Školská encyklopédia

• Diagnostika

V skutočnosti prečo presne 5 M? Hodnota 5 bola zvolená, pretože pri tejto rýchlosti sa začína pozorovať ionizácia toku plynu a ďalšie fyzikálne zmeny, čo samozrejme ovplyvňuje jeho vlastnosti. Tieto zmeny sú obzvlášť pozoruhodné pre motor, bežné turbovrtuľové motory (turbojetové motory) jednoducho nemôžu pracovať s takou rýchlosťou, je potrebný úplne odlišný motor, raketa alebo priamy motor (aj keď v skutočnosti to nie je tak odlišné, jednoducho nemá kompresor a turbínu a plní svoju funkciu rovnakým spôsobom: stláča vstupný vzduch, zmieša ho s palivom, spáli ho v spaľovacej komore a privádza prúd prúdu na výstupe).

Rámový motor, to je trubica so spaľovacou komorou, je veľmi jednoduchá a účinná pri vysokej rýchlosti. Je to len taký, že takýto motor má veľkú nevýhodu, potrebuje určitú počiatočnú rýchlosť práce (pre ňu nie je žiadny kompresor, nie je nič, čo by kompresovalo vzduch pri nízkej rýchlosti).

História rýchlosti

V roku 1965 dosiahol YF-12 (prototyp známeho SR-71) rýchlosť 3 331,5 km / h av roku 1976 sériový SR-71 bol sám 3 529,6 km / h. Toto je "len" 3.2-3.3 M. Zďaleka nie je hypersound, ale už pre lietanie s touto rýchlosťou v atmosfére museli byť vyvinuté špeciálne motory, ktoré pracovali pri nízkych rýchlostiach v normálnom režime a pri vysokých rýchlostiach v ramjetovom režime a pre pilotov - špeciálne systémy na podporu života (vesmírne obleky a chladiace systémy), pretože lietadlo bolo príliš zahrievané. Neskôr boli tieto skrinky použité pre projekt Shuttle. Na veľmi dlhú dobu bola SR-71 najrýchlejším lietadlom na svete (v roku 1999 prestala lietať).

Sovietsky MiG-25R mohol teoreticky dosiahnuť rýchlosť 3,2 M, ale prevádzkovú rýchlosť bola obmedzená na 2,83 M.

Súčasný čas

Za všetkým sľubným výskumom, ako to zvyčajne stojí armáda V prípade hypersonických rýchlostí to platí aj v prípade. Teraz sa výskum uskutočňuje hlavne v smere kozmickej lode, hypersonických rakiet a takzvaných hypersonických hlavic. Teraz hovoríme o "skutočnom" hypersounde, lietajúceho v atmosfére.

Upozorňujeme, že práca na hypersonických rýchlostiach bola v aktívnej fáze v rokoch 60-70, potom boli všetky projekty uzavreté. Vrátil sa na rýchlosť nad 5 miliónov len na prelome rokov 2000. Keď technológia umožnila vytvoriť efektívne motory s priamym prietokom pre hypersonický let.

Hypersonická rýchlosť

Hypersonická rýchlosť (HS) v aerodynamike - rýchlosti, ktoré výrazne prevyšujú rýchlosť zvuku v atmosfére.

Od sedemdesiatych rokov sa koncept zvyčajne vzťahuje na nadzvukové rýchlosti nad 5 čísiel Mach (M).

Obsah

Všeobecné informácie

Lietanie pri hypersonickej rýchlosti je súčasťou nadzvukového letového režimu a je vykonávané v nadzvukovom prietoku plynu. Nadzvukový prúd vzduchu je radikálne odlišný od podzvukových a dynamika letov lietadla pri rýchlosti nad rýchlosťou zvuku (nad 1,2 M) sa radikálne líši od podzvukového letu (až do 0,75 M, rýchlostný rozsah od 0,75 do 1,2 M sa nazýva transonická rýchlosť ).

Definícia dolnej hranice hypersonickej rýchlosti je zvyčajne spojená s nástupom procesov ionizácie a disociácie molekúl v hraničnej vrstve (PS) okolo zariadenia, ktoré sa pohybuje v atmosfére a začína sa vyskytovať pri asi 5 M. Tiež táto rýchlosť je charakterizovaná skutočnosťou, že rázový motor (" Ramjet ") s podzvukovým spaľovaním paliva (" SPVRD ") sa stáva k ničomu kvôli extrémne vysokému treniu, ku ktorému dochádza pri brzdení prechádzajúceho vzduchu v tomto type motora. Preto v hypersonickom rozsahu rýchlostí je možné použiť len raketový motor alebo hypersonický ramjet (scramjet) s nadzvukovým spaľovaním paliva na pokračovanie letu.

Charakteristiky prietoku

Zatiaľ čo definícia hypersonického toku (GP) je skôr kontroverzná kvôli nedostatku jasnej hranice medzi nadzvukovými a hypersonickými tokmi, GP môže byť charakterizovaný určitými fyzikálnymi javmi, ktoré už nemožno ignorovať pri zvažovaní:

• tenká vrstva nárazovej vlny;
• tvorba viskóznych šokových vrstiev;
• objavenie vln nestability v PS, ktoré nie sú vlastné podzvukovým a nadzvukovým tokom [1];
• vysokoteplotný prietok [2].

Tenká vrstva nárazovej vlny

Pri rýchlosti a zodpovedajúcom počte Mach sa hustota za nárazovou vlnou (SW) tiež zvyšuje, čo zodpovedá zníženiu objemu za SW kvôli zachovaniu hmotnosti. Preto sa vrstva rázovej vlny, teda objem medzi prístrojom a nárazovou vlnou, stáva tenkou pri vysokých počtoch Mach, čím vytvára okolo prístroja tenkú okrajovú vrstvu (PS).

