Det raskeste flyet i verden. Supersoniske flyvninger: det første flyet, bryter den supersoniske barrieren og Mach-nummeret i Sonic-passasjerfly for luftfart
Flydesignere sto overfor oppgaven med å øke hastigheten ytterligere. Høyere hastighet utvidet kampevnene til både jagerfly og bombefly.
Den supersoniske æraen begynte med flukten til Chuck Yeager, en amerikansk testpilot, den 14. oktober 1947 på et eksperimentelt Bell X-1 fly med en XLR-11 rakettmotor som nådde supersonisk hastighet i kontrollert flyging.
Utvikling
60-70-tallet av det 20. århundre var preget av den raske utviklingen av supersonisk luftfart. Hovedproblemene med flystabilitet og kontrollerbarhet og deres aerodynamiske effektivitet ble løst. Den høye flyhastigheten gjorde det også mulig å øke taket til over 20 km, noe som var viktig for rekognoseringsfly og bombefly. På den tiden, før ankomsten av luftvernmissilsystemer som var i stand til å treffe mål i store høyder, var hovedprinsippet for bruk av bombefly å fly til målet i høyest mulig høyde og hastighet. I løpet av disse årene ble supersoniske fly for en lang rekke formål bygget og satt i produksjon - jagerfly, bombefly, avskjærere, jagerbomber, rekognoseringsfly (den første supersoniske allværsavskjæreren - Convair F-102 Delta Dagger; den første supersoniske langtrekkende bombefly - Convair B-58 Hustler) .
Nå for tiden dukker det opp nye fly, inkludert de som er laget med Stealth-teknologi for å redusere sikten.
Sammenlignende diagrammer av Tu-144 og Concorde
Passasjer supersoniske fly
I luftfartens historie var det bare to supersoniske passasjerfly som presterte vanlige flyreiser. Det sovjetiske Tu-144-flyet foretok sin første flytur 31. desember 1968, og var i drift fra 1978 til 1978. To måneder senere, 2. mars 1969, ble den anglo-franske Concorde (fr. Concorde– «samtykke») foretok transatlantiske flyvninger fra 2003 til 2003. Deres drift gjorde det mulig ikke bare å redusere flytiden betydelig på langdistanseflyvninger, men også å bruke luftrom uten overbelastning i store høyder (≈18 km), mens hovedluftrommet brukt av rutefly (høyder 9-12 km) allerede var i disse årene betydelig belastet. Dessuten fløy supersoniske fly langs rette ruter (utenfor flyruter).
Teoretiske problemstillinger
Flyging med supersonisk hastighet, i motsetning til subsonisk hastighet, fortsetter i henhold til forskjellige lover, siden når et objekt når lydhastigheten, endres det aerodynamiske strømningsmønsteret kvalitativt, på grunn av hvilket aerodynamisk motstand øker kraftig, kinetisk oppvarming av strukturen øker, aerodynamiske fokusskifter, noe som fører til tap av stabilitet og flyets kontrollerbarhet. I tillegg dukket det opp et hittil ukjent fenomen kalt "bølgemotstand".
Derfor var det umulig å oppnå lydhastighet og effektiv flyging ved å bare øke motorkraften; nye designløsninger var nødvendig. Konsekvensen var en endring i utseendet til flyet - karakteristiske rette linjer og skarpe hjørner dukket opp, i motsetning til den "glatte" formen til subsoniske fly.
Det skal bemerkes at oppgaven med å lage et effektivt supersonisk fly ennå ikke kan anses som løst. Skaperne må inngå et kompromiss mellom kravet om å øke hastigheten og opprettholde akseptable start- og landingsegenskaper. Dermed er erobringen av nye grenser i hastighet og høyde med luftfart assosiert ikke bare med bruken av et mer avansert eller fundamentalt nytt fremdriftssystem og en ny flylayout, men også med endringer i deres geometri under flyging. Slike endringer, mens de forbedrer flyets ytelse ved høye hastigheter, bør ikke forringe ytelsen ved lave hastigheter, og omvendt. Nylig har skaperne nektet å redusere vingearealet og den relative tykkelsen på profilene deres, samt å øke vingesveipingsvinkelen til fly med variabel geometri, gå tilbake til lavt sveipende vinger og en stor relativ tykkelse, hvis tilfredsstillende maksimal hastighet og takverdier er allerede oppnådd. I dette tilfellet anses det som viktig at et supersonisk fly har god ytelse ved lave hastigheter og redusert luftmotstand i høye hastigheter, spesielt i lave høyder.
Notater
se også
Wikimedia Foundation. 2010.
Se hva et "supersonisk fly" er i andre ordbøker:
Et fly hvis design og ytelsesegenskaper tillater flyging med hastigheter som overstiger lydhastigheten. I motsetning til fly som flyr i subsoniske hastigheter, har supersoniske fly en feid eller trekantet (i... ... Encyclopedia of technology
supersoniske fly- viršgarsinis lėktuvas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. ultralyd fly vok. Überschallflugzeug, n rus. supersoniske fly, m pranc. avion supersonique, m … Fizikos terminų žodynas
supersoniske fly Encyclopedia "Aviation"
supersoniske fly- supersoniske fly, hvis driftsforhold sørger for flyging med hastigheter som overstiger lydhastigheten. Introduksjon av konseptet "S. Med." på 1950-tallet forårsaket av en betydelig forskjell i geometriske former som gir... ... Encyclopedia "Aviation"
Det er kjent at hovedveiene for luftfartsutvikling var og bestemmes hovedsakelig av fremdriften til fly for militær bruk, hvis utvikling krever mye innsats og penger. Samtidig, sivil luftfart, som... ... Wikipedia
Supersonisk rutefly Tu-144: flyegenskaper– 31. desember 1968 foretok det eksperimentelle supersoniske flyet Tu 144 (USSR halenummer 68001) sin første flytur. Tu 144 klarte å ta av to måneder tidligere enn sin anglo-franske konkurrent, Concorde-flyet, som foretok sin første flyvning den 2... ... Encyclopedia of Newsmakers
supersoniske passasjerfly- Ris. 1. Supersoniske passasjerfly Tu-144. supersoniske passasjerfly (SPS) er beregnet på å transportere passasjerer, bagasje og last med supersonisk marsjfart (Mach-nummer M∞ > 1). Den første (og... ... Encyclopedia "Aviation"
Den kalde krigen, som fant sted mellom USA og USSR i 1946-1991, er for lengst over. Det er i hvert fall det mange eksperter mener. Våpenkappløpet stoppet imidlertid ikke et minutt, og selv i dag er det på stadiet av aktiv utvikling. Til tross for at de viktigste truslene mot landet i dag er terrorgrupper, er også forholdet mellom verdensmakter anspent. Alt dette skaper betingelser for utvikling av militære teknologier, hvorav den ene er et hypersonisk fly.
Nødvendighet
Forholdet mellom USA og Russland er svært anstrengt. Og selv om USA i Russland på offisielt nivå kalles et partnerland, hevder mange politiske og militære eksperter at det er en uuttalt krig mellom landene ikke bare på den politiske fronten, men også på den militære i form av en våpenkappløp. I tillegg bruker USA aktivt NATO for å omringe Russland med sine rakettforsvarssystemer.
