnovážné chemické vlastnosti toku, které spočívají v disociaci a rekombinaci molekul plynu, ionizaci atomů, chemických reakcích v průtoku a povrchu přístroje. Za těchto podmínek mohou být procesy konvekce a radiační výměny tepla významné [2].

Parametry podobnosti

Parametry průtoků plynu jsou obvykle popsány souborem kritérií podobnosti, které umožňují snižovat prakticky nekonečný počet fyzikálních stavů do skupin podobnosti a umožňují srovnávat toky plynů s různými fyzikálními parametry (tlak, teplota, rychlost atd.) Mezi sebou. Právě na tomto principu jsou založeny experimenty v aerodynamických tunelech a přenos výsledků těchto experimentů do skutečných letadel, a to navzdory skutečnosti, že v experimentech na potrubí se velikost modelů, průtoků, tepelných zatížení atd. Může lišit od reálných letových režimů, zatímco parametry podobnosti (Mach, Reynolds, Stanton atd.) odpovídají letu.

Pro trans a nadzvukový nebo stlačitelný průtok jsou ve většině případů postačující takové parametry, jako je Mach číslo (poměr rychlosti proudění k místní rychlosti zvuku) a Reynolds, pro úplný popis toků. Parametry toku hypersonických dat často nestačí. Nejprve jsou rovnice popisující tvar rázové vlny téměř nezávislé při rychlostech 10 M. Za druhé, zvýšená teplota hypersonického toku znamená, že účinky související s ne-ideálními plyny jsou znatelné.

Účtování efektů v reálném plyne znamená více proměnných, které jsou potřebné k úplnému popisu stavu plynu. Pokud je stacionární plyn zcela popsán třemi veličinami: tlak, teplota, tepelná kapacita (adiabatický index) a pohyblivý plyn jsou popsány čtyřmi proměnnými, které také zahrnují rychlost, pak horký plyn v chemické rovnováze také vyžaduje stavové rovnice pro jeho chemické složky a plyn s procesy disociace a ionizace musí také zahrnovat čas jako jednu z proměnných svého stavu. Obecně to znamená, že v libovolném zvoleném čase pro nerovnovážný tok je zapotřebí 10 až 100 proměnných pro popis stavu plynu. Kromě toho vzácný hypersonický tok (GP), obvykle popsaný v podmínkách Knudsenových čísel, neuposlechne Navierovy-Stokesovy rovnice a nevyžaduje jejich úpravu. GP se obvykle kategorizuje (nebo klasifikuje) za použití celkové energie vyjádřené pomocí celkové entalpie (mJ / kg), celkového tlaku (kPa) a teploty zpomalení průtoku (K) nebo rychlosti (km / s).

Pro strojírenské aplikace vyvinul W. Hayes podobný parametr blízký pravidlu prostoru Vitcomb, který umožňuje inženýrům aplikovat výsledky jedné série testů nebo výpočtů provedených u jednoho modelu na vývoj celé řady podobných konfigurací modelů bez dalších testů nebo podrobných výpočty.

Seznam režimů

Hypersonický tok je rozdělen do mnoha zvláštních případů. Přiřazení polovodičů k jednomu nebo k jinému režimu toku je obtížné kvůli "rozostření" hranic stavů, u kterých je tento jev detekován v plynu, nebo je zřejmé z hlediska používaného matematického modelování.

Perfektní plyn

V tomto případě lze průtokový průtok vzduchu považovat za ideální průtok plynu. GP v tomto režimu stále závisí na číslech Mach a simulace je řízena teplotními invarianty spíše než adiabatickou stěnou, která se děje při nižších rychlostech. Dolní hranice této oblasti odpovídá rychlostem asi 5 M, kde SPVRD s subsonickým spalováním se stává neúčinným a horní hranice odpovídá rychlostem v oblasti 10-12 M.

Perfektní plyn se dvěma teplotami

Jedná se o případ ideálního režimu proudění plynu s velkými rychlos- ti, v němž lze průchodný průtok vzduchu považovat za chemicky ideální, ale teplota vibrací a teplota otáčení plynu [3] musí být zváženy odděleně, což vede k dvěma samostatným teplotním modelům. To je zvláště důležité při navrhování nadzvukových trysek, kde se stává důležitým vibračním chlazením díky excitaci molekul.

