Il velivolo ipersonico più veloce del mondo. Aereo ipersonico russo

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Un normale aereo passeggeri vola a una velocità di circa 900 km/h. Un jet da combattimento può raggiungere circa tre volte la velocità. Tuttavia, gli ingegneri moderni della Federazione Russa e di altri paesi del mondo stanno attivamente sviluppando macchine ancora più veloci: velivoli ipersonici. Quali sono le specifiche dei rispettivi concetti?

Criteri per un aereo ipersonico

Cos'è un aereo ipersonico? Con tale è consuetudine intendere un apparato capace di volare ad una velocità molte volte superiore a quella del suono. Gli approcci dei ricercatori per determinare il suo indicatore specifico variano. Esiste una metodologia diffusa secondo la quale un velivolo dovrebbe essere considerato ipersonico se è un multiplo degli indicatori di velocità dei veicoli supersonici moderni più veloci. Che sono circa 3-4 mila km/h. Cioè, un aereo ipersonico, se segui questa metodologia, dovrebbe raggiungere velocità di 6.000 km/h.

Unmanned eveicoli controllati

Gli approcci dei ricercatori possono anche differire in termini di determinazione dei criteri per classificare un particolare dispositivo come aeromobile. Esiste una versione in cui solo le macchine controllate da una persona possono essere considerate tali. C'è un punto di vista secondo cui un veicolo senza pilota può essere considerato anche un aeromobile. Pertanto, alcuni analisti classificano le macchine del tipo in questione in quelle soggette al controllo umano e quelle che funzionano in modo autonomo. Una tale divisione può essere giustificata, dal momento che i veicoli senza pilota possono avere caratteristiche tecniche molto più impressionanti, ad esempio in termini di sovraccarico e velocità.

Allo stesso tempo, molti ricercatori considerano il velivolo ipersonico come un unico concetto, per il quale l'indicatore chiave è la velocità. Non importa se una persona è seduta al timone del dispositivo o se la macchina è controllata da un robot: l'importante è che l'aereo sia abbastanza veloce.

Decollo - da solista o assistito?

È comune una classificazione degli aerei ipersonici, che si basa sulla loro classificazione come quelli che possono decollare indipendentemente o quelli che richiedono il posizionamento su una portaerei più potente: un razzo o un aereo cargo. C'è un punto di vista secondo il quale è legittimo riferirsi ai dispositivi del tipo in esame principalmente quelli in grado di decollare autonomamente o con il minimo coinvolgimento di altri tipi di apparecchiature. Tuttavia, quei ricercatori che credono che il criterio principale che caratterizza un velivolo ipersonico sia la velocità dovrebberoessere fondamentale in qualsiasi classificazione. Che si tratti di classificare il dispositivo come senza pilota, controllato, in grado di decollare da solo o con l'aiuto di altre macchine, se l'indicatore corrispondente raggiunge i valori sopra, significa che stiamo parlando di un aereo ipersonico.

Problemi principali delle soluzioni ipersoniche

I concetti di soluzioni ipersoniche sono vecchi di molti decenni. Nel corso degli anni di sviluppo del corrispondente tipo di veicoli, gli ingegneri mondiali hanno risolto una serie di problemi significativi che impediscono obiettivamente che la produzione di "ipersound" venisse avviata, in modo simile all'organizzazione della produzione di velivoli turboelica.

La principale difficoltà nella progettazione di velivoli ipersonici è la creazione di un motore che possa essere sufficientemente efficiente dal punto di vista energetico. Un altro problema è l'allineamento della necessaria protezione termica dell'apparato. Il fatto è che la velocità di un aereo ipersonico nei valori che abbiamo considerato sopra implica un forte riscaldamento dello scafo dovuto all'attrito con l'atmosfera.

Oggi esamineremo diversi campioni di prototipi di successo di velivoli del tipo corrispondente, i cui sviluppatori sono stati in grado di compiere progressi significativi nella risoluzione dei problemi rilevati. Analizziamo ora gli sviluppi più famosi al mondo in termini di creazione di velivoli ipersonici del tipo in questione.

L'aereo più veloce di Boeing

L'aereo ipersonico più veloce del mondo, secondo alcuni esperti, è l'americano Boeing X-43A. Quindi, durante il test di questo dispositivo, è stato registrato che ha raggiunto la velocitàsuperiore a 11mila km/h. Questa è circa 9,6 volte la velocità del suono.