Dette kan ikke annet enn å bekymre ledelsen i Russland, som for lenge siden har begynt å utvikle ubemannede luftfartøyer som overskrider hypersonisk hastighet. Disse dronene kan utstyres med et atomstridshode, og de kan enkelt levere en bombe til hvor som helst i verden, og ganske raskt. Et lignende hypersonisk fly er allerede opprettet - dette er Yu-71-flyet, som for tiden testes i streng hemmelighold.
Utvikling av hypersoniske våpen
For første gang begynte testing av fly som kunne fly med lydens hastighet på 50-tallet av det 20. århundre. Da var det fortsatt assosiert med den såkalte kalde krigen, da to utviklede makter (USSR og USA) forsøkte å innhente hverandre i våpenkappløpet. Det første prosjektet var Spiral-systemet, som var et kompakt orbitalfly. Det var ment å konkurrere med og til og med overgå det amerikanske hypersoniske flyet X-20 Dyna Soar. Dessuten måtte de sovjetiske flyene kunne nå hastigheter på opptil 7000 km/t og ikke falle fra hverandre i atmosfæren under overbelastning.
Og selv om sovjetiske forskere og designere prøvde å bringe en slik idé ut i livet, klarte de ikke engang å komme i nærheten av de kjære egenskapene. Prototypen tok ikke engang av, men USSR-regjeringen pustet lettet ut da det amerikanske flyet også sviktet under testing. Den tidens teknologier, inkludert i luftfartsindustrien, var uendelig langt fra de nåværende, så opprettelsen av et fly som kunne overskride lydhastigheten flere ganger var dømt til å mislykkes.
Men i 1991 ble det utført en test av et fly som kunne nå hastigheter som oversteg lydhastigheten. Det var et flygende laboratorium "Cold", opprettet på grunnlag av 5B28-raketten. Testen var vellykket, og da kunne flyet nå en hastighet på 1900 km/t. Til tross for fremgang ble utviklingen stoppet etter 1998 på grunn av den økonomiske krisen.
Teknologier i det 21. århundre
Det er ingen nøyaktig og offisiell informasjon om utviklingen av hypersoniske fly. Men hvis vi samler inn materiale fra åpne kilder, kan vi konkludere med at slike utviklinger ble utført i flere retninger samtidig:
- Opprettelse av stridshoder for interkontinentale ballistiske missiler. Massen deres oversteg massen av standardmissiler, men på grunn av evnen til å manøvrere i atmosfæren er det umulig eller i det minste ekstremt vanskelig å avskjære dem med missilforsvarssystemer.
- Utviklingen av Zircon-komplekset er en annen retning i utviklingen av teknologi, som er basert på bruken av Yakhont supersoniske missilforsvarssystem.
- Opprettelse av et kompleks hvis raketter kan overstige lydhastigheten 13 ganger.
Hvis alle disse prosjektene er samlet i ett holdingselskap, kan det ved felles innsats opprettes et luft-, bakke- eller skipsbasert missil. Hvis Prompt Global Strike-prosjektet, opprettet i USA, blir vellykket, vil amerikanerne ha muligheten til å slå hvor som helst i verden innen én time. Russland vil bare være i stand til å forsvare seg med teknologier av egen utvikling.
Amerikanske og britiske eksperter har registrert tester av supersoniske missiler som kan nå hastigheter på opptil 11 200 km/t. Gitt en så høy hastighet er det nesten umulig å skyte dem ned (ikke et eneste missilforsvarssystem i verden er i stand til dette). Dessuten er de til og med ekstremt vanskelige å spionere på. Det er svært lite informasjon om prosjektet, som noen ganger vises under navnet "Yu-71".
Hva er kjent om det russiske hypersoniske flyet "Yu-71"?
Med tanke på at prosjektet er hemmeligstemplet, er det svært lite informasjon om det. Det er kjent at denne glideren er en del av et supersonisk rakettprogram, og i teorien er den i stand til å fly til New York på 40 minutter. Selvfølgelig har denne informasjonen ingen offisiell bekreftelse og eksisterer på nivå med gjetting og rykter. Men gitt at russiske supersoniske missiler kan nå hastigheter på 11 200 km/t, virker slike konklusjoner ganske logiske.
I følge forskjellige kilder, det hypersoniske flyet "Yu-71":
- Har høy manøvrerbarhet.
- Kan planlegge.
- Kan nå hastigheter på over 11 000 km/t.
- Kan gå ut i verdensrommet under en flytur.
Uttalelser
På dette øyeblikket Tester av det russiske hypersoniske flyet Yu-71 er ennå ikke fullført. Noen eksperter hevder imidlertid at Russland innen 2025 kan motta denne supersoniske glideren, og den kan være utstyrt med atomvåpen. Et slikt fly vil bli satt i drift, og i teorien vil det være i stand til å levere et målrettet atomangrep hvor som helst på planeten innen bare én time.
Russlands representant til NATO, Dmitrij Rogozin, sa at Sovjetunionens en gang mest utviklede og avanserte industri hadde falt bak våpenkappløpet de siste tiårene. Imidlertid har hæren nylig begynt å gjenopplives. Utdatert sovjetisk teknologi blir erstattet av nye modeller av russisk utvikling. I tillegg tar femte generasjons våpen, fast på 90-tallet i form av prosjekter på papirer, synlig form. Ifølge politikeren kan nye modeller av russiske våpen overraske verden med sin uforutsigbarhet. Det er sannsynlig at Rogozin sikter til det nye hypersoniske flyet Yu-71, som kan bære et atomstridshode.
Det antas at utviklingen av dette flyet begynte i 2010, men USA lærte om det først i 2015. Hvis informasjonen om dens tekniske egenskaper er sann, vil Pentagon måtte løse et vanskelig problem, siden missilforsvarssystemene brukt i Europa og på dets territorium vil ikke kunne motvirke et slikt fly. I tillegg vil USA og mange andre land rett og slett være forsvarsløse mot slike våpen.
Andre funksjoner
I tillegg til muligheten til å sette i gang atomangrep på fienden, vil glideren, takket være kraftig moderne elektronisk krigføringsutstyr, kunne utføre rekognosering og også deaktivere enheter utstyrt med elektronisk utstyr.
Hvis du tror NATO-rapporter, så fra omtrent 2020 til 2025, kan opptil 24 slike fly dukke opp i den russiske hæren, som vil være i stand til å krysse grensen ubemerket og ødelegge en hel by med bare noen få skudd.
Utviklingsplaner
Selvfølgelig er det ingen data om adopsjonen av det lovende Yu-71-flyet, men det er kjent at det har vært i utvikling siden 2009. I dette tilfellet vil enheten ikke bare kunne fly i en rett bane, men også manøvrere.
Det er manøvrerbarhet i hypersoniske hastigheter som vil bli en funksjon for flyet. Doktor i militærvitenskap Konstantin Sivkov hevder at interkontinentale missiler kan nå supersoniske hastigheter, men samtidig fungerer de som konvensjonelle ballistiske stridshoder. Følgelig beregnes flybanen deres enkelt, noe som gjør det mulig for missilforsvarssystemet å skyte dem ned. Men kontrollerte fly representerer alvorlig trussel fienden, siden deres bane er uforutsigbar. Følgelig er det umulig å bestemme på hvilket tidspunkt bomben vil bli utløst, og siden utløsningspunktet ikke kan bestemmes, beregnes ikke banen for stridshodets fall.