Disociovaný plyn

V tomto případě se molekuly plynu začnou disociovat, když přicházejí do styku s rázovou vlnou generovanou pohyblivým tělesem. Průtok se začíná lišit pro každý konkrétní plyn s ohledem na jeho vlastní chemické vlastnosti. Schopnost materiálu tělesného zařízení sloužit jako katalyzátor při těchto reakcích hraje roli při výpočtu povrchového ohřevu, což znamená vzhled závislost hypersonického toku na chemických vlastnostech pohyblivého tělesa. Dolní hranice režimu je určena první složkou plynu, která začíná disociovat při dané zpomalovací teplotě průtoku, která odpovídá dusíku při 2000 K. Horní limit tohoto režimu je určen počátkem ionizačních procesů atomů plynu v HJ.

Ionizovaný plyn

V tomto případě se počet elektronů ztracených atomy stává významný a elektrony musí být modelovány odděleně. Často je teplota elektronového plynu považována za izolovanou od ostatních plynových složek. Tento režim odpovídá rozsahu rychlosti GP 10-12 km / s (> 25 M) a stav plynu v tomto případě je popsán s použitím modelů nerádioaktivní nebo nevyzařující plazmy.

Režim převládající radiační přenos

Při rychlostech nad 12 km / s dochází k přenosu tepla do přístroje, a to především přenosem záření, který začíná dominovat termodynamickému přenosu spolu se zvýšením rychlosti. Plynová simulace se v tomto případě dělí na dva případy:

  • opticky tenký - v tomto případě se předpokládá, že plyn neabsorbuje záření, které pochází z jeho ostatních částí nebo z vybraných objemových jednotek;
  • opticky tlustá - kde je brána v úvahu absorpce záření plazmou, která se pak znovu objeví na těle zařízení.

Modelování opticky silných plynů je obtížným úkolem, protože díky výpočtu přenosu záření v každém bodě průtoku se výše výpočtu zvyšuje exponenciálně s nárůstem počtu zvažovaných bodů.

Červený vzduch

Letectví, Padáky, Paraglidery

Hypersonická rychlost

Sovětská hypersonická raketa X-90

Sovětská hypersonická raketa X-90 se složenými křídly

Hypersonická rychlost se letí rychlostí FOUR zvukových rychlostí a více. Mezi leteckými specialisty je nejčastěji používán název "rychlost zvuku" spíše než "rychlost". Toto jméno pochází z příjmení rakouského vědního fyzička Ernsta Macha (Ernsta Macha), který zkoumal aerodynamické procesy, které doprovázejí nadzvukový pohyb těl. Takže 1Max je JEDNÍ rychlost zvuku. Hypersonální rychlost je tedy FOUR Mach a více. V roce 1987, 7. prosince ve Washingtonu, hlavy států SSSR a USA Michail Gorbačov a Ronald Reagan podepsali dohodu Pioneer a Pershing-2 o odstranění jaderných raket střední velikosti. V důsledku této události došlo k zastavení vývoje sovětské strategické řízené střely "X-90", která měla vysokou rychlost letu. Tvůrci raket X-90 dostali povolení provést pouze jeden zkušební let. Tento úspěšný test by mohl vést k velkému opětovnému vybavení letadel sovětských vzdušných sil s hypersonickou rychlostí letu, což by mohlo zajistit převahu ve vzduchu SSSR.

Americký nadzvukový experimentální letoun Bell X-1

V roce 1943 začala americká letecká společnost "Bell" vytvořit letadlo, které mělo překonat rychlost zvuku. Kulička vypálená z pušky letí rychleji než rychlost zvuku, takže se nikdo nepomyslel na tvar trupu nového letadla. Jeho návrh předpokládal velkou bezpečnostní rezervu. Na některých místech překrývala fólie tloušťku jednoho centimetru. Pstruha byla těžká. O nezávislém vzletu není pochyb. Na obloze byla nová letadla zvednuta pomocí bombardéru B-29. Americké letadlo určené k překonání rychlosti zvuku nazvané "X-1" (viz článek "Neznámé letadlo"). Forma trupu X-1 by mohla být vhodná pro hypersonic letovou rychlost.