Tvorba viskóznych šokových vrstiev

Časť veľkej kinetickej energie uzavretej v prúde vzduchu, keď M> 3 (viskózny prietok) je premenené na vnútornú energiu kvôli viskóznej interakcii. Zvýšenie vnútornej energie sa dosahuje zvýšením teploty. Pretože tlakový gradient nasmerovaný pozdĺž normálu k prietoku v hraničnej vrstve je približne nula, významné zvýšenie teploty pre veľké Machové čísla vedie k zníženiu hustoty. Takže PS na povrchu prístroja rastie a veľké čísla Mach sa spájajú s tenkou vrstvou nárazovej vlny v blízkosti nosa, čím vytvárajú viskóznu šokovú vrstvu.

Vznik vln nestability v PS, ktoré nie sú charakteristické pre podzvukové a nadzvukové toky

Pri dôležitom probléme prenosu laminárneho prúdenia na turbulentný tok v prípade prietoku okolo lietadla zohrávajú kľúčovú úlohu vlny nestability vytvorené v PS. Rast a následná nelineárna interakcia takýchto vĺn premieňa pôvodný laminárny prúd na turbulentný prietok. Pri podzvukových a nadzvukových rýchlostiach zohráva kľúčovú úlohu pri laminárnom turbulentnom prechode vlny Tolmin-Schlichting, ktoré majú vírivý charakter. Počnúc M = 4,5 sa objavujú akustické vlny typu II a začínajú dominovať (režim II alebo Makav), v dôsledku čoho dochádza k prechodu na turbulenciu v scenári klasického prechodu (existuje aj prechodový mechanizmus obtoku) [1].

Vysoký tok teploty

Vysokorýchlostný prietok v čelnom bode vozidla (bod alebo oblasť zabrzdenia) spôsobuje, že sa plyn zahreje na veľmi vysoké teploty (až do niekoľkých tisíc stupňov). Vysoké teploty naopak vytvárajú nerovnovážne chemické vlastnosti toku, ktoré pozostávajú z disociácie a rekombinácie molekúl plynu, ionizácie atómov, chemických reakcií v prúde a povrchu prístroja. Za týchto podmienok môžu byť procesy konvekcie a radiačnej výmeny tepla významné [2].

Parametre podobnosti

Parametre prietokov plynu sú zvyčajne opísané súborom kritérií podobnosti, ktoré umožňujú znížiť prakticky nekonečný počet fyzikálnych stavov do skupín podobností a umožňujú porovnávať toky plynu s rôznymi fyzikálnymi parametrami (tlak, teplota, rýchlosť atď.) Medzi sebou. Práve na tomto princípe sú založené pokusy v aerodynamických tuneloch a prenos výsledkov týchto experimentov na skutočné lietadlá napriek skutočnosti, že pri skúškach potrubí sa veľkosť modelov, prietokov, tepelných zaťažení atď. Môže značne líšiť od reálnych letových režimov, zatiaľ čo čas, parametre podobnosti (Mach, Reynolds, Stanton atď.) zodpovedajú letu.

Pre trans a nadzvukový alebo stlačiteľný prietok sú vo väčšine prípadov postačujúce na úplný popis tokov také parametre, ako je Mach číslo (pomer rýchlosti prúdenia k miestnej rýchlosti zvuku) a Reynolds. Pre parametre toku hypersonických údajov často nestačí. Najskôr sú rovnice popisujúce tvar nárazovej vlny takmer nezávislé pri rýchlostiach 10 M. Po druhé, zvýšená teplota hypersonického prietoku znamená, že účinky súvisiace s ne-ideálnymi plynmi sa stávajú viditeľnými.

Účtovanie účinkov v reálnom plyne znamená viac premenných, ktoré sú potrebné na úplné popísanie stavu plynu. Ak je stacionárny plyn úplne opísaný tromi veličinami: tlak, teplota, tepelná kapacita (adiabatický index) a pohyblivý plyn je opísaný štyrmi premennými, ktoré tiež zahŕňajú rýchlosť, potom horúci plyn v chemickej rovnováhe vyžaduje aj stavové rovnice pre jeho chemické zložky a plyn s procesmi disociácia a ionizácia musí tiež zahŕňať čas ako jednu z premenných svojho stavu. Vo všeobecnosti to znamená, že v ktoromkoľvek zvolenom čase pre nerovnovážny tok sú potrebné 10 až 100 premenných na opis stavu plynu. Navyše zriedkavý hypersonický tok (GP), zvyčajne opísaný v počte Knudsenových čísel, nerešpektuje Navier-Stokesove rovnice a vyžaduje ich modifikáciu. GP sa zvyčajne kategorizuje (alebo klasifikuje) s použitím celkovej energie vyjadrenej celkovou entalpiou (mJ / kg), celkovým tlakom (kPa) a teplotou spomalenia prietoku (K) alebo rýchlosťou (km / s).

Pokiaľ ide o strojárske aplikácie, W. Hayes vyvinul parameter podobnosti v blízkosti pravidiel priestoru Vitcomb, ktorý umožňuje inžinierom aplikovať výsledky jednej série testov alebo výpočtov vykonaných pre jeden model na vývoj celej skupiny podobných konfigurácií modelov bez ďalších testov alebo podrobných výpočty.