I Tula 19. september 2012, på et møte i den militærindustrielle kommisjonen, sa Dmitry Rogozin at det snart skulle opprettes en ny bedrift, hvis oppgave ville være å utvikle hypersoniske teknologier. Foretakene som vil være en del av beholdningen ble umiddelbart navngitt:
- "Taktiske missilvåpen."
- "NPO Mashinostroyenia" For øyeblikket utvikler selskapet supersoniske teknologier, men for øyeblikket er selskapet en del av Roscosmos-strukturen.
- Det neste medlemmet av beholdningen bør være Almaz-Antey-konsernet, som for tiden utvikler teknologier for romfarts- og missilforsvarsindustrien.
Rogozin mener at en slik sammenslåing er nødvendig, men juridiske aspekter tillater ikke at den finner sted. Det bemerkes også at opprettelsen av en eierandel ikke innebærer at ett selskap absorberes av et annet. Dette er nettopp sammenslåingen og fellesarbeidet til alle virksomheter, som vil fremskynde utviklingen av hypersoniske teknologier.
Formann for rådet under det russiske forsvarsdepartementet Igor Korotchenko støtter også ideen om å opprette et holdingselskap som vil utvikle hypersoniske teknologier. Ifølge ham er den nye beholdningen virkelig nødvendig, fordi den vil tillate all innsats å bli rettet mot å lage en lovende type våpen. Begge selskapene har et stort potensial, men hver for seg vil de ikke kunne oppnå de resultatene som er mulig ved å kombinere innsatsen. Det er sammen de vil være i stand til å bidra til utviklingen av det russiske forsvarskomplekset og skape de raskeste flyene i verden, hvis hastighet vil overgå forventningene.
Våpen som et verktøy for politisk kamp
Hvis innen 2025 ikke bare hypersoniske missiler med atomstridshoder er i tjeneste, men også Yu-71-glidere, vil dette alvorlig styrke Russlands politiske posisjon i forhandlinger med USA. Og dette er helt logisk, fordi alle land under forhandlinger handler fra en styrkeposisjon, og dikterer gunstige forhold til motsatt side. Like forhandlinger mellom de to landene er bare mulig hvis begge sider har kraftige våpen.
Vladimir Putin sa under en tale på Army 2015-konferansen at atomstyrker mottar 40 nye interkontinentale missiler. Disse viste seg å være hypersoniske missiler, og de kan i dag overvinne eksisterende missilforsvarssystemer. Viktor Murakhovsky, medlem av ekspertrådet til den militær-industrielle kommisjonen, bekrefter at ICBM-er blir forbedret hvert år.
Russland tester og utvikler også nye kryssermissiler som kan fly i hypersoniske hastigheter. De kan nærme seg mål i ultralave høyder, noe som gjør dem praktisk talt usynlige for radar. Dessuten kan ikke moderne missilforsvarssystemer i tjeneste med NATO treffe slike missiler på grunn av deres lave flyhøyde. I tillegg er de i teorien i stand til å avskjære mål som beveger seg med hastigheter på opptil 800 meter per sekund, og hastigheten til Yu-71-flyene og kryssermissilene er mye høyere. Dette gjør NATOs rakettforsvarssystemer nesten ubrukelige.
Prosjekter fra andre land
Det er kjent at Kina og USA også utvikler en analog av det russiske hypersoniske flyet. Egenskapene til fiendemodellene er fortsatt uklare, men vi kan allerede anta at den kinesiske utviklingen er i stand til å konkurrere med de russiske flyene.
Det kinesiske flyet, kjent som Wu-14, ble testet i 2012, og selv da klarte det å nå hastigheter på over 11 000 km/t. Det er imidlertid ingen omtale noe sted om våpnene som denne enheten er i stand til å bære.
Når det gjelder den amerikanske Falcon HTV-2-dronen, ble den testet for flere år siden, men 10 minutter ut i flyturen styrtet den. Men før det ble X-43A hypersoniske fly testet, som ble utført av NASA-ingeniører. Under tester viste den en fantastisk hastighet på 11.200 km/t, som er 9,6 ganger lydens hastighet. Prototypen ble testet i 2001, men så under testene ble den ødelagt på grunn av at den kom ut av kontroll. Men i 2004 ble enheten testet med suksess.
Lignende tester fra Russland, Kina og USA sår tvil om effektiviteten til moderne missilforsvarssystemer. Innføringen av hypersoniske teknologier i den militærindustrielle sektoren produserer allerede en reell revolusjon i den militære verden.
Konklusjon
Selvfølgelig kan den militærtekniske utviklingen i Russland ikke annet enn å glede seg, og tilstedeværelsen av et slikt fly i tjeneste med hæren er et stort skritt i å forbedre landets forsvarsevne, men det er dumt å tro at andre verdensmakter ikke gjør forsøk på å utvikle lignende teknologier.
Selv i dag, med gratis tilgang til informasjon via Internett, vet vi veldig lite om lovende utvikling av innenlandske våpen, og beskrivelsen av Yu-71 er bare kjent av rykter. Følgelig har vi ingen mulighet til å vite hvilke teknologier som utvikles akkurat nå i andre land, inkludert Kina og USA. Aktiv utvikling Teknologier i det 21. århundre gjør det mulig å raskt finne opp nye typer drivstoff og anvende tidligere ukjente tekniske og teknologiske teknikker, så utviklingen av fly, inkludert militære, går veldig raskt.
Det er verdt å merke seg at utviklingen av teknologier som gjør det mulig å oppnå flyhastigheter som overstiger 10 ganger lydhastigheten, vil gjenspeiles ikke bare i militæret, men også i den sivile sfæren. Spesielt så velkjente flyprodusenter som Airbus eller Boeing har allerede annonsert muligheten for å lage hypersoniske fly for passasjerflytransport. Selvfølgelig er slike prosjekter fortsatt bare i planene, men sannsynligheten for å utvikle slike fly i dag er ganske høy.
Et typisk passasjerfly flyr med en hastighet på rundt 900 km/t. Et militært jagerfly kan nå omtrent tre ganger hastigheten. Imidlertid utvikler moderne ingeniører fra den russiske føderasjonen og andre land i verden aktivt enda raskere maskiner - hypersoniske fly. Hva er spesifikke ved de relevante konseptene?
Kriterier for et hypersonisk fly
Hva er et hypersonisk fly? Dette forstås vanligvis som en enhet som er i stand til å fly med en hastighet som er mange ganger høyere enn lydens. Forskeres tilnærminger til å bestemme dens spesifikke indikator varierer. En vanlig metodikk er at et fly skal betraktes som hypersonisk hvis det er et multiplum av hastighetsindikatorene til de raskeste moderne supersoniske kjøretøyene. Som er ca 3-4 tusen km/t. Det vil si at et hypersonisk fly, hvis du følger denne metodikken, må nå en hastighet på 6 tusen km/t.
Ubemannede og kontrollerte kjøretøy
Tilnærmingene til forskere kan også være forskjellige når det gjelder å bestemme kriteriene for å klassifisere en bestemt enhet som et fly. Det er en versjon som bare de maskinene som er kontrollert av en person kan klassifiseres som sådan. Det er et synspunkt om at et ubemannet kjøretøy også kan betraktes som et fly. Derfor klassifiserer noen analytikere maskiner av den aktuelle typen i de som er underlagt menneskelig kontroll og de som fungerer autonomt. En slik inndeling kan være berettiget, siden ubemannede kjøretøy kan ha mye mer imponerende tekniske egenskaper for eksempel når det gjelder overbelastning og hastighet.
