Skola Encyclopedia

• Diagnostik

Egentligen varför exakt 5 M? Värdet på 5 valdes, eftersom i denna hastighet börjar jonisering av gasflödet och andra fysiska förändringar observeras vilket givetvis påverkar dess egenskaper. Dessa förändringar är särskilt märkbara för motorn, konventionella turbofanmotorer (turbojetmotorer) kan helt enkelt inte fungera med en sådan hastighet, en grundläggande motor, raket eller genomsynlig motor behövs (även om det i själva verket inte är så annorlunda, det har helt enkelt ingen kompressor och en turbin och Den utför sin funktion på samma sätt: den komprimerar inloppsluften, blandar den med bränslet, bränner den i förbränningskammaren och mottar en jetström vid utloppet).

Faktum är att en ramjetmotor, det här är ett rör med en förbränningskammare, är mycket enkel och effektiv vid hög hastighet. Det är bara att en sådan motor har en stor nackdel, det behöver en viss inledande hastighet för driften (det finns ingen kompressor av sig själv, det finns inget för att komprimera luften med låg hastighet).

Hastighetshistorik

År 1965 nådde YF-12 (prototypen av den berömda SR-71) en hastighet på 3 331,5 km / h, och i 1976 var serie SR-71 i sig 3,529,6 km / h. Detta är "bara" 3,2-3,3 M. Det är långt ifrån hypersound, men redan för att flyga i denna hastighet i atmosfären, speciella motorer måste utvecklas, som arbetade med låga hastigheter i normalt läge och vid höga hastigheter i ramjet-läge och för piloter - speciella livsstödssystem (rymddräkter och kylsystem), eftersom planet värmdes för mycket. Senare användes dessa rymdsäten för Shuttle-projektet. Under mycket lång tid var SR-71 det snabbaste flygplanet i världen (det slutade flyga 1999).

Sovjet MiG-25R kunde teoretiskt nå en hastighet på 3,2 M, men driftshastigheten var begränsad till 2,83 M.

Nuvarande tid

Bakom all lovande forskning, som militären vanligtvis står. I fallet med hypersonisk hastighet är detta också fallet. Nu utförs forskning främst i rymdskepps, hypersoniska kryssningsmissiler och de så kallade hypersoniska warheadsna. Nu pratar vi om den "riktiga" hypersounden som flyger i atmosfären.

Observera att arbetet med hypersonisk hastighet var i den aktiva fasen på 60-70-talet, då alla projekt stängdes. Återvände till hastigheter över 5 M endast vid 2000-talet. När tekniken fick skapa effektiva direktflödesmotorer för hypersonisk flygning.

Hypersonisk hastighet

Hypersonisk hastighet (HS) i aerodynamik - hastigheter som väsentligt överstiger ljudets hastighet i atmosfären.

Sedan 1970-talet hänvisas konceptet normalt till supersoniska hastigheter över 5 Mach-nummer (M).

Innehållet

Allmän information

Flyga med hypersonisk hastighet är en del av supersoniskt flygläge och utförs i ett supersoniskt gasflöde. Supersoniskt luftflöde skiljer sig radikalt från subsonic och dynamiken i flygplanets flygning med hastigheter över ljudets hastighet (över 1,2 M) skiljer sig radikalt från subsonisk flygning (upp till 0,75 M, hastighetsintervallet från 0,75 till 1,2 M kallas den transoniska hastigheten ).

Definitionen av den nedre gränsen för hypersonisk hastighet är vanligtvis förknippad med igångsättandet av processerna för jonisering och dissociation av molekyler i gränsskiktet (PS) runt apparaten, som rör sig i atmosfären, vilken börjar inträffa vid ca 5 M. Även denna hastighet karaktäriseras av det faktum att ramjetmotorn (" Ramjet ") med subsonisk förbränning av bränsle (" SPVRD ") blir värdelös på grund av den extremt höga friktionen som uppstår vid bromsning av luften i denna typ av motor. Således är det möjligt att använda en raketmotor eller en hypersonisk ramjet (scramjet) med supersonisk bränsleförbränning för att fortsätta flyget i hypersonisk hastighet.

