เมื่อเร็ว ๆ นี้ ทุกวัน คุณพบข้อความเกี่ยวกับไฮเปอร์ซาวด์: "หัวรบของการซ้อมรบขีปนาวุธ บินด้วยไฮเปอร์ซาวด์และที่พิสัยข้ามทวีป … " "เครื่องยนต์แรมเจ็ทที่มีความเร็วเหนือเสียงกำลังถูกทดสอบในรัสเซีย!" และอื่น ๆ และอื่น ๆ.
ภาพอันน่าอัศจรรย์ปรากฏขึ้นทันทีต่อหน้าต่อตาของคนทั่วไปในท้องถนน - เครื่องบินที่มีความเร็วเหนือเสียงขึ้นและยิงด้วยขีปนาวุธของพวกเขาอีกครั้งบนเป้าหมายที่มีความเร็วเหนือเสียงและข้ามทวีป … ทั้งเครื่องบินและขีปนาวุธสแครมเจ็ตของพวกเขานั้นล่องหนและไม่ถูกสกัดกั้น
อย่างนั้นหรือ? มาดูกัน
เจอบทความอีกแล้ว "ไฮเปอร์โซนิก ไหลตรง แมลงวัน" ใน "เทคโนโลยี - เยาวชน" ตั้งแต่ปี 2534
บทความพูดว่า: “เครื่องยนต์สแครมเจ็ทหรืออย่างที่พวกเขาพูดกันว่า“กระแสตรงที่มีความเร็วเหนือเสียง” จะอนุญาตให้บินจากมอสโกไปนิวยอร์กใน 2-3 ชั่วโมงโดยปล่อยให้เครื่องมีปีกจากชั้นบรรยากาศสู่อวกาศ เครื่องบินการบินและอวกาศไม่ต้องการเครื่องบินเสริมสำหรับ Zenger หรือยานยิงสำหรับรถรับส่งและ Buran - การขนส่งสินค้าไปยังวงโคจรจะมีราคาถูกกว่าเกือบสิบเท่า บทความนี้เขียนขึ้นโดย Yuri SHIKHMAN และ Vyacheslav SEMENOV นักวิจัยจาก CIAM
แน่นอน ฉันรู้จักทั้งสองคนเป็นอย่างดี เพราะฉันมีส่วนร่วมกับพวกเขาในงานมากมายในหัวข้อของสถาบัน รวมถึงเรื่องของ scramjet แม้ว่างานของฉันจะไม่ใช่งานหลักและงานหลัก แต่ก็จำเป็นและสำคัญ ฉันมีส่วนร่วมในงานนี้ในปี 84 ในฐานะผู้เชี่ยวชาญรุ่นเยาว์และนักวิจัยรุ่นเยาว์ ในเวลานั้น Ruvim Isaevich Kurziner ยังคงเป็นผู้นำงานทั้งหมดในธีม "Cold" ที่ CIAM
เครื่องยนต์ scramjet ที่มีประสบการณ์ในเรื่อง "Cold" หรือผลิตภัณฑ์ 057 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของห้องปฏิบัติการการบินที่มีความเร็วเหนือเสียง (HLL) เป็นวัตถุวิจัย ภารกิจหลักคือการแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของการเผาไหม้ของส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศที่ ความเร็วเหนือเสียงของการไหลออกของของไหลทำงานในวงจรห้องเผาไหม้ ไม่สามารถจำลองโหมดการเผาไหม้ทั้งหมดบนพื้นดิน ดังนั้นจึงตัดสินใจตรวจสอบปัญหาดังกล่าวในสภาพการบินจริง
ขีปนาวุธต่อต้านอากาศยาน 5B28 ของคอมเพล็กซ์ С-200В (SA-5) ถูกใช้เป็นเรือบรรทุก เครื่องเร่งความเร็ว และการจำลองโหมดการบินสำหรับการศึกษา แทนที่จะเป็นส่วนหัวที่ GLL เชื่อมต่อกับเครื่องยนต์ scramjet ที่มีถังเชื้อเพลิงและระบบควบคุมและบำรุงรักษา
เที่ยวบินแรกของ GLL ด้วย scramjet ได้ดำเนินการเมื่อวันที่ 28 พฤศจิกายน 1991 ในการทดสอบการบินครั้งแรกของเครื่องยนต์ scramjet จำนวนสูงสุดของ M คือ 5, 8 เครื่องยนต์ทำงานทั้งหมด 28 วินาที ในระหว่างการบิน เครื่องจะเปิดโดยอัตโนมัติสองครั้ง ดังนั้น เป็นครั้งแรกในโลกภายใต้เงื่อนไขการทดสอบการบิน ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์แรมเจ็ทแบบไฮเปอร์โซนิก (นิตยสาร "เครื่องยนต์" ครั้งที่ 6 ของปี 2549).