Samtidig anser mange forskere hypersoniske fly som et enkelt konsept, hvor nøkkelindikatoren er hastighet. Det spiller ingen rolle om en person sitter ved roret på enheten eller om maskinen styres av en robot - det viktigste er at flyet er raskt nok.
Ta av – selvstendig eller med hjelp utenfra?
Det er en utbredt klassifisering av hypersoniske fly, som er basert på å klassifisere dem i kategorien de som er i stand til å ta av på egen hånd, eller de som krever plassering på en kraftigere bærer - en rakett eller et lastefly. Det er et synspunkt som går ut på at det er riktig å inkludere hovedsakelig de som er i stand til å ta av uavhengig eller med minimal involvering av andre typer utstyr som enheter av den aktuelle typen. Imidlertid bør de forskerne som mener at hovedkriteriet som karakteriserer et hypersonisk fly, hastighet, være avgjørende i enhver klassifisering. Enten flyet er klassifisert som ubemannet, kontrollert, i stand til å ta av på egen hånd eller ved hjelp av andre maskiner - hvis den tilsvarende indikatoren når de ovennevnte verdiene, betyr det at vi snakker om et hypersonisk fly.
Hovedproblemer med hypersoniske løsninger
Konseptene med hypersoniske løsninger er mange tiår gamle. Gjennom årene med utvikling av den tilsvarende typen enheter har verdensingeniører løst en rekke betydelige problemer som objektivt forhindrer produksjonen av "hypersonikk" fra å bli satt i produksjon - på samme måte som å organisere produksjonen av turbopropfly.
Den største vanskeligheten med å designe hypersoniske fly er å lage en motor som kan være tilstrekkelig energieffektiv. Et annet problem er å stille opp det nødvendige apparatet. Faktum er at hastigheten til et hypersonisk fly i verdiene som vi diskuterte ovenfor innebærer sterk oppvarming av kroppen på grunn av friksjon med atmosfæren.
I dag skal vi se på flere eksempler på vellykkede prototyper av fly av tilsvarende type, hvis utviklere var i stand til å gjøre betydelige fremskritt med å lykkes med å løse de bemerkede problemene. La oss nå studere den mest kjente verdensutviklingen når det gjelder å lage hypersoniske fly av den aktuelle typen.
fra Boeing
Det raskeste hypersoniske flyet i verden, ifølge noen eksperter, er det amerikanske Boeing X-43A. Under testing av denne enheten ble det derfor registrert at den nådde hastigheter over 11 tusen km/t. Det er omtrent 9,6 ganger raskere
Hva er spesielt bemerkelsesverdig med X-43A hypersoniske fly? Egenskapene til dette flyet er som følger:
Maksimal hastighet registrert i tester er 11 230 km/t;
Vingespenn - 1,5 m;
Kroppslengde - 3,6 m;
Motor - direktestrøm, Supersonic Combustion Ramjet;
Drivstoff - atmosfærisk oksygen, hydrogen.
Det kan bemerkes at den aktuelle enheten er en av de mest miljøvennlige. Faktum er at drivstoffet som brukes praktisk talt ikke avgir skadelige forbrenningsprodukter.
X-43A hypersoniske fly ble utviklet i fellesskap av NASA-ingeniører, samt Orbical Science Corporation og Minocraft. ble opprettet for rundt 10 år siden. Rundt 250 millioner dollar ble investert i utviklingen. Den konseptuelle nyheten til det aktuelle flyet er at det ble unnfanget med sikte på å teste den nyeste teknologien for å gi fremdrift.
Utvikling fra Orbital Science
Orbital Science-selskapet, som, som vi bemerket ovenfor, deltok i etableringen av X-43A, klarte også å lage sitt eget hypersoniske fly - X-34.
Topphastigheten er mer enn 12 tusen km/t. Riktignok ble det ikke oppnådd under praktiske tester - dessuten var det ikke mulig å oppnå indikatoren vist av X43-A-flyet. Ansett fly akselererer ved bruk av Pegasus-raketten, som opererer på fast brensel. X-34 ble først testet i 2001. Det aktuelle flyet er betydelig større enn Boeing-flyet - lengden er 17,78 m, vingespennet er 8,85 m. Maksimal flyhøyde til hypersonisk kjøretøy fra Orbical Science er 75 kilometer.
Fly fra Nord-Amerika
Et annet kjent hypersonisk fly er X-15, produsert av North American. Analytikere klassifiserer dette apparatet som eksperimentelt.
Den er utstyrt, noe som gir noen eksperter en grunn til ikke å klassifisere den, faktisk, som et fly. Tilstedeværelsen av rakettmotorer gjør det imidlertid mulig for enheten å utføre, så under en av testene i denne modusen ble den testet av piloter. Hensikten med X-15-enheten er å studere spesifikasjonene til hypersoniske flyvninger, evaluere visse designløsninger, nye materialer og kontrollfunksjoner til slike maskiner i forskjellige lag av atmosfæren. Det er bemerkelsesverdig at det ble godkjent tilbake i 1954. X-15 flyr med en hastighet på mer enn 7 tusen km/t. Flyrekkevidden er mer enn 500 km, høyden overstiger 100 km.
Det raskeste produksjonsflyet
De hypersoniske kjøretøyene vi studerte ovenfor tilhører faktisk forskningskategorien. Det vil være nyttig å vurdere noen produksjonsmodeller av fly som er nære i egenskaper til hypersoniske eller er (i henhold til en eller annen metodikk) hypersoniske.
Blant slike maskiner er den amerikanske utviklingen av SR-71. Noen forskere er ikke tilbøyelige til å klassifisere dette flyet som hypersonisk, siden dets maksimale hastighet er omtrent 3,7 tusen km/t. Blant de mest bemerkelsesverdige egenskapene er startvekten, som overstiger 77 tonn. Lengden på enheten er mer enn 23 m, vingespennet er mer enn 13 m.
Den russiske MiG-25 regnes som et av de raskeste militærflyene. Enheten kan nå hastigheter på mer enn 3,3 tusen km/t. Maksimal startvekt Russisk fly- 41 tonn.
På markedet for serieløsninger med egenskaper nær hypersoniske, er den russiske føderasjonen blant lederne. Men hva kan sies om russisk utvikling angående "klassiske" hypersoniske fly? Er ingeniører fra den russiske føderasjonen i stand til å lage en løsning som er konkurransedyktig med maskiner fra Boeing og Orbital Scence?
Russiske hypersoniske kjøretøy
For øyeblikket er det russiske hypersoniske flyet under utvikling. Men det går ganske aktivt. Vi snakker om Yu-71-flyet. De første testene, etter medieoppslag, ble utført i februar 2015 nær Orenburg.
Det antas at flyet skal brukes til militære formål. Dermed vil et hypersonisk kjøretøy om nødvendig kunne levere destruktive våpen over betydelige avstander, overvåke territoriet og også brukes som et element i angrepsfly. Noen forskere mener det i 2020-2025. De strategiske missilstyrkene vil motta rundt 20 fly av tilsvarende type.