Flödesegenskaper

Medan definitionen av ett hypersoniskt flöde (GP) är ganska kontroversiellt på grund av avsaknaden av en tydlig gränsa mellan supersoniska och hypersoniska flöden, kan en läkare präglas av vissa fysiska fenomen som inte längre kan ignoreras när man överväger det, nämligen:

• ett tunt lager av chockvåg;
• bildandet av viskösa chocklager;
• utseendet på instabilitetsvågor i PS-datorer som inte är inneboende i subsoniska och supersoniska flöden [1];
• högtemperaturflöde [2].

Tunt lager av chockvåg

När hastigheten och motsvarande Mach-tal ökar ökar tätheten bakom chockvågan (SW), vilket motsvarar en minskning av volymen bakom SW på grund av bevarandet av massan. Därför blir chockvågskiktet, det vill säga volymen mellan apparaten och chockvågen, tunn vid höga Mach-tal, vilket skapar ett tunt gränsskikt (PS) runt apparaten.

Bildandet av viskösa chocklager

En del av den stora kinetiska energin som är innesluten i luftströmmen, när M> 3 (visköst flöde) omvandlas till inre energi på grund av den viskösa interaktionen. Ökningen av intern energi uppnås i en ökning av temperaturen. Eftersom tryckgradienten riktad längs normalet till flödet inom gränslaget är ungefär noll leder en signifikant ökning av temperaturen vid stora Mach-tal till en minskning av densiteten. Således växer PS på apparatens yta och i stort sett växlar Mach-tal med ett tunt skikt av chockvåg nära näsan och bildar ett visköst chockskikt.

Utseendet på instabilitetsvågor i PS-datorer som inte är karakteristiska för subsoniska och supersoniska flöden

I det viktiga problemet med överföring av laminärt flöde till turbulent flöde vid flöde kring ett flygplan spelas nyckelrollen av instabilitetsvågor bildade i PS. Tillväxt och den efterföljande olinjära interaktionen av sådana vågor omvandlar det initialt laminära flödet till ett turbulent flöde. Vid subsoniska och supersoniska hastigheter spelas nyckelrollen i den laminära turbulenta övergången av Tolmin-Schlichting-vågor som har en virvel natur. Från och med M = 4.5 visas akustiska vågor av II-typen och börjar dominera (läge II eller Makav-läge), på grund av vilket övergången till turbulens uppträder i det klassiska övergångscenariot (det finns också en bypass-övergångsmekanism) [1].

Högtemperaturflöde

Höghastighetsflöde vid fordonets främre punkt (punkt eller område av hämning) får gasen att värma till mycket höga temperaturer (upp till flera tusen grader). Höga temperaturer skapar i sin tur icke-jämvikts kemiska egenskaper hos flödet, som består i dissociation och rekombination av gasmolekyler, jonisering av atomer, kemiska reaktioner i flödet och med apparatens yta. Under dessa förhållanden kan processerna för konvektion och radiativ värmeväxling vara betydande [2].

Likhetsparametrar

Parametrarna för gasflöden beskrivs vanligen genom en uppsättning likhetskriterier som gör det möjligt att reducera ett praktiskt taget oändligt antal fysiska tillstånd i likhetsgrupper och som gör det möjligt att jämföra gasflöden med olika fysiska parametrar (tryck, temperatur, hastighet etc.). Det är enligt denna princip att experiment i vindtunnlar och överföring av resultaten av dessa experiment till riktiga flygplan är baserade, trots att i rörförsök kan storleken på modeller, flödeshastigheter, värmebelastningar etc. skilja sig mycket från de verkliga flyglägena, medan tid, likhetsparametrar (Mach, Reynolds, Stanton, etc.) motsvarar flygningen.