První sovětské nadzvukové letadlo La-176

Civilní zkušební pilot Chalmers Goodlin nastavil podmínku - prémie za překonání rychlosti zvuku je 150.000 dolarů! Pak plat kapitána USAF činil 283 dolarů za měsíc. Mladý kapitán ve věku 24 let Chuck Yeager, vojenský důstojník, pilot zadečku, který sestřelil 19 fašistických letounů, z nichž 5 v jedné bitvě, rozhodl, že překoná rychlost zvuku. Nikdo nevěděl, že během letu překonat rychlost zvuku měl dvě zlomené žebro a jeho pravá ruka se nepohybovala moc dobře. Stalo se to v důsledku pádu koně při procházce se svou ženou předem. Chuck Yeager pochopil, že to byl jeho poslední let před nemocnicí a mlčel, takže let nebyl zrušen. Překonání rychlosti zvuku bude prvním krokem k dosažení hypersonické rychlosti letu.

První sovětská balistická raketa R-1 na startovní pozici

V roce 1947, 14. října, letěl americký strategický bombardér B-29 do nebe od tajné airbase s letadlem připojeným k bombovému prostoru. V nadmořské výšce asi 7 km měla kosmická loď s touto dobou neobvyklý tvar. O několik minut později došlo k ohlušujícímu třesku, jako při vypálení více zbraní najednou, ale nebyla to katastrofa. Americký zkušební pilot Charles Elwood Yeager, známý jako Chuck Yeager nebo Chuck Eager, poprvé v dějinách lidstva překonali SOUND SPEED na letounu X-1 EXPERIMENTAL. Nadzvukové letouny X-1 měly maximální letovou rychlost 1556 km / h, a to je s rovným křídlem, praktický strop X-1 je 13 115 metrů, maximální tah motoru je 2 500 kgf. Přistal sám X-1 v plánovacím režimu. Později na stejné letecké základně, známější jako "Zone-51", nacházející se na dně sušeného solného jezera Groom (Groom), na jihu státu Nevada, byla vozidla testována s hypersonickou rychlostí letu.

První sovětská balistická raketa R-1 za letu

Od doby, kdy USA přijaly doktrínu o jaderné válce, se počet strategických bombardérů ve Spojených státech ztrojnásobil. Tisíce stíhačů F-80 a F-82 měly bránit bombardéry. Rok po Chuck Yeagerovi sovětský zkušební pilot Ivan Yevgrafovič Fedorov překonal rychlost zvuku na stíhači La 176.

První sovětská winged raketa "Storm" na startovní ploše během startu

Celkové zatížení křídla La-176 bylo 45 stupňů, maximální tah motoru byl 2 700 kgf, praktický strop byl 15 000 m a maximální rychlost byla 1 105 km / h. V tomto okamžiku se zdálo, že limity pro letadla s posádkou představují 2-3 rychlosti zvuku. Ale na tajném testovacím místě SSSR bylo i tehdy testováno vozidlo s hypersonickou letovou rychlostí. Jednalo se o raketu R-1 s maximální rychlostí 1 465 m / s a ​​letovým rozsahem 270 km. Testy P-1 byly provedeny na zkušebním místě Kapustin Yar v regionu Astrachaň. Budoucí letadla pohybující se za hypersonickou rychlostí vyžadují nejen nové motory a nové materiály, ale také nové palivo. Tajným palivem pro balistickou raketu R-1 byl ethylalkohol kategorie nejvyšší čistoty.

První sovětská winged raketa "Storm" v letu

BALLISTIC raketa R-1 byla vyvinuta pod vedením Sergeje Pavlovicha Koroleva. Ve spravedlnosti říkáme, že část německých raketových specialistů, kteří se přestěhovali do SSSR po druhé světové válce, se rovněž aktivně podíleli na vývoji R-1. Raketa R-1 byla výchozím bodem pro vývoj balicích střel, které měly hypersonické rychlosti a měly se stát absolutně NEODPOVÍDAJÍCÍmi prostředky k dodávce jaderných zbraní. První umělý satelit Země a první let do vesmíru byly již kvůli vzhledu mezikontinentálních balistických raket.