Zoznam režimov

Hypersonický tok je rozdelený do mnohých špeciálnych prípadov. Priradenie polovodiča do jedného alebo iného režimu toku je ťažké z dôvodu "rozmazania" hraníc stavov, v ktorých je tento jav detegovaný v plyne, alebo sa stáva zrejmé z hľadiska použitého matematického modelovania.

Dokonalý plyn

V tomto prípade môže byť prietok privádzaného vzduchu považovaný za ideálny prietok plynu. GP v tomto režime stále závisí od počtu Machov a simulácia sa riadi teplotnými invariantmi skôr než adiabatickou stenou, ktorá prebieha pri nižších rýchlostiach. Dolná hranica tejto oblasti zodpovedá rýchlosti približne 5 M, kde sa SPVRD s subsonickým spaľovaním stáva neúčinným a horná hranica zodpovedá rýchlosti v oblasti 10-12 M.

Perfektný plyn s dvoma teplotami

Je to súčasť ideálneho režimu prúdenia plynu s veľkými rýchlosťami, pri ktorom môže byť prietok prechádzajúceho vzduchu považovaný za chemicky ideálny, ale teplota vibrácií a rotačná teplota plynu [3] sa musia posudzovať oddelene, čo vedie k dvom oddeleným teplotným modelom. Toto je obzvlášť dôležité pri navrhovaní nadzvukových dýz, kde sa stáva dôležité vibračné chladenie v dôsledku excitácie molekúl.

Disociovaný plyn

V tomto prípade sa molekuly plynu začnú disociovať, keď prichádzajú do styku so šokovou vlnou generovanou pohyblivým telom. Prietok sa začína pre každý konkrétny plyn líšiť svojimi vlastnými chemickými vlastnosťami. Schopnosť materiálu tela zariadenia slúžiť ako katalyzátor pri týchto reakciách zohráva úlohu pri výpočte povrchového ohrevu, čo znamená, že sa prejavuje závislosť hypersonického toku na chemických vlastnostiach pohybujúceho sa tela. Dolná hranica režimu je určená prvou zložkou plynu, ktorá začína disociovať pri danej spomalenej teplote prietoku, ktorá zodpovedá dusíku pri 2000 K. Horná hranica tohto režimu je určená na začiatku ionizačných procesov atómov plynu v HJ.

Ionizovaný plyn

V tomto prípade sa stane počet elektrónov stratených atómami významný a elektróny sa musia modelovať oddelene. Často je teplota elektrónového plynu považovaná za izolovanú od iných plynových zložiek. Tento režim zodpovedá rýchlostnému rozpätiu GP 10-12 km / s (> 25 M) a stav plynu v tomto prípade je opísaný pomocou modelov nerádioaktívnej alebo neemitujúcej plazmy.

Režim dominancie radiačného prenosu

Pri rýchlostiach nad 12 km / s dochádza k prestupu tepla do prístroja, a to najmä prenosom žiarenia, ktorý začína dominovať termodynamickému prenosu spolu so zvýšením rýchlosti. Plynová simulácia sa v tomto prípade rozdeľuje na dva prípady:

• opticky tenký - v tomto prípade sa predpokladá, že plyn neabsorbuje žiarenie, ktoré pochádza z jeho iných častí alebo vybraných jednotiek objemu;
• opticky hustá - kde sa berie do úvahy absorpcia žiarenia plazmou, ktorá sa potom opätovne umiestni na telese zariadenia.

Modelovanie opticky hrubých plynov je náročná úloha, pretože vďaka výpočtu prenosu žiarenia v každom bode toku sa množstvo výpočtu rastie exponenciálne s nárastom počtu zvažovaných bodov.

Red Air

Letectvo, padáky, paraglidisty

Hypersonická rýchlosť

Sovietská hypersonická raketa X-90

Sovietská hypersonická raketa X-90 so zloženými krídlami

Hypersonická rýchlosť letí rýchlosťou štyroch zvukových rýchlostí a viac. Medzi leteckými špecialistami sa najčastejšie používa názov "rýchlosť zvuku" a nie "rýchlosť". Tento názov pochádza z priezviska rakúskeho vedeckého fyziku Ernsta Macha (Ernsta Macha), ktorý skúmal aerodynamické procesy, ktoré sprevádzajú nadzvukový pohyb telies. Tak, 1Max je ONE rýchlosť zvuku. Preto je hypersonická rýchlosť FOUR Mach a viac. V roku 1987, 7. decembra vo Washingtone podpísali hlavy štátov Sovietska a USA, Michail Gorbačov a Ronald Reagan dohodu Pioneer a Pershing-2 o odstránení jadrových rakiet strednej triedy. V dôsledku tejto udalosti došlo k zastaveniu vývoja sovietskej strategickej raketovej strely "X-90", ktorá mala vysokú letovú rýchlosť. Tvorcovia rakety X-90 dostali povolenie na vykonanie len jedného skúšobného letu. Tento úspešný test by mohol viesť k veľkému opätovnému vybaveniu lietadiel sovietskeho vzdušného sily s hypersonickou letovou rýchlosťou, čo by mohlo zabezpečiť nadradenosť vzdušného priestoru ZSSR.

American nadzvukové experimentálne lietadlo Bell X-1

V roku 1943 začala americká letecká spoločnosť "Bell" vytvoriť lietadlo, ktoré malo prekonať rýchlosť zvuku. Strela vypálená z pušky letí rýchlejšie ako rýchlosť zvuku, takže nikto nepomyslel na tvar trupu nového lietadla. Jeho konštrukcia predpokladala veľkú bezpečnosť. V niektorých miestach presahovala hrúbka jedného centimetra. Púpa bola ťažká. O nezávislom vzlete nemôže byť žiadna otázka. Na oblohe bola nová lietadla vyzdvihnutá pomocou bombardéra B-29. Americké lietadlo určené na prekonanie rýchlosti zvuku nazývané "X-1" (pozri článok "Neznáme lietadlo"). Forma trupu X-1 by mohla byť vhodná pre hypersonickú letovú rýchlosť.