ในช่วงปี 2534-2541 มีการเปิดตัวประมาณ 8 ครั้ง (รวมทั้งการขว้างปา) นอกจากผู้เชี่ยวชาญของรัสเซียแล้ว ชาวฝรั่งเศสยังมีส่วนร่วมในการศึกษาเครื่องยนต์ scramjet ทดลอง - ในปี 1992 และ 1995 ภายใต้สัญญากับศูนย์วิทยาศาสตร์แห่งชาติของฝรั่งเศส (ONERA) และในปี 1997 และ 1998 - ชาวอเมริกันภายใต้สัญญากับสหรัฐอเมริกา องค์การอวกาศแห่งชาติ (NASA)
ดังนั้นเวลาผ่านไปกว่า 20 ปี เรามีอะไร?
มีเครื่องบินที่มีความเร็วเหนือเสียง นั่นคือ บินด้วยความเร็วสูง (M> 5) หรือไม่? มี
อย่างแรกคือมีวงโคจร Buran และกระสวย
ตัวอย่างเช่น เมื่อกลับจากวงโคจร "Buran" วางแผนเกี่ยวกับไฮเปอร์ซาวด์ประมาณครึ่งชั่วโมงที่ระยะทางประมาณ 8000 กม. จากระดับความสูง 100 กม. และสูงถึง 20
ลักษณะทางยุทธวิธีและทางเทคนิคของ OK "Buran" ในโหมดโคตรที่ความเร็วเหนือเสียง:
• น้ำหนักเปิดตัว - 105 ตัน
• ระยะห่างจากลานจอด - 8270 km
• ความเร็วบนเส้นทางโคจร - 7, 592 … 0, 520 km / s (27.330-1.872 km / h) ประมาณ 27-1, 8Max
• ช่วงของระดับความสูงโคตร - 100 … 20 km
มาทำ "การทดลองทางความคิด" กันเถอะ เป็นไปได้ไหมที่จะเปลี่ยนโปรไฟล์การลงจอดทั้งหมดของ "ยานอวกาศวงโคจรที่มีความเร็วเหนือเสียง" "Buran" กลับมา?
สามารถ!
สำหรับสิ่งนี้เราต้องการจรวดขนส่ง "Energia"
“แล้วถ้าอยู่ใน GPRD?” - คนอ่านจะถาม สามารถ. แต่สำหรับสิ่งนี้ จำเป็นต้อง "ดัน" ระบบทั้งหมดด้วยสิ่งที่คล้ายกับ PRD ก่อนเพื่อให้แน่ใจว่า GPJE เข้าสู่โหมด เร่ง "ผง" จากนั้นนำไปที่วงโคจรเป็นวงกลม "ป้อน" เครื่องยนต์ด้วยออกซิเจนที่เก็บไว้หรือบนเครื่องยนต์จรวดที่สะอาด เป็นผลให้ "การประหยัด" ของตัวออกซิไดเซอร์เมื่อใช้ออกซิเจนในบรรยากาศกับเครื่องยนต์ scramjet จะดีประมาณ 20% แต่แล้วก็มีปัญหามากมายที่พระเจ้าห้าม!