Det er informasjon i media om at det aktuelle russiske hypersoniske flyet vil bli montert på det ballistiske missilet Sarmat, som også er på designstadiet. Noen analytikere mener at Yu-71 hypersonisk kjøretøy som utvikles ikke er noe mer enn et stridshode som må skilles fra det ballistiske missilet på sluttfasen av flyvningen og deretter, takket være flyets høye manøvrerbarhet, overvinne missilforsvaret. systemer.
Prosjekt "Ajax"
Blant de mest bemerkelsesverdige prosjektene knyttet til utviklingen av hypersoniske fly er Ajax. La oss studere det mer detaljert. Ajax hypersoniske fly er en konseptuell utvikling av sovjetiske ingeniører. I det vitenskapelige miljøet begynte samtaler om det tilbake på 80-tallet. Blant de mest bemerkelsesverdige egenskapene er tilstedeværelsen av et termisk beskyttelsessystem, som er designet for å beskytte saken mot overoppheting. Dermed foreslo utviklerne av Ajax-apparatet en løsning på et av de "hypersoniske" problemene vi identifiserte ovenfor.
Den tradisjonelle termiske beskyttelsesordningen for fly innebærer å plassere spesielle materialer på kroppen. Ajax-utviklerne foreslo et annet konsept, ifølge hvilket det ikke var ment å beskytte enheten mot ekstern varme, men å la varme inne i maskinen, samtidig som den øker energiressursen. Hovedkonkurrenten til det sovjetiske flyet ble ansett som det hypersoniske flyet "Aurora", opprettet i USA. På grunn av det faktum at designere fra Sovjetunionen betydelig utvidet mulighetene til konseptet, ble den nye utviklingen tildelt et bredt spekter av oppgaver, spesielt forskningsoppgaver. Vi kan si at Ajax er et hypersonisk flerbruksfly.
La oss se nærmere på de teknologiske nyvinningene foreslått av ingeniører fra USSR.
Så de sovjetiske utviklerne av Ajax foreslo å bruke varmen som ble generert som et resultat av friksjon av flykroppen med atmosfæren og konvertere den til nyttig energi. Teknisk sett kan dette realiseres ved å plassere ekstra skall på enheten. Som et resultat ble noe sånt som et andre korps dannet. Hulrommet skulle være fylt med en slags katalysator, for eksempel en blanding av brennbart materiale og vann. Det varmeisolerende laget av fast materiale i Ajax skulle erstattes med et flytende lag, som på den ene siden skulle beskytte motoren, på den andre siden ville fremme en katalytisk reaksjon, som i mellomtiden kunne være ledsaget av en endoterm effekt - bevegelse av varme fra ytre kroppsdeler innover. Teoretisk sett kan kjølingen av de eksterne delene av enheten være hva som helst. Overskuddsvarmen skulle på sin side brukes til å øke effektiviteten til flymotoren. Samtidig vil denne teknologien gjøre det mulig å generere fritt hydrogen som følge av reaksjonen til drivstoffet.
For øyeblikket er det ingen informasjon tilgjengelig for allmennheten om fortsettelsen av utviklingen av Ajax, men forskere anser implementeringen av sovjetiske konsepter i praksis for å være svært lovende.
Kinesiske hypersoniske kjøretøyer
Kina er i ferd med å bli en konkurrent til Russland og USA på markedet for hypersoniske løsninger. Blant de mest kjente utviklingene av ingeniører fra Kina er WU-14-flyet. Det er et hypersonisk kontrollert glider montert på et ballistisk missil.
En ICBM sender et fly ut i verdensrommet, hvorfra kjøretøyet dykker kraftig ned og utvikler hypersonisk hastighet. Den kinesiske enheten kan monteres på forskjellige ICBM-er med en rekkevidde fra 2 til 12 tusen km. Det ble funnet at under tester var WU-14 i stand til å nå en hastighet på over 12 tusen km/t, og ble dermed det raskeste hypersoniske flyet ifølge noen analytikere.
Samtidig mener mange forskere at det ikke er helt legitimt å klassifisere den kinesiske utviklingen som et fly. Dermed er det en utbredt versjon hvor enheten skal klassifiseres spesifikt som et stridshode. Og veldig effektivt. Når du flyr nedover med den angitte hastigheten, vil selv de mest moderne missilforsvarssystemene ikke kunne garantere avskjæring av det tilsvarende målet.
Det kan bemerkes at Russland og USA også utvikler hypersoniske kjøretøyer som brukes til militære formål. Samtidig skiller det russiske konseptet, ifølge hvilket det er ment å lage maskiner av passende type, betydelig, som det fremgår av data i noen medier, fra de teknologiske prinsippene implementert av amerikanerne og kineserne. Dermed konsentrerer utviklere fra den russiske føderasjonen sin innsats innen å lage fly utstyrt med en ramjet-motor som kan skytes opp fra bakken. Russland planlegger å samarbeide i denne retningen med India. Hypersoniske kjøretøyer laget i henhold til det russiske konseptet, ifølge noen analytikere, er preget av lavere kostnader og et bredere spekter av applikasjoner.
Samtidig foreslår det russiske hypersoniske flyet, som vi nevnte ovenfor (Yu-71),, som noen analytikere tror, utplassering på ICBM-er. Hvis denne oppgaven viser seg å være riktig, kan vi si at ingeniører fra den russiske føderasjonen jobber samtidig i to populære konseptuelle retninger i konstruksjonen av hypersoniske fly.
Sammendrag
Så, sannsynligvis det raskeste hypersoniske flyet i verden, hvis vi snakker om fly uavhengig av deres klassifisering, er fortsatt det kinesiske WU-14. Selv om du må forstå at reell informasjon om det, inkludert de som er relatert til tester, kan bli klassifisert. Dette er ganske i samsvar med prinsippene til kinesiske utviklere, som ofte streber etter å holde sine militære teknologier hemmelige for enhver pris. Hastigheten til det raskeste hypersoniske flyet er mer enn 12 tusen km/t. Den amerikanske utviklingen av X-43A "henter" den - mange eksperter anser den for å være den raskeste. Teoretisk sett kan det hypersoniske flyet X-43A, så vel som det kinesiske WU-14, hamle opp med utviklingen fra Orbical Science, designet for en hastighet på mer enn 12 tusen km/t.
Egenskapene til det russiske Yu-71-flyet er ennå ikke kjent for allmennheten. Det er ganske mulig at de vil være nær parametrene til det kinesiske flyet. Russiske ingeniører utvikler også et hypersonisk fly som er i stand til å ta av uavhengig, i stedet for basert på en ICBM.
Aktuelle prosjekter av forskere fra Russland, Kina og USA er på en eller annen måte knyttet til den militære sfæren. Hypersonisk fly, uavhengig av deres mulige klassifisering, anses først og fremst som bærere av våpen, mest sannsynlig kjernefysiske. Imidlertid er det i verkene til forskere fra forskjellige land i verden teser som "hypersonisk", som kjernefysiske teknologier, godt kan være fredelig.
Problemet er fremveksten av rimelige og pålitelige løsninger som gjør det mulig å organisere masseproduksjon av maskiner av passende type. Bruken av slike enheter er mulig i det bredeste spekteret av sektorer for økonomisk utvikling. Hypersoniske fly vil sannsynligvis finne størst etterspørsel i romfarts- og forskningsindustrien.