Prvé sovietske nadzvukové lietadlo La-176

Civilný test pilot Chalmers Goodlin stanovil podmienku - prémiu za prekonanie rýchlosti zvuku je 150.000 dolárov! Potom plat kapitána USAF bol 283 dolárov za mesiac. Mladý kapitán vo veku 24 rokov Chuck Yeager, vojenský dôstojník, pilot zadek, ktorý zabil 19 fašistických lietadiel, z ktorých 5 v jednej bitke, sa rozhodol, že prekoná rýchlosť zvuku. Nikto nevedel, že počas letu, aby prekonal rýchlosť zvuku, mal dve zlomené rebrá a pravá ruka sa pohybovala veľmi dobre. Stalo sa to v dôsledku pádu od koňa počas prechádzky so svojím manželkou predtým. Chuck Yeager pochopil, že to bol jeho posledný let pred nemocnicou a mlčal, takže let nebol zrušený. Prekonanie rýchlosti zvuku bude prvým krokom smerom k dosiahnutiu hypersonickej rýchlosti letu.

Prvá sovietska balistická strela R-1 na štartovacej pozícii

V roku 1947 14. októbra americký strategický bombardér B-29 preletela do neba od tajnej leteckej základne s lietadlom pripevneným k bombe. V nadmorskej výške približne 7 km mala kozmická loď s posádkou neobvyklý tvar. O niekoľko minút neskôr došlo k ohlušujúcemu bluku, ako pri paľbe viacerých zbraní súčasne, ale to nebola katastrofa. V tento deň americký skúšobný pilot Charles Elwood Yeager, známy ako Chuck Yeager alebo Chuck Eager, prvýkrát v histórii ľudstva prekonal SOUND SPEED na skúšobnom lietadle X-1 EXPERIMENTAL. Nadzvukové lietadlo X-1 malo maximálnu letovú rýchlosť 1556 km / h, a to je s priamym krídlom, praktický strop X-1 je 13 115 metrov, maximálny ťah motora je 2 500 kgf. Prijal sám X-1 v plánovacom režime. Neskôr na tej istej leteckej základni, známejšie ako "zóna-51", nachádzajúca sa na dne suchého soľného jazera Groom (Groom), južne od štátu Nevada, boli vozidlá testované s hypersonickou letovou rýchlosťou.

Prvá sovietská balistická strela R-1 za letu

Odkedy USA prijali doktrínu o jadrovej vojne, počet strategických bombardérov v Spojených štátoch sa štvornásobne zvýšil. Tisíce lietadiel F-80 a F-82 mali brániť bombardéry. Jeden rok po Chuck Yeager, sovietsky pilot Ivan Ivanevgrafovič Fedorov prekonal rýchlosť zvuku na bojovník La 176.

Prvá sovietska krídlová strela "Storm" na štartovacej doske počas štartu

Vzdialenosť krídla La-176 bola 45 stupňov, maximálny ťah motora bol 2 700 kgf, praktický strop bol 15 000 m a maximálna rýchlosť bola 1 105 km / h. Vtedy sa zdalo, že 2-3 rýchlosti zvuku sú limitom pre lietadlá s posádkou. Ale aj na mieste tajného testu ZSSR bolo dokonca testované vozidlo s hypersonickou letovou rýchlosťou. Bola to raketa R-1 s maximálnou rýchlosťou 1465 m / s a ​​letovým rozsahom 270 km. Testy na P-1 sa uskutočnili na testovacom mieste Kapustin Yar v regióne Astrachán. Budúce lietadlá pohybujúce sa hypersonickými rýchlosťami vyžadujú nielen nové motory a nové materiály, ale aj nové palivo. Tajným palivom pre balistickú strelu R-1 bol etylalkohol kategórie najvyššej čistoty.

Prvá sovietska krídla rakety "Storm" v lete

BALLISTIC raketa R-1 bola vyvinutá pod vedením Sergeja Pavloviča Koroleva. Aby sme boli spravodliví, hovoríme, že časť nemeckých raketových špecialistov, ktorí sa presťahovali do ZSSR po druhej svetovej vojne, sa tiež aktívne podieľali na vývoji R-1. Riadená strela R-1 bola východiskom pre vývoj balistických rakiet INTERCONTINENTAL, ktoré mali hypersonické rýchlosti a mali byť absolútne nekompatibilnými prostriedkami na dodávku jadrových zbraní. Prvý umelý satelit na zemi a prvý posádkový let do vesmíru boli už kvôli vzhľadu medzikontinentálnych balistických rakiet.