วิศวกรคิดค้น "ระบบเศรษฐกิจ" แบบนี้โดยใช้อากาศภายนอกหรือไม่? ใช่เท่าที่จำเป็น! "Zenger" และ "Hotol" เดียวกัน
และ … ขอพูดอย่างสุภาพ - รุ่นแรก ๆ ของ Topol ICBM ที่โด่งดังไปทั่วโลกในขณะนี้ ใช่แน่นอน! ระบบทั้งหมดนี้เรียกว่า "Gnome"
"Gnome" เป็นขีปนาวุธข้ามทวีปแบบสามขั้นตอนที่ติดตั้งเครื่องยนต์ขับเคลื่อนจรวดเชื้อเพลิงแข็ง ramjet ระยะที่หนึ่ง เครื่องยนต์เชื้อเพลิงแข็งระยะที่สองและสาม และเครื่องเร่งความเร็ว การออกแบบดำเนินการตั้งแต่ต้นยุค 60 ที่สำนักออกแบบวิศวกรรมเครื่องกล (Kolomna) ภายใต้การนำของ Boris Shavyrin
ระยะการยิงสูงสุด km 11000
น้ำหนักเปิดตัว t 29
น้ำหนักบรรทุกกิโลกรัม 470
ความยาวขีปนาวุธ ม. 16, 14
จำนวนขั้นตอน 3
ต่อมาผู้ออกแบบ MIT A. D. Nadiradze อาศัยประสบการณ์ในการสร้าง OTR แบบเคลื่อนที่ "Temp" ได้เสนอโครงการ ICBM สำหรับเครื่องยนต์เชื้อเพลิงแข็งทั่วไป เขาได้รับการสนับสนุนจากผู้นำของกระทรวงอุตสาหกรรมกลาโหม และด้วยเหตุนี้ เราจึงได้รับ "Temp-2S" ข้ามทวีปแบบเคลื่อนย้ายได้ขนาด 45 ตัน นอกจากนี้ ความทันสมัยและการปรับปรุง - "Pioneers" (RSD) และ "Topol" (MBR) … หลายคนมองว่านี่เป็นความร้ายกาจของเขา (45 ตันแทนที่จะเป็น 29 ที่สัญญาไว้) อย่างไรก็ตาม สิ่งเดียวกันอาจเกิดขึ้นกับ "โนมส์" การคำนวณเป็นสิ่งหนึ่ง - การใช้งานจริงเป็นอีกสิ่งหนึ่ง!
ขีปนาวุธข้ามทวีปความเร็วเหนือเสียง "Tempest" ("product 351") ซึ่งใกล้เคียงกับพารามิเตอร์ที่ต้องการของเครื่องบินที่มีเครื่องยนต์สแครมเจ็ตมากที่สุด
ความยาว ม. - 20, 396
ปีกนก, ม. - 7, 746
ความสูง ม. - 6, 642
พื้นที่ปีก m2 - 44.6
น้ำหนักเปิดตัวกก - 98.280
มวลของระยะค้ำจุนเริ่มต้น kg - 33.522
น้ำหนักหัวรบ kg - 3403
ความเร็วในการล่องเรือกม. / ชม. - 3300
ระดับความสูงของเที่ยวบินกม. - 18 - 25, 5
พิสัย, กม. - 7830
ตามทฤษฎีแล้ว ระบบนี้ ซึ่งใช้วัสดุที่ทันสมัย เชื้อเพลิง "ตัวเร่งปฏิกิริยา" ที่เป็นเชื้อเพลิงแข็ง สามารถเร่งความเร็วได้ อาจสูงถึง 5 มัค แต่นี่คือคำถาม: มันจะมีความเหนือกว่า ICBM ที่มีอยู่หรือไม่?
เวลาในการไปถึงเป้าหมายในช่วงสูงสุดจะอยู่ที่ประมาณ 1.5 ชั่วโมง (ICBM - 30 นาที)
จะมีประโยชน์บางอย่าง เช่น การตรวจจับความล่าช้า
ตรวจพบ ICBM ค่อนข้างเร็ว ประการแรก ไฟฉายเริ่มต้น และประการที่สอง ระดับความสูงจากน้อยไปมากของวิถีกระสุน (สูงสุด 1600 กม.)
แม้ว่า "Topol-M" และ "Yarsy" รายการสุดท้ายของเราและรายการอื่นๆ ในตระกูลเดียวกัน พวกเขากล่าวว่า สามารถบินบนเส้นทางอื่นได้ เช่น เส้นทางวงกลมเสมือน (100-200 กม.) นั่นเป็นสาเหตุว่าทำไมพวกมันถึงมีน้ำหนัก อัตราส่วนและมวลมีความแตกต่างอย่างมากจาก "Minutemans" ที่ผอมเพรียวซึ่งปรับให้เหมาะกับวิถีกระสุน
ในเรื่องนี้ ฉันระลึกถึงความกระตือรือร้นที่กัดกร่อนของวิศวกรจรวดของ NASA (หรือเพนตากอน) - "พวกรัสเซียไม่รู้วิธีสร้างจรวด พวกมันยังมีจรวดสมัยใหม่ที่หนักกว่าและใหญ่กว่าของเรา ซึ่งพัฒนาขึ้นในยุค 70 " อย่างไรก็ตาม เสียงอุทานก็หายไปอย่างรวดเร็ว เห็นได้ชัดว่าสหายที่มีคุณสมบัติเหมาะสมกว่าอธิบายให้เขาฟังว่าเกิดอะไรขึ้น …
ดังนั้น คำถามหลักเกี่ยวกับเครื่องบินขีปนาวุธที่มีความเร็วเหนือเสียงคือ - จำเป็นหรือไม่ หรือเราจะงดตอนนี้?