Cosa ha di speciale l'aereo ipersonico X-43A? Le caratteristiche di questo aeromobile sono le seguenti:

- la velocità massima registrata nelle prove - 11.230 km/h;

- apertura alare - 1,5 m;

- lunghezza cassa - 3,6 m;

- motore - flusso diretto, getto di combustione supersonico;

- carburante - ossigeno atmosferico, idrogeno.

Si può notare che il dispositivo in questione è uno dei più ecologici. Il fatto è che il carburante utilizzato praticamente non comporta il rilascio di prodotti di combustione nocivi.

Il velivolo ipersonico X-43A è stato sviluppato dagli sforzi congiunti degli ingegneri della NASA, nonché di Orbical Science Corporation e Minocraft. L'aereo è stato creato per circa 10 anni. Nel suo sviluppo sono stati investiti circa 250 milioni di dollari. La novità concettuale del velivolo in questione è che è stato concepito per testare le ultime tecnologie per garantire il funzionamento della spinta motrice.

Sviluppato da Orbital Science

Orbital Science, che, come abbiamo notato sopra, ha preso parte alla creazione del dispositivo X-43A, è riuscita anche a creare il proprio velivolo ipersonico: l'X-34.

La sua velocità massima supera i 12.000 km/h. È vero, durante le prove pratiche non è stato raggiunto - inoltre, non è stato possibile raggiungere l'indicatore mostrato dal velivolo X43-A. Aereo consideratoil dispositivo accelera quando viene attivato il razzo Pegasus, che opera a combustibile solido. L'X-34 è stato testato per la prima volta nel 2001. L'aereo in questione è significativamente più grande del dispositivo Boeing: la sua lunghezza è di 17,78 m, l'apertura alare è di 8,85 m L' altitudine massima di volo del veicolo ipersonico di Orbical Science è di 75 chilometri.

Aerei dal Nord America

Un altro noto velivolo ipersonico è l'X-15, prodotto dalla North American. Gli analisti si riferiscono a questo apparato come sperimentale.

È dotato di motori a razzo, il che dà ragione ad alcuni esperti per non classificarlo come un aereo. Tuttavia, la presenza di motori a razzo consente al dispositivo, in particolare, di effettuare voli suborbitali. Quindi, durante uno dei test in questa modalità, è stato testato dai piloti. Lo scopo dell'apparato X-15 è studiare le specifiche dei voli ipersonici, valutare alcune soluzioni progettuali, nuovi materiali e controllare le caratteristiche di tali macchine in vari strati dell'atmosfera. È interessante notare che il concetto del progetto è stato approvato nel 1954. X-15 vola a una velocità di oltre 7 mila km / h. La sua autonomia di volo è di oltre 500 km, la sua altitudine supera i 100 km.

Il velivolo di produzione più veloce

I veicoli ipersonici che abbiamo studiato sopra appartengono in re altà alla categoria di ricerca. Sarà utile considerare alcuni campioni seriali di velivoli che hanno caratteristiche simili a quelle ipersoniche o (secondo una metodologia o un' altra) ipersoniche.

Tra queste macchine c'è lo sviluppo americano dell'SR-71. Alcuni ricercatori non sono inclini a classificare questo velivolo come ipersonico, poiché la sua velocità massima è di circa 3,7 mila km / h. Tra le sue caratteristiche più notevoli c'è il suo peso al decollo, che supera le 77 tonnellate. La lunghezza dell'apparato è superiore a 23 m, l'apertura alare è superiore a 13 m.

Uno degli aerei militari più veloci è il MiG-25 russo. Il dispositivo può raggiungere velocità superiori a 3, 3 mila km / h. Il peso massimo al decollo dell'aereo russo è di 41 tonnellate.

Così, nel mercato delle soluzioni seriali, vicine per caratteristiche a quelle ipersoniche, la Federazione Russa è tra i leader. Ma cosa si può dire degli sviluppi russi in termini di velivoli ipersonici "classici"? Gli ingegneri della Federazione Russa sono in grado di creare una soluzione competitiva con le macchine di Boeing e Orbital Scence?

Veicoli ipersonici russi

Al momento, il velivolo ipersonico russo è in fase di sviluppo. Ma è piuttosto attiva. Stiamo parlando dell'aereo Yu-71. I suoi primi test, a giudicare dai resoconti dei media, sono stati effettuati nel febbraio 2015 vicino a Orenburg.