Space Shuttle opětovně použitelná americká kosmická loď na cestě k startovacímu komplexu

První úspěšné spuštění sovětské balistické rakety R-1 se uskutečnilo 10. října 1948. Pro dosažení vojenské rovnováhy se Spojenými státy byly vyžadovány střely s letovým rozsahem NOT stovky a tisíce kilometrů. Zkoušky raket Korolev byly úspěšné a každý následný model získal stoupající hypersonic letovou rychlost a rostoucí letový rozsah. Otázka nahrazení raketového paliva je na programu. Etylalkohol jako palivo již není vhodný kvůli jeho nedostatečné rychlosti hoření a kvůli jeho nedostatečné tepelné kapacitě, tj. Množství energie. Faktem je, že k tomu, aby letěl při hypersonických rychlostech, je jako palivo vhodný pouze vodík. Žádný jiný chemický prvek nemůže letět tak rychle! Vodík má vysokou rychlost hoření a vysokou tepelnou kapacitu, tj. Vysokou teplotu hoření, přičemž má co nejnižší množství vodíkového paliva. Proto při aplikaci HYDROGENu se dosáhne maximálního tahu motoru. Kromě toho je toto palivo HYDROGEN ABSOLUTNĚ ekologicky čisté. ŠPP Korolyov věřil, že právě toto palivo by řešilo problém pohybu v blízkém zemském prostoru při hypersonických letových rychlostech.

Kosmická loď US raketoplán v průběhu operace na orbitě

Existovalo však i jiné řešení pro kosmické rychlosti. Byly navrženy slavnými akademičkami Mikhail Kuzmich Yangel a Vladimir Nikolaevich Chelomei. Byla to kapalina podobná amoniaku a na rozdíl od vodíku byla jednoduchá a velmi levná k výrobě. Ale když se Korolev dozvěděl, co to bylo, přišel k HORROR! Toto vynikající raketové palivo bylo nazýváno HEPTIL. Ukázalo se, že se jedná o ŠESTÁ TABULKA SINYLOVÉ kyseliny a pokud jde o stupeň nebezpečí, který odpovídá toxickým látkám ZARIN a FOSGEN! Vláda SSSR však rozhodla, že raketové zbraně jsou důležitější než možné důsledky a že by měly být vytvořeny za každou cenu. Následně rakety Yangel a Chelomey poháněly palivo z heptylu.

Intercontinental R-7 raketa během startu

V roce 1954 sovětská zpravodajství obdržela tajnou zprávu od obyvatele ve Spojených státech, díky němuž se v SSSR začaly pracovat na vytváření letectví s hypersonickými letovými rychlostí. V USA byl tento projekt nazván Navajo. Dva měsíce po tajné zprávě bylo sovětské vládě vydáno rozhodnutí zahájit vytvoření strategické rakety WING. V SSSR byl vývoj takovéto rakety svěřen úřadu designu S. A. Lavochkin (viz článek "Semyon Alekseevich Lavochkin"). Projekt byl nazván "Storm". Během pouhých tří let se "Tempest" začal podrobovat testům na testovací stanici Kapustin Yar. Konfigurace "Storm" odpovídala modernímu americkému raketoplánu "Space Shuttle". V době testu "Storm" bylo známo, že americký projekt "Navajo" ZAVŘIL. To se stalo, pravděpodobně kvůli tomu, že americkí designéři tehdy nemohli vytvořit potřebné motory.

Intercontinentální střely R-7 za letu

"Storm" nebyl navržen pro hypersonic letové rychlosti, ale pro mírně nižší rychlost, pro Tři s HALF zvukovou rychlostí. To bylo způsobeno skutečností, že v té době dosud nebyly vytvořeny materiály, které by odolávaly ohřevu odpovídající vysoké hypersonické rychlosti. Rovněž palubní přístroje by měly zůstat funkční při vysoké teplotě ohřevu. Při vytváření "Storm" se začaly vyrábět materiály, které odolávají těmto teplotním podmínkám vytápění.