Space Shuttle opakovane použiteľná americká kozmická loď na ceste do komplexu štartu

Prvé úspešné spustenie sovietskej balistickej strely R-1 sa uskutočnilo 10. októbra 1948. Na dosiahnutie vojenskej rovnováhy so Spojenými štátmi boli potrebné rakety s letovým rozsahom nie stoviek a tisíc kilometrov. Testy rakiet Korolev boli úspešné a každý nasledujúci model získal neustále rastúcu hypersonickú letovú rýchlosť a rastúci rozsah letov. Otázka nahradenia raketového paliva je na programe. Etylalkohol ako palivo už nie je vhodný kvôli jeho nedostatočnej rýchlosti horenia a kvôli nedostatočnej tepelnej kapacite, to znamená množstvu energie. Faktom je, že na to, aby ste lietali pri hypersonických rýchlostiach, je ako palivo vhodná iba voda. Žiadny iný chemický prvok nemôže lietať tak rýchlo! Vodík má vysokú rýchlosť horenia a vysokú tepelnú kapacitu, to znamená vysokú teplotu horenia, pričom má najnižšie možné množstvo vodíka. Preto pri aplikácii HYDROGEN sa dosiahne maximálny ťah motora. Okrem toho všetko toto palivo HYDROGEN je absolútne ekologicky čisté palivo. ŠPP Korolyov veril, že toto palivo by riešilo problém pohybu v blízkosti zemského priestoru pri hypersonických letových rýchlostiach.

Raketoplán US raketoplán v priebehu prevádzky na obežnej dráhe

Existovalo však iné riešenie pre kozmické rýchlosti. Navrhla to slávni akademici Mikhail Kuzmich Yangel a Vladimir Nikolaevich Chelomei. Bola to kvapalina podobná amoniaku a na rozdiel od vodíka bola jednoduchá a veľmi lacná na výrobu. Ale keď sa Korolev dozvedel, čo to bolo, prišiel do HORROR! Toto vynikajúce raketové palivo sa nazýva HEPTIL. Ukázalo sa, že je šesťkrát jedu z kyseliny SINYLICKEJ a z hľadiska miery nebezpečenstva zodpovedá toxickým látkam ZARIN a FOSGEN! Avšak vláda ZSSR rozhodla, že raketové zbrane sú dôležitejšie než možné dôsledky a že by mali byť vytvorené za každú cenu. Následne rakety Yangel a Chelomey poháňali palivo z heptylu.

Intercontinental R-7 raketa počas štartu

V roku 1954 sovietska spravodajská služba dostala tajnú správu od rezidenta v Spojených štátoch, vďaka ktorému sa v ZSSR začali práce na vytváraní letectva s hypersonickými letovými rýchlosťami. V USA bol tento projekt nazvaný Navajo. Dva mesiace po tajnej správe vydalo sovietska vláda rozhodnutie začať s vytvorením strategickej rakety WING. V ZSSR bol vývoj takejto rakety zverený Designovému úradu S. A. Lavochkin (pozri článok "Semyon Alekseevich Lavochkin"). Projekt bol nazvaný "Storm". Len za tri roky začal test Tempest začať testovať na skúšobnej stanici Kapustin Yar. Konfigurácia "Storm" zodpovedala modernej americkej raketopláne "Space Shuttle". V čase testu "Storm" sa stalo známe, že americký projekt "Navajo" bol ZATVORENÝ. To sa stalo, s najväčšou pravdepodobnosťou vďaka tomu, že americkí dizajnéri v tej dobe nemohli vytvoriť potrebné motory.

Medzikontinentálna strela R-7 za letu

"Storm" nebol navrhnutý pre vysokú rýchlosť letu, ale pre mierne nižšiu rýchlosť, pre rýchlosť TRI s HALF. To bolo spôsobené tým, že v tom čase ešte nevytvorili materiály, ktoré by odolali ohrevu zodpovedajúcej hypersonickej rýchlosti. Takisto by palubné prístroje mali zostať funkčné pri vysokej teplote vykurovania. Pri vytváraní "Storm" začali vyvíjať materiály, ktoré odolávajú týmto teplotným podmienkam vykurovania.

V čase troch úspešných spustení raketovej plavby "Buri", ktorá má vysokú rýchlosť, korolevská raketa R-7 už spustila prvý umelý zemský satelit a prvú živú bytosť, mutu Laika, do orbity blízkej zeme. Vtedy vedúci ZSSR, N. Khrushchev, v rozhovore pre západnú tlač verejne uviedol, že raketa R-7 by mohla byť použitá na inštaláciu poplatku za jadrovú energiu a zasiahla AKÉKOĽVEK cieľ v Spojených štátoch. Od tejto chvíle sa medzikontinentálne balistické strely stali základom obrany vesmírnej rakety ZSSR. Rakúska plavba "Storm" bola vykonaná na vykonanie rovnakej úlohy, ale vtedajšia sovietska vláda rozhodla, že presun oboch týchto programov súčasne by bolo príliš nákladné a "Storm" bola ZATVORENÁ.

Americké experimentálne lietadlo X-31Rockwell

Koncom 50-tych rokov 20. storočia a počas šesťdesiatych rokov sa v Spojených štátoch a ZSSR uskutočnili experimenty s cieľom vytvoriť pokrokovú leteckú technológiu s hypersonickými letovými rýchlosťami. V hustých vrstvách atmosféry sa však lietadlo prehrievalo a na niektorých miestach sa dokonca roztopilo, takže dosiahnutie hypersonickej rýchlosti v atmosfére bolo opäť a znovu odložené na neznámy čas. V USA existuje program na vytvorenie experimentálneho lietadla nazývaného "X", pomocou ktorého sa skúma let pri hypersonických rýchlostiach. Americká armáda mala veľké nádeje na experimentálne lietadlo X-31, ale 15. novembra 1967, po 10 sekundách letu pri hypersonickej rýchlosti, X-31 explodovalo. Potom bol program experimentálnych lietadiel "X" pozastavený, ale len na chvíľu. Takže v polovici sedemdesiatych rokov sa na americkom experimentálnom lietadle "X-15" v nadmorskej výške asi 100 km dosiahla hypersonická letová rýchlosť rovná 11 rýchlosti zvuku (3,7 km / s).