Il velivolo dovrebbe essere utilizzato per scopi militari. Pertanto, un veicolo ipersonico sarà in grado, se necessario, di fornire armi d'attacco a distanze considerevoli, monitorare il territorio e anche essere utilizzato come elemento dell'aviazione d'attacco. Alcuni ricercatori ritengono che nel 2020-2025. le forze missilistiche strategiche riceveranno circa 20 velivolitipo appropriato.

Ci sono informazioni sui media secondo cui l'aereo ipersonico russo in esame sarà posizionato sul missile balistico Sarmat, anch'esso in fase di progettazione. Alcuni analisti ritengono che il veicolo ipersonico Yu-71 in fase di sviluppo non sia altro che una testata che dovrà separarsi da un missile balistico nel segmento di volo finale, in modo che, grazie all'elevata manovrabilità caratteristica di un aereo, possa superare missili sistemi di difesa.

Progetto Ajax

Tra i progetti più degni di nota legati allo sviluppo di velivoli ipersonici c'è l'Ajax. Studiamolo più in dettaglio. Aereo ipersonico "Ajax" - uno sviluppo concettuale degli ingegneri sovietici. Nella comunità scientifica, se ne parlava già negli anni '80. Tra le caratteristiche più notevoli c'è la presenza di un sistema di protezione termica, che ha lo scopo di proteggere il case dal surriscaldamento. Pertanto, gli sviluppatori dell'apparato Ajax hanno proposto una soluzione a uno dei problemi "ipersonici" che abbiamo identificato sopra.

Lo schema tradizionale di protezione termica degli aeromobili prevede il posizionamento di materiali speciali sulla carrozzeria. Gli sviluppatori dell'Ajax hanno proposto un concetto diverso, secondo il quale non avrebbe dovuto proteggere il dispositivo dal riscaldamento esterno, ma far entrare calore nell'auto, aumentandone la risorsa energetica. Il principale concorrente dell'apparato sovietico era l'aereo ipersonico Aurora, creato negli Stati Uniti. Tuttavia, a causa del fatto che i designer dell'URSS hanno notevolmente ampliato le possibilitàconcept, al nuovo sviluppo sono stati affidati i più svariati compiti, in particolare la ricerca. Possiamo dire che l'Ajax è un aereo multiuso ipersonico.

Diamo un'occhiata più da vicino alle innovazioni tecnologiche proposte dagli ingegneri dell'URSS.

Quindi, gli sviluppatori sovietici dell'Ajax proposero di utilizzare il calore generato dall'attrito del corpo dell'aereo contro l'atmosfera, per convertirlo in energia utile. Tecnicamente, questo potrebbe essere implementato posizionando proiettili aggiuntivi sull'apparato. Di conseguenza, si è formato qualcosa come un secondo edificio. La sua cavità doveva essere riempita con una specie di catalizzatore, ad esempio una miscela di materiale combustibile e acqua. Lo strato termoisolante in materiale solido in Ajax doveva essere sostituito con uno liquido, che, da un lato, doveva proteggere il motore, dall' altro, contribuirebbe ad una reazione catalitica, che, nel frattempo, potrebbe essere accompagnato da un effetto endotermico - il movimento di calore dalle parti del corpo esterne all'interno. In teoria, il raffreddamento delle parti esterne dell'apparato potrebbe essere qualsiasi cosa. Il calore in eccesso, a sua volta, doveva essere utilizzato per aumentare l'efficienza del motore dell'aeromobile. Allo stesso tempo, questa tecnologia consentirebbe di generare specie di idrogeno libere dovute alla reazione del carburante.

Al momento, non ci sono informazioni disponibili al pubblico sulla continuazione dello sviluppo dell'Ajax, ma i ricercatori considerano molto promettente mettere in pratica i concetti sovietici.

Veicoli ipersonici cinesi

ConcorrenteLa Russia e gli Stati Uniti nel mercato delle soluzioni ipersoniche è la Cina. Tra gli sviluppi più famosi degli ingegneri cinesi c'è l'aereo WU-14. È un aliante ipersonico montato su un missile balistico.