För trans- och supersoniskt eller komprimerbart flöde är i de flesta fall tillräckliga parametrar som Mach-talet (förhållandet mellan flödeshastighet till lokal ljudhastighet) och Reynolds för en fullständig beskrivning av flödena. För hypersoniska dataflödesparametrar räcker inte ofta. För det första innebär ekvationerna som beskriver formen av chockvågen nästan oberoende vid hastigheter av 10 M. För det andra innebär den ökade temperaturen hos det hypersoniska flödet att effekterna relaterade till icke-idealiska gaser blir märkbara.

Redovisning av effekter i reell gas betyder mer variabler som krävs för att fullständigt beskriva gasens tillstånd. Om en stationär gas beskrivs fullständigt genom tre kvantiteter: tryck, temperatur, värmekapacitet (adiabatiskt index) och den rörliga gasen beskrivs av fyra variabler, som även innefattar hastighet, kräver den heta gasen i kemisk jämvikt också tillståndets ekvationer för sina kemiska komponenter och gasen med processer dissociation och jonisering måste också innefatta tid som en av variablerna i dess stat. I allmänhet betyder detta att vid vilken som helst vald tid för ett jämviktsflöde krävs 10-100 variabler för att beskriva gasens tillstånd. Dessutom följer det ovanligt beskrivna hypersoniska flödet (GP), som vanligtvis beskrivs i form av Knudsen-tal, inte navier-Stokes-ekvationerna och kräver deras modifiering. Läkare är vanligtvis kategoriserad (eller klassificerad) med total energi uttryckt med total entalpy (mJ / kg), totalt tryck (kPa) och flödes retardationstemperatur (K) eller hastighet (km / s).

För tekniska applikationer utvecklade W. D. Hayes en likhetsparameter nära Vitcomb rymdregeln som gör att ingenjörer kan tillämpa resultaten från en serie test eller beräkningar utförda för en modell till utvecklingen av en hel familj med liknande konfigurationer av modeller utan ytterligare test eller detaljerade beräkningar.

Lägeslista

Hypersoniskt flöde är uppdelat i många speciella fall. Tilldelningen av en halvledare till ett eller annat flödesregimer är svårt på grund av "oskärpa" av gränserna för stater vid vilka detta fenomen detekteras i gasen eller blir märkbar utifrån den använda matematiska modelleringssynpunkten.

Perfekt gas

I detta fall kan det passande luftflödet betraktas som ett idealiskt gasflöde. Läkaren i detta läge beror fortfarande på Mach-numren och simuleringen styrs av temperaturinvarianter, snarare än en adiabatisk vägg, som sker vid lägre hastigheter. Den nedre gränsen för detta område motsvarar hastigheter på ca 5 M, där en SPVRD med subsonisk förbränning blir ineffektiv och den övre gränsen motsvarar hastigheter i området 10-12 M.

Perfekt gas med två temperaturer

Det är en del av en ideell gasflödesreglering med stora hastigheter, där det passande luftflödet kan anses vara kemiskt idealiskt, men vibrationstemperaturen och rotations temperaturen för gasen [3] måste betraktas separat, vilket leder till två separata temperaturmodeller. Detta är särskilt viktigt vid konstruktion av supersoniska munstycken, där vibrationell kylning på grund av exciteringen av molekyler blir viktig.

Dissocierad gas

I detta fall börjar gasmolekylerna att dissociera när de kommer i kontakt med den chockvåg som alstras av den rörliga kroppen. Flödet börjar skilja sig från varje enskild gas som behandlas med egna kemiska egenskaper. Förmågan hos kroppsmaterialet i apparaten att fungera som en katalysator i dessa reaktioner spelar en roll vid beräkningen av ytvärme, vilket innebär utseendet av beroende av det hypersoniska flödet på den rörliga kroppens kemiska egenskaper. Regimens nedre gräns bestäms av gasens första komponent, vilken börjar dissociera vid en given flödes-retardationstemperatur, vilket motsvarar kväve vid 2000 K. Den övre gränsen för denna reglering bestäms av igångsättningen av joniseringsprocesserna hos gasatomerna i HJ.