V době tří úspěšných startů raketové plavby "Buri", která má vysokou rychlost, korolevská raketa R-7 již vypustila první umělou zemskou družici a první živou bytost, která se jmenuje Laika, do blízké oběžné dráhy. V té době vedoucí SSSR N.S. Khrushchev v rozhovoru pro západní tisk veřejně uvedl, že raketa R-7 by mohla být použita k instalaci NUCLEÁRNÍCH poplatků a zaslání CELÉHO CÍLE ve Spojených státech. Od této chvíle se mezikontinentální balistické střely staly základem obrany vesmírné rakety SSSR. Střelecká střely "Storm" byla provedena za stejným úkolem, ale tehdejší sovětská vláda rozhodla, že přetahování oba tyto programy současně by bylo příliš nákladné a "Storm" byla ZAVŘENA.

Americké experimentální letadlo X-31Rockwell

V pozdních padesátých létech a během 60. let 20. století byly v USA a SSSR prováděny pokusy o vytvoření pokročilé letecké techniky s hypersonickými letovými rychlostmi. Ale v hustých vrstvách atmosféry se letadlo přehřáto a na některých místech dokonce roztavilo, takže dosažení hypersonické rychlosti v atmosféře znovu a znovu bylo odloženo na neznámou dobu. V USA existuje program na vytvoření experimentálního letadla s názvem "X", pomocí něhož je zkoumán let při hypersonických rychlostech. Americká armáda měla velké naděje na experimentální letadlo X-31, ale 15. listopadu 1967, po 10 sekundách letu při hypersonické rychlosti, explodoval X-31. Poté byl program experimentálních letadel "X" pozastaven, ale jen na chvíli. Takže v polovině sedmdesátých let byla v americkém experimentálním letadle "X-15" v nadmořské výšce asi 100 km dosažena hypersonická rychlost letu, která se rovná 11 rychlostem zvuku (3,7 km / s).

Americké experimentální letadlo X-31Rockwell

V polovině šedesátých let, jak Spojené státy, tak i SSSR, nezávisle na sobě a současně začaly vytvářet již hromadně vyráběné letadla, které létají rychlostí TŘÍ Mach! Létání Třemi rychlostmi zvuku v ATMOSFÉRU je velmi náročný úkol! Výsledkem je, že KB Kelly Johnson ve společnosti Lockheed Company a úřadu designu A. I. Mikoyana v MiG (viz článek "Artem Ivanovič Mikojan") vytvořily dvě mistrovská díla letecké techniky. Američané - strategický zpravodajský důstojník "SR-71" Blackbird (viz článek "SR-71"). Rusové jsou nejlepšími světovými stíhači MiG-25 (viz článek MiG-25). Venku má SR-71 černou barvu, ne kvůli černé barvě, ale díky feritovému povlaku, který velmi efektivně odstraňuje teplo. Později byl SR-71 přiveden k hypersonické letové rychlosti 4 800 km / h. MiG-25 byl úspěšně použit během války mezi Izraelem a Egyptem jako výsadkářské letadlo na vysoké nadmořské výšce. Celý let na MiG-25 nad Izraelem trval dvě minuty. Izraelská vzdušná obrana tvrdí, že MiG-25 má rychlost zvuku TŘI s poloviční (4 410 km / h nebo 1225 m / s)!

Americké experimentální hypersonické letadlo X-15 s přídavnými palivovými nádržemi, které jsou vypouštěny po použití paliva

Nadřazenost letectví může být zajištěna leteckou kosmickou dopravou. V důsledku práce na tomto tématu se objevila kosmická loď USAGE Space Shuttle a sovětský Buran (viz článek Buran Spacecraft). Když přistáváte na zemi, opakovaně použitelné kosmické lodě vstupují do atmosféry rychlostí první kosmické rychlosti 7,9 km / s, což je 23,9násobek rychlosti zvuku. K ochraně před přehřátím při vstupu do atmosféry jsou zvenčí použitelné kosmické lodě pokryty speciálními keramickými dlaždicemi. Je zřejmé, že dokonce i při příliš velkém porušení tohoto keramického povlaku při hypersonické rychlosti dojde k katastrofě.