Americké experimentálne lietadlo X-31Rockwell

V polovici šesťdesiatych rokov Spojené štáty a ZSSR nezávisle od seba a súčasne začali vytvárať hromadne vyrábané lietadlá lietajúce rýchlosťou TRI Mach! Lietanie s tromi rýchlosťami zvuku v ATMOSFÉRE je veľmi náročná úloha! Výsledkom bolo, že KB Kelly Johnson v spoločnosti Lockheed a dizajnérska kancelária A. I. Mikoyana v MiG (pozri článok "Artem Ivanovič Mikojan") vytvorili dve majstrovské diela leteckej techniky. Američania - strategický spravodajský dôstojník "SR-71" Blackbird (pozri článok "SR-71"). Rusi sú na svete najlepší bojovníci MiG-25 (pozri článok MiG-25). Vonku je SR-71 čierny nie kvôli čiernej farbe, ale kvôli feritovému povlaku, ktorý veľmi efektívne odstraňuje teplo. Neskôr bol SR-71 prenesený na nadmorskú rýchlosť 4 800 km / h. MiG-25 bol úspešne použitý počas vojny medzi Izraelom a Egyptom ako prieskumné lietadlo s vysokou nadmorskou výškou. Celý let na MiG-25 nad Izraelom trvalo DVOJ MINUT. Izraelská vzdušná obrana tvrdí, že MiG-25 má rýchlosť zvuku TRE s polovicou (4 410 km / h alebo 1225 m / s)!

Americké experimentálne hypersonické lietadlo X-15 s prídavnými palivovými nádržami, ktoré sa vypúšťajú po použití paliva

Nadradenosť leteckej dopravy môže byť zabezpečená leteckou kozmickou leteckou dopravou. V dôsledku práce na tejto téme sa objavila kozmická loď USAGE Space Shuttle a sovietsky Buran (pozri článok Buran Spacecraft). Pri pristátí na zemi, opakovane použiteľné kozmické lode vstupujú do atmosféry pri Prvej kozmickej rýchlosti, 7,9 km / s, čo je 23,9 násobok rýchlosti zvuku. Na ochranu pred prehriatím pri vstupe do atmosféry sú vonkajšie priestory na opakované použitie kryté špeciálnymi keramickými dlaždicami. Je zrejmé, že dokonca aj pri nepredstaviteľnom narušení tohto keramického povlaku pri hypersonickej rýchlosti dôjde k katastrofe.

Americké experimentálne hypersonické lietadlo X-15 za letu

Po neúspešnom hľadaní univerzálnych prostriedkov ochrany pred prehriatím sa boj o nadradenosť vzduchu presunul na druhú - veľmi nízku nadmorskú výšku. Okrídlené rakety sa presunuli do letovej nadmorskej výšky asi 50 metrov, na rýchlosti letovej rýchlosti, približne 850 km / h s technológiou RELIEF PLAYING. Americká raketová plavba získala meno "Tomahawk" (Tomahawk) a sovietsky analóg "X-55". Detekcia rakety pre plavbu radarom je ťažké, pretože samotná raketa má vďaka svojmu najnovšiemu homing systému malú veľkosť a teda malú odrazovú plochu. Porážka raketovej plavby je tiež zložitá kvôli aktívnemu, nepredvídateľnému manévru počas letu. Vytvorenie sovietskej rakety Cruise X-55 bolo zverené Raduga Design Bureau, v čele s Igorom Sergejevičom Seleznevom.

Americké experimentálne hypersonické lietadlo X-15 po pristátí

Výpočty však ukázali, že takmer úplná nezraniteľnosť raketovej strely dokáže poskytnúť iba rýchlosť letovej rýchlosti päť až šesťkrát vyššiu ako je rýchlosť zvuku (5-6 Machs), čo zodpovedá rýchlosti približne dvoch km / s. Pri prvých skúškach nových technológií sa dizajnéri opäť stretli s rovnakým problémom s prehriatím teploty. Keď bola dosiahnutá daná rýchlosť letovej rýchlosti, plocha rakety sa zahriala na takmer 1000 stupňov Celzia a bola prvá, ktorá zlyhala riadiacej anténe. Potom Igor Seleznyov odišiel do Leningradu do podniku "Leninets", kde vyrábal palubnú rádiovú elektroniku. Špecialisti nedal utišujúci záver. Je nemožné, aby sa v hustých vrstvách atmosféry stala raketou s vodiacimi guľami s hypersonickou rýchlosťou.

Americké strategické hypersonické lietadlo SCA Lockheed SR-71 Blackbird

Ale jeden z výskumných ústavov, konkrétne Vladimír Georgievich Freinstadt, navrhol originálnu myšlienku. Prečo by sa petrolej na palube rakety výletných plavidiel nemal použiť ako palivo pre homing hlavy ako palivo? Boli vykonané pokusy na vytvorenie chladiaceho systému s palivom na palube, petrolejom. V priebehu práce Freinstadt dospel k záveru, že kerozín nemá dostatok energie na prelet s hypersonickou rýchlosťou a že potrebným palivom pre hypersonickú rýchlosť je hydrogén. Freinstadt však navrhol, aby sa na palube rakety dostal vodík z kerozínu. Koncept takéhoto motora bol nazvaný Ajax.