Ioniserad gas

I detta fall blir antalet elektroner som förloras av atomer signifikanta och elektronerna måste modelleras separat. Ofta anses temperaturen hos elektrongasen isolerad från andra gaskomponenter. Detta läge motsvarar hastighetsområdet för GP 10-12 km / s (> 25 M) och gasens tillstånd i det här fallet beskrivs med hjälp av modeller av icke-strålande eller icke-emitterande plasma.

Strålningsöverföringsdominansläge

Vid hastigheter över 12 km / s börjar värmeöverföring till apparaten huvudsakligen ske genom strålningsöverföring, som börjar dominera den termodynamiska överföringen tillsammans med en ökning av hastigheten. Gas simulering i detta fall är indelad i två fall:

• optiskt tunn - i detta fall antas att gasen inte absorberar strålningen som kommer från dess andra delar eller valda volymenheter;
• optiskt tjock - där absorptionen av strålning genom plasman beaktas, vilken sedan återupptagas inklusive på enhetens kropp.

Modellering av optiskt tjocka gaser är en svår uppgift, eftersom beräkningsgraden växer exponentiellt med antalet poäng i fråga på grund av beräkningen av strålningsöverföringen vid varje punkt i flödet.

Red Air

Flyg, Parachutes, Paragliders

Hypersonisk hastighet

Sovjetisk hypersonisk raket X-90

Sovjetisk hypersonisk raket X-90 med vikta vingar

Hypersonisk hastighet flyger med en hastighet på fyra ljudhastigheter och mer. Bland luftfartsspecialister används oftast "hastighet på ljud" i stället för "hastighet". Det här namnet kommer från efternamn till den österrikiska forskare fysikern Ernst Mach (Ernst Mach), som undersökte de aerodynamiska processerna som följer med den supersoniska rörelsen av kroppar. Således är 1Max en ljudhastighet. Följaktligen är hypersonisk hastighet FOUR Mach och mer. År 1987 undertecknade statscheferna i Sovjetunionen och USA, Mikhail Gorbatsjov och Ronald Reagan, i Washington den 7 december i Pioneer och Pershing-2-avtalet om eliminering av kärnvapen på medellång sikt. Som en följd av denna händelse stoppades utvecklingen av den sovjetiska strategiska kryssningsraketten "X-90", som hade en hypersonisk flyghastighet. Skaparna av X-90-raketen fick tillstånd att utföra endast en testflygning. Detta framgångsrika test kan leda till en stor omrustning av Sovjetflygvapnet med hypersonisk flyghastighet, vilket skulle kunna säkerställa överlägsenhet i Sovjetunionen.

Amerikanska supersoniska experimentella flygplan Bell X-1

1943 började det amerikanska flygbolaget "Bell" skapa ett flygplan som skulle övervinna ljudets hastighet. En kula avfyrade från en gevär flyger snabbare än ljudets hastighet, så ingen tänkte på formen på det nya flygplanets krossning. Hans design antog en stor säkerhetsmarginal. På vissa ställen översteg arket tjockleken på en centimeter. Draget var tungt. Om självständig start skulle det inte kunna vara någon fråga. På himlen höjdes det nya planet med hjälp av en B-29 bombare. Amerikanska flygplan utformade för att övervinna ljudets hastighet, kallad "X-1" (se artikeln "Okända flygplan"). Fartygets form av X-1 kan vara lämplig för hypersonisk flyghastighet.