Americké experimentální hypersonické letadlo X-15 za letu

Po neúspěšném hledání univerzálních prostředků ochrany před přehřátím se boj o nadřazenost vzduchu přesunul na jiný - velmi nízkou nadmořskou výšku. Křídlové rakety se přesunuly do letové nadmořské výšky asi 50 metrů, na rychlosti rychlosti letu, asi 850 km / h s terénem RELIEF PLAYING technologií. Americká raketová plavba získala jméno "Tomahawk" (Tomahawk) a sovětský analog "X-55". Detekce raketové plavby radarem je obtížné, protože samotná raketa, vzhledem k nejnovějšímu systému homingu, má malou velikost a tudíž malou odraznou plochu. Také porážka rakety je obtížná kvůli aktivním, nepředvídatelným manévrením během letu. Vytvoření sovětské řízené ráže X-55 bylo svěřeno Raduga Design Bureau pod vedením Igor Sergejevič Seleznev.

Americké experimentální hypersonické letadlo X-15 po přistání

Výpočty však ukázaly, že téměř úplná nezranitelnost řízené střely může poskytovat pouze hypersonickou letovou rychlost pěti až šestikrát vyšší než je rychlost zvuku (5-6 Machů), což odpovídá rychlosti asi dvěma km / s. Při prvních zkouškách nových technologií se návrháři opět potýkali se stejným problémem s přehřátím teploty. Když byla dosažena daná hypersonická rychlost letu, povrch rakety se zahřál na téměř 1000 stupňů Celsia a jako první selhal řídicí anténa. Pak Igor Seleznyov odešel do Leningradu do podniku "Leninets", kde vyráběli palubní rozhlasovou elektroniku. Odborníci neudělali uklidňující závěr. Není možné, aby v hustých vrstvách atmosféry prováděla řízená raketa s hypersonickou rychlostí.

Americké strategické hypersonické letadlo SCA Lockheed SR-71 Blackbird

Ale jeden z výzkumných ústavů, jmenovitě Vladimír Georgievich Freinstadt, navrhl původní myšlenku. Proč by petrolej na palubě rakety plavidla neměl být používán jako palivo pro nasazování hlavy jako palivo? Byly provedeny experimenty za účelem vytvoření chladicího systému s využitím palivové nádrže, kerosenu. Během práce dospěl Freinstadt k závěru, že kerosen nemá dostatek energie k letu při hypersonické rychlosti a že potřebným palivem pro hypersonickou rychlost je VODÍK. Freinstadt však navrhl, aby se na palubě rakety dostal vodík z kerosenu. Koncept takového motoru byl nazván Ajax.

Opětovné použití sovětské kosmické lodi "Buran" Je zřetelně vidět tepelně izolační povlak lodi se speciálními keramickými dlaždicemi

V té době se tato myšlenka zdála příliš fantastická. V důsledku toho byla přijata raketa výletních lodí s podzvukovou letovou rychlostí X-55. Ale i taková raketa se stala vynikajícím vědeckým a technickým úspěchem. Stručná charakteristika rakety Cruise X-55: délka - 5,88 m; průměr pouzdra - 0,514 m; rozpětí křídel - 3,1 m; počáteční hmotnost - 1195 kg; vzdálenost letu - 2 500 km; rychlost letu - 770 km / h (214 m / s); letová nadmořská výška od 40 do 110 m; hmotnost hlavy hlavice - 410 kg; bojová síla - 200 kt; přesáhl přesnost až 100 m. V roce 1983, po zavedení raketové plavby Kh-55 do ministerstva obrany, byla položena otázka zkrácení vytvoření motoru, který zajišťuje hypersonickou rychlost letu. Právě tento rok se však téma hypersonálních letadel stále častěji objevuje ve zprávách sovětské zpravodajské služby.

Sovětský raketoplán "Buran" na oběžné dráze

V rámci programu Hvězdné války začala vláda USA financovat vývoj vozidel rovnoměrně létácích v atmosféře i ve vesmíru. Základními novými kosmickými zbraněmi byly vozidla s hypersonickými letovými rychlostmi. Po úspěšné tvorbě modelu X-55 začal Igor Seleznev, aniž by čekal na vytvoření současného modelu stroje Ajax, a začal vyvíjet raketovou výletní loď, která létá hypersonickou rychlostí. Takovou raketou byla raketová plavidla "X-90", která měla letět s tradičním petrolejem rychlostí více než 5 Machů. KB Selezneva se podařilo vyřešit problém s přehřátím teploty. Předpokládalo se, že X-90 začne od STRATOSFÉRU. Díky tomu byla teplota raketového tělesa snížena na minimum. Existuje však ještě jeden důvod pro přijetí takového raketového startu. Faktem je, že se v tomto okamžiku víceméně učil, jak sestřelit balistické střely, naučit se sestřelit letadla a naučit se sestřelit střely řízené plavby, které létají ve velmi nízkých nadmořských výškách se spodními rychlostmi letu. Pouze jedna vrstva stratosféry zůstala neporušená - je to vrstva mezi atmosférou a vesmírem. Myšlenka se objevila, že "splachovala" bez povšimnutí přesně v oblasti stratosféry pomocí hypersonické rychlosti.