Opätovne použiteľná sovietska kozmická loď "Buran" Tepelnoizolačná vrstva lode pozostávajúca zo špeciálnych keramických dlaždíc je jasne viditeľná

V tej dobe sa táto myšlienka zdala príliš fantastická. Ako výsledok bol prijatý raketový výlet s podzvukovou letovou rýchlosťou X-55. Ale aj taká raketa sa stala vynikajúcim vedeckým a technickým úspechom. Stručné špecifikácie rakety Cruise X-55: dĺžka - 5,88 m; priemer puzdra - 0,514 m; rozpätie krídiel - 3,1 m; počiatočná hmotnosť - 1195 kg; letová vzdialenosť - 2 500 km; rýchlosť letu - 770 km / h (214 m / s); letová nadmorská výška od 40 do 110 m; hmotnosť hlavice - 410 kg; výkon hlavice - 200 kt; presnosť rýchlosť až 100 m. V roku 1983, po prijatí riadenú strelu Kh-55 na ministerstve obrany vzniesol otázku zrážanlivosťou prác na vytvorenie motor poskytuje hypersonika letu. Ale práve tento rok začalo sa v správach sovietskej inteligencie čoraz častejšie objavovať problematika hypersonálnych lietadiel.

Sovietske raketoplán "Buran" na obežnej dráhe

Ako súčasť programu Star Wars vláda Spojených štátov začala financovať vývoj vozidiel rovnomerne lietajúcich v atmosfére a vo vesmíre. Zásadne nové letecké zbrane mali byť vozidlami s hypersonickými letovými rýchlosťami. Po úspešnom vytvorení modelu X-55 začal Igor Seleznev bez toho, aby čakal na vytvorenie súčasného modelu prístroja Ajax, a začal vyvíjať výletnú raketu, ktorá preteká rýchlosťou. Takáto strela bola raketová plavba "X-90", ktorá mala lietať na tradičnom kerozíne rýchlosťou viac ako 5 Machov. KB Selezneva dokázala vyriešiť problém s prehriatím teploty. Predpokladalo sa, že X-90 začne od STRATOSFÉRU. Z tohto dôvodu bola teplota raketového telesa znížená na minimum. Existuje však ďalší dôvod na prijatie takéhoto raketového výbuchu. Faktom je, že v tomto okamihu viac a menej naučil zostreliť balistické strely, sa naučil zostreliť lietadlá a naučil sa zostreliť riadené strely lietajú na ultra-low-výškový podzvukovou rýchlosťou letu. Len jedna vrstva stratosféry zostala neporušená - je to vrstva medzi atmosférou a vesmírom. Myšlienka sa objavila v "stratéze" bez povšimnutia presne v oblasti stratosféry s použitím hypersonickej rýchlosti.

Americká raketová plavba "Tomahawk" Spustenie z inštalácie lode

Po prvom úspešnom spustení modelu X-90 sa však všetky práce na tejto rakete zastavili. Stalo sa to vďaka rozkazu nového vodcu ZSSR Gorbacheva. V tej dobe v Leningrade organizoval Vladimir Frainstadt skupinu nadšených vedcov, aby vytvorili hypersonický motor Ajaxu. Táto skupina Fraynshtadta nielen vytvárať agregáty petroleja na vodík, ale tiež sa naučil riadiť vyskytujúce sa počas letu v prípade nadzvukových rýchlostí, deštruktívne plazmy okolo zariadenia. To znamenalo technologický prelom všetkých lietadiel s posádkou! Skupina Freinstadt začala pripravovať prvý let hypersonického modelu. Avšak v roku 1992 bol projekt Ajax uzavretý kvôli ukončeniu financovania. V osemdesiatych rokoch, v ZSSR, bol rozvoj lietadiel lietajúcich pri hypersonických rýchlostiach na poprednom mieste vo svete. Táto základňa bola stratená až v deväťdesiatych rokoch minulého storočia.

Americká raketová plavba "Tomahawk" tesne predtým, ako zasiahla terč

EFEKTÍVNOSŤ a NEBEZPEČENSTVO bojových lietadiel lietajúcich pri hypersonických rýchlostiach bolo zrejmé aj v 80. rokoch minulého storočia. V roku 1998 začali začiatkom augusta v bezprostrednej blízkosti amerických veľvyslanectiev v Keni a Tanzánii hromady silných výbuchov. Tieto výbuchy zorganizovala svetová teroristická organizácia Alkaida, ktorej v čele s Usámou bin Ládinom. V tom istom roku 20. augusta vypustili americké lode v Arabskom mori osem výletných rakiet Tomahawk. O dve hodiny neskôr rakety zasiahli územie teroristického tábora nachádzajúceho sa v Afganistane. Ďalej v tajnej správe prezidentovi USA B. Clintonovi zástupcovia uviedli, že hlavný cieľ útoku proti raketám na základňu Alkaidy v Afganistane nebol dosiahnutý. Pol hodiny po spustení rakiet bol Bin Ládin o raketách lietajúcich na ňom varovaný satelitnou komunikáciou a opustil základňu asi jednu hodinu pred výbuchmi. Z tohto výsledku dospeli Američania k záveru, že takáto bojová misia by mohla byť vykonávaná raketami iba s hypersonickou letovou rýchlosťou.

Ruská plavba rakety X-55 pred inštaláciou na lietadlo

O niekoľko dní neskôr podpísalo zmluvu s Boeingom dlhodobú zmluvu o pokročilom vývojovom oddelení Ministerstva obrany USA. Spoločnosť leteckej spoločnosti dostala objednávku vo výške niekoľkých miliárd dolárov na vytvorenie univerzálnej rakety s rýchlou letovou rýchlosťou, SIX Mach. Objednávka sa stala rozsiahlym projektom, ktorý umožní Spojeným štátom vytvoriť sľubné zbrane a letecké systémy. V budúcnosti sa hypersonické zariadenia v priebehu svojho vývoja môžu premeniť na zariadenia INTERMEDIATE, ktoré môžu opakovane prechádzať z atmosféry do priestoru a späť, zatiaľ čo sa aktívne manévrujú. Takéto vozidlá môžu byť kvôli svojej neštandardnej a nepredvídateľnej dráhe letu veľmi nebezpečné.