Etter hvert som produksjonsteknologier for de tilsvarende kjøretøyene blir billigere, kan transportvirksomheter begynne å vise interesse for å investere i slike prosjekter. Industriselskaper og leverandører av ulike tjenester kan begynne å vurdere "hypersonisk" som et verktøy for å øke bedriftens konkurranseevne når det gjelder organisering av internasjonal kommunikasjon.
Når kan et nytt supersonisk passasjerfly ta til himmelen? Business jet basert på Tu-160 bombefly: ekte? Hvordan bryte lydmuren i stillhet?
Tu-160 er det største og kraftigste supersoniske flyet og flyet med variabel geometri i militær luftfarts historie. Blant pilotene fikk han kallenavnet "White Swan". Foto: AP
Har supersoniske personbiler en fremtid? – Jeg spurte den fremragende russiske flydesigneren Genrikh Novozhilov for ikke lenge siden.
har selvfølgelig. Minst et supersonisk forretningsfly vil definitivt dukke opp,” svarte Genrikh Vasilievich. – Jeg har hatt muligheten til å snakke med amerikanske forretningsmenn mer enn én gang. De sa tydelig: "Hvis et slikt fly dukket opp, Mr. Novozhilov, så uansett hvor dyrt det var, ville de umiddelbart kjøpe det fra deg." Hastighet, høyde og rekkevidde er tre faktorer som alltid er relevante.
Ja, de er relevante. Drømmen til enhver forretningsmann: å fly over havet om morgenen, inngå en større avtale og reise hjem om kvelden. Moderne fly flyr ikke raskere enn 900 km/t. Et supersonisk forretningsjetfly vil ha en marsjfart på rundt 1900 km i timen. Hvilke utsikter for næringslivet!
Det er grunnen til at verken Russland, Amerika eller Europa noen gang har gitt opp forsøk på å lage en ny supersonisk personbil. Men historien til de som allerede har fløyet - den sovjetiske Tu-144 og den anglo-franske Concorde - har lært oss mye.
I desember er det et halvt århundre siden Tu-144 foretok sin første flytur. Og et år senere viste foringen nøyaktig hva den var i stand til: den brøt lydmuren. Han fikk en hastighet på 2,5 tusen km/t i en høyde på 11 km. Denne hendelsen gikk ned i historien. Det er fortsatt ingen analoger av passasjerfly i verden som er i stand til å gjenta en slik manøver.
"One Hundred and Forty Four" åpnet en fundamentalt ny side i den globale flyindustrien. De sier at designeren Andrei Tupolev på et av møtene i CPSUs sentralkomité rapporterte til Khrusjtsjov: bilen viser seg å være ganske glupsk. Men han bare viftet med hånden: din jobb er å tørke nesene til kapitalistene, men vi har nok parafin...
Nesen ble tørket. De fylte seg med parafin.
Den europeiske konkurrenten, som tok av senere, ble imidlertid heller ikke preget av effektiviteten. I 1978 brakte således ni Concordes selskapene sine rundt 60 millioner dollar i tap. Og bare statlige subsidier reddet situasjonen. Likevel fløy «Anglo-French» til november 2003. Men Tu-144 ble avskrevet mye tidligere. Hvorfor?
Først av alt gikk ikke Khrusjtsjovs optimisme i oppfyllelse: en energikrise brøt ut i verden og parafinprisene gikk opp. Den supersoniske førstefødte ble umiddelbart kalt "en boa constrictor rundt halsen på Aeroflot." Det enorme drivstofforbruket slo også ut den konstruerte flyrekkevidden: Tu-144 nådde verken Khabarovsk eller Petropavlovsk-Kamchatsky. Bare fra Moskva til Alma-Ata .
Og hvis bare det. Et 200-tonns «jern», som cruiser over tettbefolkede områder i supersonisk hastighet, sprengte bokstavelig talt hele plassen langs ruten. Klagene strømmet inn: kumelkeytelsen falt, kyllingene sluttet å legge egg, sur nedbør knuste dem ... I dag kan du ikke si sikkert hvor sannheten er og hvor løgnene er. Men faktum gjenstår: Concorde fløy bare over havet.
Til slutt, det viktigste er katastrofer. Den ene - i juni 1973 på flyshowet i Paris Le Bourget, som de sier, i full visning av hele planeten: mannskapet til testpiloten Kozlov ønsket å demonstrere evnene til det sovjetiske ruteflyet... Det andre - fem år senere . Deretter ble det utført en testflyging med motorer av en ny serie: de skulle bare trekke flyet til ønsket rekkevidde.
Concorde slapp heller ikke unna tragedien: Flyet styrtet i juli 2000 mens det tok av fra Charles de Gaulle flyplass. Ironisk nok krasjet den nesten der Tu-144 en gang gjorde det. 109 personer om bord og fire på bakken ble drept. Vanlige passasjertjenester ble gjenopptatt bare et år senere. Men en rekke hendelser fulgte, og dette supersoniske flyet ble også satt til hvile.
Den 31. desember 1968 fant den første flyvningen av Tu-144 sted, to måneder tidligere enn Concorde. Og 5. juni 1969, i en høyde av 11 000 meter, var flyet vårt det første i verden som brøt lydmuren. Foto: Sergey Mikheev/ RG
I dag, på et nytt stadium i teknologiutviklingen, må forskere finne en balanse mellom motstridende faktorer: god aerodynamikk til et nytt supersonisk fly, lavt drivstofforbruk, samt strenge restriksjoner på støy og lydbom.
Hvor realistisk er det å lage et nytt supersonisk passasjerfly basert på Tu-160-bombeflyet? Fra et rent teknisk synspunkt er det fullt mulig, sier eksperter. Og i historien er det eksempler når militærfly med suksess "fjernet skulderstroppene" og fløy "til det sivile liv": for eksempel ble Tu-104 opprettet på grunnlag av Tu-16 langdistansebomber, og Tu- 114 var basert på Tu-95 bombefly. I begge tilfeller var det nødvendig å gjøre om flykroppen - endre vingeoppsettet, utvide diameteren. Faktisk var dette nye fly, og ganske vellykkede. Forresten, en interessant detalj: Da Tu-114 først fløy til New York, var det verken en rampe eller en traktor passende i høyden på den forbløffede flyplassen...
Som et minimum vil lignende arbeid være nødvendig for ombyggingen av Tu-160. Men hvor kostnadseffektiv vil denne løsningen være? Alt må vurderes nøye.
Hvor mange slike fly trenger du? Hvem skal fly dem og hvor? Hvor kommersielt tilgjengelige vil de være for passasjerer? Hvor raskt vil utviklingskostnadene betale seg?.. Billetter på samme Tu-144 koster 1,5 ganger mer enn vanlig, men selv en så høy kostnad dekket ikke driftskostnadene.
I mellomtiden, ifølge eksperter, kan det første russiske supersoniske administrative flyet (business-jet) konstrueres om syv til åtte år hvis motorreservene er tilgjengelige. Et slikt fly kan romme opptil 50 personer. Total etterspørsel i hjemmemarkedet er anslått til 20-30 biler til en pris på 100-120 millioner dollar.
En ny generasjon serielle supersoniske passasjerfly kan dukke opp rundt 2030
På prosjekter supersoniske forretningsjetfly Designere jobber på begge sider av havet. Alle ser etter nye layoutløsninger. Noen tilbyr en atypisk hale, noen en helt uvanlig vinge, noen en flykropp med en buet sentralakse...