ดังที่เราได้เห็น จรวดและเรือโคจรมีการใช้งานมานานแล้ว แม้ว่าจะไม่ใช่เครื่องยนต์สแครมเจ็ตก็ตาม
และเกี่ยวกับเครื่องบิน …
เป็นเวลากว่า 20 ปีที่กองทัพได้เก็บ M <3.5 (SR-71, Sotka, MiG-31) ความเร็วที่เพิ่มขึ้นอีกไม่ได้หมายความถึงข้อดีเพิ่มเติม ขีปนาวุธต่อต้านอากาศยานของเครื่องยนต์เชื้อเพลิงแข็งจะได้รับเช่นเดียวกัน หากพวกมันสกัดกั้นหัว ICBM และดาวเทียมในพื้นที่ที่ 1
เกี่ยวกับเรือเดินสมุทรพลเรือน …
สำหรับฉันแล้วดูเหมือนว่าจำเป็นต้องมีเครื่องบินโดยสารที่รวดเร็วเช่นนี้ก่อนยุคอินเทอร์เน็ต คุณถามทำไม? และเนื่องจากตอนนี้นักธุรกิจ นักธุรกิจ และเจ้าหน้าที่ของทุกแนวไม่จำเป็นต้องรีบเร่งข้ามทวีป: พวกเขายังคงทำงานได้ไม่เร็วกว่าลายเซ็นอิเล็กทรอนิกส์และการประชุมทางวิดีโอ
และหากยังมีบางคนที่หมดความอดทน - เพื่อดูลูกชายที่เพิ่งคลอดหรือวางแผนการคลอดบุตร - พวกเขาจะต้องลดความคล่องตัวลง และ "อาเจียน" อย่างช้าๆอย่างที่เพื่อนของฉันผู้หลงตัวเองหลงตัวเองของแบรนด์ BMW พูดกับม้ายามเย็นในรูปแบบของ "แตงโม" หรือ "โบอิ้ง" ทางสายหลักหรือข้ามทวีปด้วยความเร็วเฉลี่ย 900 กม. / ชม. ชา เรามาสายสำหรับโลกหน้า …
แต่เครื่องยนต์ที่มีความเร็วเหนือเสียง - เครื่องยนต์ scramjet ซึ่งเป็นคุณลักษณะเด่นที่โดดเด่นคือการไหลออกเหนือเสียงของของไหลทำงานผ่านห้องเผาไหม้ ยังไม่ถูกสร้างขึ้น
บางทีใครบางคนจะประสบความสำเร็จ ยิ่งไปกว่านั้น จากนักพัฒนาที่ไม่ได้รับการเตือนว่าเป็นไปไม่ได้ และพวกเขาได้รับและดำเนินการโครงการที่ยอดเยี่ยมโดยที่พวกเขาไม่รู้ตัว ประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีก็รู้ตัวอย่างดังกล่าว …
* ในการสร้างเครื่องยนต์ เครื่องยนต์ไอพ่นทำงานไม่เสถียรสองประเภท - "พลุ่งพล่าน" และ "คัน" ที่ทางเข้า "อาการคัน" - การเต้นของอากาศความถี่สูงในพื้นที่ของโหมดการทำงานวิกฤตยิ่งยวดของตัวกระจายอากาศเข้าของเครื่องยนต์ถูกมองว่าเป็นเสียงที่มีลักษณะเฉพาะ ในทางตรงกันข้าม "ไฟกระชาก" คือการสั่นของความถี่ที่ต่ำกว่า อาการคันเกิดจากการหยุดชะงักของการไหลในท่อหลังคอกระจายอากาศ