Ruská plavebná raketa X-55 pred inštaláciou na Tu-160

V júli 2001 sa spustenie experimentálneho lietadla X-43A uskutočnilo v Spojených štátoch. Musel dosiahnuť hypersonic letovú rýchlosť, Sedem Mach. Jednotka však havarovala. Všeobecne platí, že vytvorenie zariadenia s hypersonickou letovou rýchlosťou DIFFICULTIES je porovnateľné s vytváraním atómových zbraní. Predpokladá sa, že najnovšie americké hypersonické plavecké rakety budú lietať vo výškach stratosféry. Nedávno začal závod na vytvorenie hypersonického zariadenia. Motor novej hypersonickej rakety sa môže stať plazmou, to znamená, že teplota horľavej zmesi používanej v motore sa stane rovnou horúcej PLASME. Ešte nie je možné predpovedať čas vzhľadu zariadení s vysokou rýchlosťou letu v Rusku kvôli nedostatočnému financovaniu.

Americké experimentálne hypersonické lietadlo X-43A

Pravdepodobne v 60-tych rokoch začne svet začať masívny prechod osobných lietadiel, ktoré lietajú na vzdialenosti viac ako 7 000 km, pri hypersonických letových rýchlostiach s letovými nadmorskými výškami od 40 do 60 km. V roku 2003 Američania financovali svoje štúdium pre ich budúci rozvoj dopravného lietadla na nadzvukové letu rýchlosti v sovietskeho nadzvukového dopravného lietadla "Tu-144" (pozri článok "Tu-144" a "Alexei Tupolev"). Tu bol Tu-144 vyrobený v množstve 19 kusov. V roku 2003 bola opravená jedna z troch zvyšných Tu-144, ktorá sa stala lietajúcou laboratóriou v programe RUSSKO-AMERICKÝ na testovanie leteckých systémov novej generácie. Američania boli potešení zo sovietskeho Tu-144.

Sovietske nadzvukové osobné lietadlá Tu-144

Prvé myšlienky raketovo okrídlených lietadiel, hypersonických lietadiel lietajúcich rýchlosťou 10-15 Machov, sa objavili už v 30. rokoch minulého storočia. Avšak aj tí najdôležitejší dizajnéri mali malú predstavu o tom, aké ťažkosti by musel čeliť myšlienka, podieľať sa na akomkoľvek bode našej planéty v polovici hodiny. Pri hypersonických letových rýchlostiach v atmosfére sa okraje krídel, prívodov vzduchu a ostatné časti lietadla zohrejú na teplotu topenia hliníkových zliatin. Preto sa vytváranie budúcich hypersonických lietadiel úplne spája s chémiou, metalurgiou a vývojom nových materiálov.

Sovietske nadzvukové osobné lietadlá Tu-144 Po vylodení boli uvoľnené brzdové padáky

Konvenčné tryskové motory s rýchlosťou TŘI Machu už nie sú účinné (pozri článok "Letecké inovácie"). Pri ďalšom zvyšovaní rýchlosti je potrebné zabezpečiť možnosť vykonania najväčšieho prúdu vzduchu, úlohu kompresora a stlačenia vzduchu. Na to stačí, INPUT časť motora má robiť SUBJECTING. S hypersonickou letovou rýchlosťou je kompresný pomer vstupného prúdu vzduchu taký, že jeho teplota sa stáva 1 500 stupňov. Motor sa premieňa na takzvaný motor DIRECT FLOWING, bez toho, aby vôbec otáčal. Ale zároveň to naozaj funguje!

Americké experimentálne hypersonické lietadlo X-43A s vrtuľou rakety Pegasus pripojenou k bombardéru B-52 na zemi

Jeden čas sa sovietsky vedec Vladimír Georgievich Freinstadt zaoberal problémami chladenia s petrolejom, jadrovými hlavicami lietajúcimi z vesmíru. Teraz dizajnéri celého sveta vďaka svojmu výskumu využívajú účinok náhleho zvýšenia spaľovacej energie prehriateho petroleja v dôsledku použitia uvoľneného pri takých vysokých teplotách HYDROGÉNU. Tento efekt prináša motor veľmi vysokú energiu, ktorá zabezpečuje vysokú rýchlosť letu. V roku 2004 Američania dvakrát nastavili rýchlostné záznamy pre bezpilotné raketové klzáky. Model X-43A bol odpojený od bombardéra V-52 v nadmorskej výške 12 000 metrov. Raketa Pegasus ho zrýchlila rýchlosťou THREE Mach a potom X-43A spustila svoj motor. Maximálna letová rýchlosť modelu X-43A bola 11 265 km / h (3 130 m / s), čo zodpovedá 9,5 rýchlosti zvuku. Lietanie na najvyššej rýchlosti trvalo 10 sekúnd v nadmorskej výške 35 000 metrov. Pri rýchlosti 9,5 Makhov bude let z Moskvy do New Yorku trvať o niečo menej ako 43 minút. Americkí vedci naďalej presúvajú leteckú vedu.

Americké experimentálne hypersonické lietadlo X-43A s vrtuľou rakety Pegasus pripojenou k bombardéru B-52 v lete

Americké experimentálne hypersonické lietadlo X-43A v lete po oddelení od B-52