ICBM lancia un aereo nello spazio, da dove la macchina si tuffa bruscamente verso il basso, sviluppando una velocità ipersonica. L'apparato cinese può essere montato su vari missili balistici intercontinentali con una portata da 2.000 a 12.000 km. Si è riscontrato che durante i test, il WU-14 è stato in grado di raggiungere velocità superiori a 12mila km/h, trasformandosi così nel velivolo ipersonico più veloce secondo alcuni analisti.

Allo stesso tempo, molti ricercatori ritengono che lo sviluppo cinese non sia del tutto legittimo da attribuire alla classe dei velivoli. Diffusa, quindi, la versione, secondo la quale il dispositivo andrebbe classificato proprio come testata. E molto efficace. Quando si vola a una velocità marcata, anche i più moderni sistemi di difesa missilistica non saranno in grado di garantire l'intercettazione del bersaglio corrispondente.

Si può notare che anche la Russia e gli Stati Uniti stanno sviluppando veicoli ipersonici utilizzati per scopi militari. Allo stesso tempo, il concetto russo, secondo il quale dovrebbe creare macchine del tipo corrispondente, differisce in modo significativo, come dimostrano i dati in alcuni media, dai principi tecnologici implementati da americani e cinesi. Quindi, gli sviluppatori della Federazione Russa stanno concentrando i loro sforzi nel campo della creazione di aeromobiliveicoli dotati di motore ramjet in grado di essere lanciati da terra. La Russia sta pianificando una cooperazione in questa direzione con l'India. I dispositivi ipersonici, creati secondo il concetto russo, secondo alcuni analisti sono caratterizzati da un costo inferiore e da una portata più ampia.

Allo stesso tempo, il velivolo ipersonico russo, di cui abbiamo parlato sopra (Yu-71), suggerisce, secondo alcuni analisti, lo stesso posizionamento sugli ICBM. Se questa tesi si rivelerà vera, allora sarà possibile affermare che gli ingegneri della Federazione Russa stanno lavorando contemporaneamente in due aree concettuali popolari nella costruzione di velivoli ipersonici.

CV

Quindi, probabilmente il velivolo ipersonico più veloce del mondo, se parliamo di velivoli, indipendentemente dalla loro classificazione, questo è sempre il cinese WU-14. Anche se devi capire che le informazioni reali su di lui, comprese quelle relative ai test, possono essere classificate. Ciò è coerente con i principi degli sviluppatori cinesi, che spesso si sforzano di mantenere segreta la loro tecnologia militare a tutti i costi. La velocità del velivolo ipersonico più veloce è di oltre 12.000 km/h. Sta "recuperando" lo sviluppo americano dell'X-43A: molti esperti lo considerano il più veloce. In teoria, il velivolo ipersonico X-43A, così come il cinese WU-14, possono raggiungere lo sviluppo di Orbical Science, progettato per una velocità di oltre 12mila km / h.

Le caratteristiche dell'aereo russo Yu-71 non sono ancora note al grande pubblico. È possibile che siano vicini ai parametriAerei cinesi. Gli ingegneri russi stanno anche sviluppando un velivolo ipersonico in grado di decollare non sulla base di missili balistici intercontinentali, ma in modo indipendente.

Gli attuali progetti di ricercatori provenienti da Russia, Cina e Stati Uniti sono in qualche modo collegati alla sfera militare. Gli aerei ipersonici, indipendentemente dalla loro possibile classificazione, sono considerati principalmente come portatori di armi, molto probabilmente nucleari. Tuttavia, nei lavori di ricercatori di tutto il mondo ci sono tesi secondo cui "l'ipersuono", come la tecnologia nucleare, potrebbe essere pacifico.

Si tratta dell'emergere di soluzioni convenienti e affidabili che consentono di organizzare la produzione in serie di macchine del tipo appropriato. L'uso di tali dispositivi è possibile nella più ampia gamma di rami dello sviluppo economico. È probabile che la maggiore richiesta di velivoli ipersonici si trovi nell'industria spaziale e della ricerca.

Man mano che il costo delle tecnologie di produzione per le macchine corrispondenti diventa più basso, le imprese di trasporto potrebbero iniziare a mostrare interesse a investire in tali progetti. Le società industriali, i fornitori di vari servizi possono iniziare a considerare l'"isuono" come uno strumento per aumentare la competitività delle imprese in termini di organizzazione delle comunicazioni internazionali.