Americká raketa pro plavbu "Tomahawk" Spusťte z instalace lodi

Nicméně, po prvním úspěšném startu X-90, všechny práce na této raketě byly zastaveny. Stalo se to díky rozkazu nového vůdce SSSR, MS Gorbačov. V té době v Leningradu uspořádal Vladimir Frainstadt skupinu nadšených vědců, kteří vytvořili hypersonický motor Ajaxu. Tato skupina Freinstadtu nejen vytvořila jednotku pro zpracování kerosenu na vodík, ale také se naučila ovládat destruktivní PLASMA kolem zařízení, která vzniká během letu při hypersonické rychlosti. To znamenalo technologický průlom všech letadel s posádkou! Skupina Freinstadt začala připravovat první let hypersonického modelu. Avšak v roce 1992 byl projekt Ajax uzavřen kvůli zastavení financování. V osmdesátých letech, v SSSR, byl rozvoj letounů létaných v hypersonických rychlostech v popředí na světě. Tato základna byla ztracena teprve v 90. letech.

Americká raketová plavba "Tomahawk" těsně předtím, než zasáhla cíl

EFFICIENCY a NEBEZPEČNOST bojových letounů létajících při hypersonických rychlostech bylo zřejmé ještě v 80. letech. V roce 1998 začaly na začátku srpna v bezprostřední blízkosti amerických velvyslanectví v Keni a Tanzanii hromady silných výbuchů. Tyto výbuchy uspořádala světová teroristická organizace Alkaida, kterou vedl Usám bin Ládin. Ve stejném roce, 20. srpna, americké lodě v Arabském moři vypálily osm řízených raket Tomahawk. O dvě hodiny později rakety zasáhly území teroristického tábora umístěného v Afghánistánu. Dále v tajné zprávě amerického prezidenta B. Clintona agenty uvedly, že hlavní cíl útoku proti raketám na základnu Alkaidy v Afghánistánu nebyl dosažen. Půl hodiny po spuštění raket Bin Ládin o raketách, které na něho létali, bylo varováno satelitními komunikacemi a opustilo základnu asi jednu hodinu před výbuchy. Z tohoto výsledku dospěli Američané k závěru, že takovouto bojovou misi by mohly provádět rakety pouze s hypersonální rychlostí letu.

Ruskou plavbu raketou X-55 před instalací do letadla

O několik dní později vyvinulo oddělení pokročilého vývoje amerického ministerstva obrany dlouhodobou smlouvu s firmou Boeing. Společnost leteckých společností obdržela objednávku v hodnotě několika miliard dolarů, aby vytvořila univerzální řízenou raketu s rychlostí letu, která je hypersonální, SIX Mach. Objednávka se stala rozsáhlým projektem, který umožní Spojeným státům vytvořit slibné zbraně a letecké systémy. V budoucnu se mohou hypersonické přístroje v průběhu jejich vývoje přeměnit na zařízení INTERMEDIATE, které mohou opakovaně procházet z atmosféry do vesmíru a zpět, a zároveň aktivně manipulovat. Taková vozidla mohou být kvůli své nestandardní a nepředvídatelné dráze letu velmi nebezpečné.

Ruská plavba rakety X-55 před instalací na Tu-160

V červenci 2001 bylo ve Spojených státech zahájeno experimentální letadlo X-43A. Musel dosáhnout hypersonické rychlosti letu, Sedm Mach. Jednotka však havarovala. Obecně platí, že vytváření zařízení s hypersonickou letovou rychlostí DIFFICULTIES je srovnatelné s vytvořením atomových zbraní. Nejnovější americká hypersonická střely řízené plavby se očekávají, že letí ve výškách stratosféry. Nedávno začal závod na vytvoření hypersonálního přístroje. Motorem nové hypersonické rakety se může stát plazma, to znamená, že teplota hořlavé směsi použité v motoru se stane rovnou horkému plazmatu. Zatím není možné předvídat dobu vzhledu přístrojů s hypersonální rychlostí letu v Rusku kvůli nedostatečnému financování.