TsAGI-spesialister utvikler SDS/SPS-prosjektet ("supersonisk forretningsfly / supersoniske passasjerfly"): i henhold til planen vil det være i stand til å utføre transatlantiske flyvninger over en avstand på opptil 8600 km med en marsjfart på minst 1900 km/t. Dessuten vil kabinen være transformerbar - fra 80-seters til 20-seters VIP-klasse.
EN sist sommer på flymessen i Zhukovsky var en av de mest interessante en modell av en høyhastighets sivile fly, opprettet av TsAGI-forskere som en del av det internasjonale prosjektet HEXAFLY-INT. Dette flyet må fly med en hastighet på mer enn 7-8 tusen km/t, tilsvarende Mach-nummer 7 eller 8.
Men for at et sivilt høyhastighetsfly skal bli en realitet, må en lang rekke problemer løses. De er relatert til materialer, hydrogenkraftverket, dets integrasjon med flyrammen og oppnå høy aerodynamisk effektivitet av selve flyet.
Og det som er helt sikkert: designfunksjonene til det designet bevingede flyet vil være klart ikke-standard.
Kompetent
Sergey Chernyshev, generaldirektør for TsAGI, akademiker ved det russiske vitenskapsakademiet:
Nivået på sonisk bom (et kraftig trykkfall i sjokkbølgen) fra Tu-144 var 100-130 pascal. Men moderne forskning viste: den kan økes til 15-20. Reduser dessuten volumet til den soniske bommen til 65 desibel, som tilsvarer støy stor by. Det er fortsatt ingen offisielle standarder i verden på det tillatte nivået for sonisk boom. Og mest sannsynlig vil det bli bestemt tidligst i 2022.
Vi har allerede foreslått utseendet til en demonstrator av et supersonisk sivilt fly for fremtiden. Prøven må demonstrere evnen til å redusere lydboom i supersonisk cruiseflyging og støy i flyplassområdet. Flere alternativer vurderes: et fly for 12-16 passasjerer, også for 60-80. Det er mulighet for et veldig lite forretningsfly - for 6-8 passasjerer. Dette er forskjellige vekter. I ett tilfelle vil bilen veie omtrent 50 tonn, og i et annet - 100-120, etc. Men vi starter med det første av de utpekte supersoniske flyene.
Ifølge ulike estimater er det i dag allerede et urealisert behov for raske flyvninger på markedet. forretningsfolk på fly med passasjerkapasitet på 12-16 personer. Og selvfølgelig må bilen fly en distanse på minst 7-8 tusen kilometer langs transatlantiske ruter. Marsjhastigheten vil være Mach 1,8-2, det vil si omtrent dobbelt så høy lydhastighet. Denne hastigheten er en teknologisk barriere for bruk av konvensjonelle aluminiumsmaterialer i flyskrogkonstruksjon. Derfor er forskernes drøm å lage et fly utelukkende av temperaturkontrollerte kompositter. Og det er god utvikling.
Klare krav til flyet må bestemmes av lanseringskunden, og da er det mulig i stadiene av foreløpig design og utviklingsarbeid noen endringer i det opprinnelige utseendet til flyet oppnådd på det foreløpige designstadiet. Men de gode prinsippene for å redusere lydboom vil forbli uendret.
Den korte passasjerdriften til den supersoniske Tu-144 var begrenset til flyvninger fra Moskva til Alma-Ata. Foto: Boris Korzin/ TASS Photo Chronicle
Jeg tror vi er 10-15 år unna en flygende prototype. I nær fremtid, i henhold til våre planer, skal det dukke opp en flygende demonstrator, hvis utseende er under utarbeidelse. Hovedmålet er å demonstrere de grunnleggende teknologiene for å lage et supersonisk fly med et lavt lydbomnivå. Dette er en nødvendig fase av arbeidet. En ny generasjon serielt supersonisk fly kan dukke opp i horisonten i 2030.
Oleg Smirnov, æret pilot i USSR, formann for kommisjonen sivil luftfart Offentlig råd Rostransnadzor:
Lage et passasjer supersonisk fly basert på Tu-160? For våre ingeniører - helt ekte. Ikke noe problem. Dessuten er denne bilen veldig bra, med bemerkelsesverdige aerodynamiske kvaliteter, en god vinge og flykropp. Men i dag må alle passasjerfly først og fremst oppfylle internasjonale luftdyktighets- og tekniske krav. Avvikene, når man sammenligner et bombefly og et passasjerfly, er mer enn 50 prosent. For eksempel, når noen sier at det er nødvendig å "blåse opp flykroppen ved ombygging", må du forstå: selve Tu-160 veier mer enn 100 tonn. "Blase opp" betyr å legge til vekt. Dette betyr å øke drivstofforbruket, redusere hastighet og høyde, og gjøre flyet helt uattraktivt for ethvert flyselskap med tanke på driftskostnadene.
For å lage et supersonisk fly for forretningsflyging, vi trenger ny flyelektronikk, nye flymotorer, nye materialer, nye typer drivstoff. På Tu-144 rant parafin, som de sier, som en elv. I dag er dette umulig. Og viktigst av alt, det må være masseetterspørsel etter et slikt fly. En eller to biler bestilt fra millionærer vil ikke løse det økonomiske problemet. Flyselskaper må lease den og "arbeide av" kostnadene. På hvem? Naturligvis på passasjerene. Fra et økonomisk synspunkt vil prosjektet være en fiasko.
Sergey Melnichenko, generaldirektør for ICAA "Flight Safety":
I løpet av de nesten 35 årene som har gått siden starten av serieproduksjonen av Tu-160, har teknologien gått videre, og dette må tas i betraktning ved en grundig modernisering av det eksisterende flyet. Flyprodusenter sier det er mye enklere og billigere å bygge et nytt fly etter et nytt konsept enn å bygge om et gammelt.
Et annet spørsmål: Hvis Tu-160 gjenoppbygges spesifikt som et forretningsjetfly, vil arabiske sjeiker fortsatt være interessert i den? Det er imidlertid noen "men". Flyet må få et internasjonalt sertifikat (og EU og USA står bak utstedelsen), noe som er svært problematisk. I tillegg vil vi trenge nye effektive motorer, som vi ikke har. De som er tilgjengelig, bruker ikke drivstoff, men drikker.
Hvis flyet konverteres til å frakte økonomipassasjerer (noe som er usannsynlig), så er spørsmålet - hvor skal man fly og hvem skal frakte? I fjor nærmet vi oss så vidt tallet på 100 millioner passasjerer. I USSR var disse tallene mye høyere. Antall flyplasser har gått ned flere ganger. Ikke alle som ønsker å fly til den europeiske delen av landet fra Kamchatka og Primorye har råd. Billetter til et "drivstoffslukende fly" vil være dyrere enn for Boeings og Airbuses.
Hvis flyet planlegges ombygget rent av hensyn til sjefene i store selskaper, så vil dette mest sannsynlig være tilfelle. Men så angår dette spørsmålet dem rent, og ikke den russiske økonomien og folket. Selv om det selv i dette tilfellet er vanskelig å forestille seg at flyreiser bare vil bli utført til Sibir eller Fjernøsten. Problem med områdestøy. Og hvis det oppdaterte flyet ikke får fly til Sardinia, hvem trenger det da?
Et eksempel på eksisterende supersoniske flyprosjekter.
I dag starter jeg med en kort introduksjon :).