Americké experimentální hypersonické letadlo X-43A

Předpokládá se, že v 60. letech 20. století bude svět zahájit masivní přechod osobních letadel, které letí nad vzdálenostmi více než 7 000 km, při hypersonických letových rychlostech s letovými nadmořskými výškami od 40 do 60 km. V roce 2003 Američané financovali svůj výzkum pro budoucí vývoj osobních letadel s hypersonickými letovými rychlostmi na sovětských nadzvukových osobních letadlech Tu-144 (viz články Tu-144 a Alexey Andreevich Tupolev). Jedenkrát byl Tu-144 vyroben v množství 19 kusů. V roce 2003 byl jeden ze tří zbývajících Tu-144 opravován a přeměněn na leteckou laboratoř v rusko-americkém programu pro testování letadlových systémů nové generace. Američané byli potěšeni sovětským Tu-144.

Sovětské nadzvukové osobní letadlo Tu-144

První nápady raketoplošných letadel, hypersonické letouny, které letí rychlostí 10-15 Machů, se objevily již ve třicátých letech minulého století. Avšak i ti nejdokonalejší návrháři neměli ponětí o tom, jaké obtíže by musel čelit nápad, Sdílet s libovolným bodem naší planety v pololetí hodiny. Při hypersonických letových rychlostech v atmosféře se okraje křídel, přívod vzduchu a další části letadla zahřejí na teplotu tání hliníkových slitin. Proto je vytvoření budoucích hypersonických letadel zcela spojeno s chemií, metalurgií a vývojem nových materiálů.

Sovětské nadzvukové osobní letadlo Tu-144 Po přistání byly uvolněny brzdové padáky

Konvenční tryskové motory s rychlostí THREE Mach jsou již neúčinné (viz článek "Letecké inovace"). Při dalším zvyšování rychlosti je třeba zajistit možnost toho, aby nejvíce proudil proud vzduchu, roli kompresoru a stlačila vzduch. To stačí na tom, že INPUT část motoru má být SUBJECTING. Při hypersonické rychlosti letu je kompresní poměr přítoku vzduchu takový, že jeho teplota se změní na 1500 stupňů. Motor se přemění na takzvaný motor DIRECT FLOWING, aniž by vůbec otáčel. Ale zároveň to opravdu funguje!

Americké experimentální hypersonické letadlo X-43A s vrtulovou raketou Pegasus připojené k bombardéru B-52 umístěné na zemi

Jeden čas se sovětský vědec Vladimír Georgievich Freinstadt zabýval problémy s ochlazováním kerosenem, jadernými hlavicemi létajícími z vesmíru. Nyní návrháři celého světa díky svému výzkumu využívají účinek prudkého nárůstu spalovací energie přehřátého petroleje v důsledku použití uvolňovaného při tak vysokých teplotách HYDROGENU. Tento efekt dává motoru velmi vysoký výkon, který zajišťuje vysokou rychlost letu. V roce 2004 Američané dvakrát nastavili rychlostní záznamy pro bezpilotní raketoplochy. X-43A byl odpojen od bombardéru V-52 v nadmořské výšce 12 000 metrů. Raketa Pegasus ji urychlila rychlostí TŘÍ Machu, a pak X-43A spustila svůj motor. Maximální letová rychlost modelu X-43A byla 11 265 km / h (3 130 m / s), což odpovídá rychlosti zvuku 9,5. Létání při maximální rychlosti trvalo 10 sekund v nadmořské výšce 35 000 metrů. Při rychlosti 9,5 Makhovu by let z Moskvy do New Yorku trvalo méně než 43 minut. Američtí vědci pokračují v pohybu letecké vědy.

Americké experimentální hypersonické letadlo X-43A s vrtulovou raketou Pegasus připojené k bombardéru B-52 v letu

Americké experimentální hypersonické letadlo X-43A po letu po oddělení od B-52