På denne siden har jeg allerede flyvninger med fly. Det vil si at det er på høy tid å skrive noe om supersonisk, spesielt siden jeg lovet å gjøre det :-). Her om dagen satte jeg i gang med betydelig iver, men innså at temaet er like interessant som det er omfangsrikt.
Artiklene mine i det siste har ikke vært spesielt korte, jeg vet ikke om dette er en fordel eller en ulempe :-). Og problemet om emnet " supersonisk"truet med å bli enda større og det er ikke kjent hvor lang tid det vil ta meg å "skape" det :-).
Så jeg bestemte meg for å prøve å lage noen artikler. En slags liten serie (tre eller fire stykker), der hver komponent vil bli viet til ett eller to konsepter om emnet supersoniske hastigheter. Og det vil være lettere for meg, og jeg vil plage leserne mine mindre :-), og Yandex og Google vil være mer støttende (noe som er viktig, forstår du :-)). Vel, hva som kommer ut av dette er opp til deg å bedømme, selvfølgelig..
********************
Så, la oss snakke i dag om supersonisk og supersoniske fly . Selve konseptet med " supersonisk"i vårt språk (spesielt i superlativ grad) blinker mye oftere enn begrepet "subsonisk".
På den ene siden er dette generelt sett forståelig. Subsoniske fly har for lengst blitt noe helt vanlig i livene våre. EN supersoniske fly, selv om de flyr til luftrom i 65 år nå, men de ser fortsatt ut til å være noe spesielt, interessant og verdt økt oppmerksomhet.
På den annen side er dette ganske rettferdig. Tross alt flyreiser til supersonisk- dette, kan man si, er et eget bevegelsesområde lukket av en slags barriere. Imidlertid kan uerfarne mennesker godt ha et spørsmål: "Hva er det egentlig som er så enestående med denne supersoniske lyden? Hvilken forskjell gjør det om et fly flyr med en hastighet på 400 km/t eller 1400 km/t? Gi ham en kraftigere motor og alt vil ordne seg!" Luftfart var omtrent i denne semantiske posisjonen ved begynnelsen av utviklingen.
Hastighet har alltid vært den ultimate drømmen, og i utgangspunktet ble disse ambisjonene ganske vellykket oversatt til virkelighet. Allerede i 1945 nådde Messerschmitt testpilot L. Hoffmann, i horisontal flyging på et av verdens første fly med jetmotorer, ME-262, en hastighet på 980 km/t i horisontal flyging i 7200 m høyde.
Men i virkeligheten er alt langt fra så enkelt. Tross alt flyturen til supersonisk skiller seg fra subsonisk ikke bare i størrelsen på hastigheten og ikke så mye ved den. Forskjellen her er kvalitativ.
Allerede ved hastigheter på rundt 400 km/t begynner en slik egenskap ved luft som kompressibilitet gradvis å manifestere seg. Og i prinsippet er det ikke noe uventet her. - det er gass. Og alle gasser, som kjent, i motsetning til væsker, er komprimerbare. Ved komprimering endres gassparametere, som tetthet, trykk, temperatur. På grunn av dette kan ulike fysiske prosesser forløpe annerledes i en komprimert gass enn i en foreldet gass.
Jo raskere flyet flyr, jo mer blir det sammen med sine aerodynamiske overflater som et slags stempel, som på en måte komprimerer luften foran seg. Det er selvfølgelig overdrevet, men generelt er det sånn det er :-).
Når hastigheten øker, endres det aerodynamiske strømningsmønsteret rundt flyet, og jo raskere, jo mer :-). Og på supersonisk hun er allerede kvalitativt annerledes. Samtidig kommer nye konsepter innen aerodynamikk til syne, som ofte rett og slett ikke gir noen mening for lavhastighetsfly.
For å karakterisere flyhastighet, blir det nå praktisk og nødvendig å bruke en slik parameter som Mach-tallet (Mach-tallet, forholdet mellom hastigheten til flyet i forhold til luften ved et gitt punkt og lydhastigheten i luftstrømmen kl. det punktet). En annen type aerodynamisk motstand dukker opp og blir merkbar (veldig merkbar!) - karakteristisk impedans(sammen med den allerede økte normale luftmotstanden).
Slike fenomener som bølgekrise (med et kritisk tall M), supersonisk barriere, sjokkbølger og sjokkbølger.
I tillegg forringes kontrollerbarheten og stabilitetsegenskapene til flyet på grunn av forskyvningen bakover av påføringspunktet for aerodynamiske krefter.
Når man nærmer seg området med transoniske hastigheter, kan flyet oppleve kraftige risting (dette var mer typisk for det første flyet som stormet den da mystiske grensen for lydhastigheten), som i sine manifestasjoner ligner på et annet svært ubehagelig fenomen som flygere måtte møte. i sin faglige utvikling. Dette fenomenet kalles flutter (emne for en annen artikkel :-)).
Et slikt ubehagelig øyeblikk vises som oppvarming av luften som følge av dens kraftige oppbremsing foran flyet (den såkalte kinetisk oppvarming), samt oppvarming som følge av viskøs friksjon av luft. Samtidig er temperaturene ganske høye, omtrent 300ºС. Huden på et fly varmes opp til disse temperaturene under en lang supersonisk flytur.
Vi vil definitivt snakke om alle konseptene og fenomenene nevnt ovenfor, samt årsakene til deres forekomst, i andre artikler mer detaljert. Men nå tror jeg det er helt klart det supersonisk– dette er noe helt annet enn å fly i subsonisk (spesielt lav) hastighet.
For å komme overens med alle de nye effektene og fenomenene i høye hastigheter og fullt ut samsvare med formålet, må flyet også endre seg kvalitativt. Nå må dette være supersoniske fly, det vil si et fly som er i stand til å fly med hastigheter som overstiger lydhastigheten i et gitt område av luftrommet.
Og for det er ikke bare å øke motorkraften nok (selv om dette også er en veldig viktig og obligatorisk detalj). Slike fly endrer vanligvis utseende. Skarpe hjørner og kanter og rette linjer vises i deres utseende, i motsetning til de "glatte" konturene til subsoniske fly.
Supersoniske fly De har en feid eller trekantet vinge i plan. Et typisk og et av de mest kjente deltavingeflyene er det fantastiske jagerflyet MIG-21 (maksimal hastighet i en høyde på 2230 km/t, på bakken 1300 km/t).
Supersoniske fly med deltavinge MIG-21.
Et av alternativene for feid vinge er en ogival vinge, som har en økt løftekoeffisient. Den har en spesiell tilstrømning nær flykroppen, designet for å danne kunstige spiralvirvler.
MIG-21I med en ogival vinge.
MIG-21I - ogival vinge.
Ogival-fløyen til TU-144.
Det er interessant at en vinge av denne typen, senere installert på TU-144, ble testet på et flygende laboratorium basert på samme MIG-21 (MIG-21I).
Andre alternativ - superkritisk fløy. Den har en flat profil med en spesielt buet bakdel, som gjør det mulig å utsette forekomsten av en bølgekrise ved høye hastigheter og kan være fordelaktig med tanke på effektivitet for høyhastighets subsoniske fly. Denne vingen ble spesielt brukt på SuperJet 100-flyene.
SuperJet 100. Et eksempel på en superkritisk vinge. Profilbøyen er godt synlig (bakre del)
Bilder er klikkbare.