Det första sovjetiska supersoniska flygplanet La-176

Civil test pilot Chalmers Goodlin ställde villkoret - premien för att övervinna ljudets hastighet är 150 000 dollar! Sedan var lönen för kaptenen på USAF $ 283 per månad. En ung kapten vid en ålder av 24 år Chuck Yeager, en militärofficer, en ass pilot som sköt ner 19 fascistiska flygplan, 5 av dem i ett slag, bestämde sig för att han skulle övervinna ljudets hastighet. Ingen visste att under flygningen för att övervinna ljudets hastighet hade han två brutna revben och hans högra arm gick inte riktigt bra. Detta hände till följd av ett fall från en häst under en promenad med sin fru dagen innan. Chuck Yeager förstod att detta var hans sista flyg framför sjukhuset och var tyst så att flygningen inte upphörde. Att övervinna ljudets hastighet är det första steget mot att flytta till hypersonisk flyghastighet.

Den första sovjetiska ballistiska missilen R-1 vid lanseringspositionen

År 1947, den 14 oktober, flygde en amerikansk B-29 strategisk bombare till himlen från en hemlig flygbase med ett plan kopplat till bombkammaren. På en höjd av cirka 7 km hade den bemannade rymdfarkosten en ovanlig form. Några minuter senare fanns det en ödesdigra bang, som vid skjutning av flera pistoler samtidigt, men det var inte en katastrof. På den här dagen överträffade amerikanska testpiloten Charles Elwood Yeager, bättre känd som Chuck Yeager eller Chuck Eager, för första gången i mänsklighetens historia SOUND SPEED på ett X-1 EXPERIMENTAL-flygplan. X-1 supersoniska flygplanet hade en maximal flyghastighet på 1.556 km / h, och det här med en rak vinge, det praktiska X-1-taket är 13 115 meter, den maximala motortrycket är 2.500 kgf. Landade X-1 själv, i ett planeringsläge. Senare på samma luftbas, bättre känd som "Zone-51", som ligger längst ner i den torkade saltvattnet Groom, i södra Nevada, testades fordon med hypersonisk flyghastighet.

Den första sovjetiska ballistiska missilen R-1 i flygning

Sedan USA antog doktrin om kärnvapenkrig har antalet strategiska bombplaner i Förenta staterna fyrdubblats. Tusentals F-80 och F-82 jetfighters skulle försvara bombarna. Ett år efter Chuck Yeager övergick den sovjetiska testflygaren Ivan Yevgrafovich Fedorov ljudets hastighet på La 176-jägaren.

Den första sovjetiska flygeln "Storm" på lanseringsplattan under lanseringen

Svingningen på La-176-vingen var 45 grader, den maximala motortrycket var 2.700 kgf, det praktiska taket var 15 000 m och maxhastigheten var 1,105 km / h. I det ögonblicket tycktes 2-3 ljudhastigheter vara gränsen för bemannade flygplan. Men på Sovjetunionens hemliga testplats, även då, testades ett fordon med en hypersonisk flyghastighet. Det var R-1-raketen med en maximal lufthastighet på 1 465 m / s och ett flygområde på 270 km. Test av P-1 utfördes vid Kapustin Yar testplatsen i Astrakhan-regionen. Framtida flygplan som rör sig med hypersonisk hastighet kräver inte bara nya motorer och nya material utan även nytt bränsle. Det hemliga bränslet för den R-1 ballistiska missilen var etylalkohol av högsta renhetsklass.

Den första sovjetiska flygeln "Storm" under flygning

BALLISTISK raket R-1 utvecklades under ledning av Sergei Pavlovich Korolev. Med rättvisa säger vi att en del av tyska raketspecialister som flyttat till Sovjetunionen efter andra världskriget också deltog aktivt i utvecklingen av R-1. R-1-missilen var utgångspunkten för utvecklingen av INTERCONTINENTAL ballistiska missiler, som hade hypersoniska hastigheter och skulle vara absolut otänkbara sätt att leverera kärnvapen. Jordens första jordartsmetall och den första bemannade flygningen i rymden berodde redan på utseendet på interkontinentala ballistiska missiler.

Rymdfärjan återanvänds amerikansk rymdskepp på väg till lanseringen komplexa

Den första framgångsrika lanseringen av den sovjetiska ballistiska missilen R-1 utfördes den 10 oktober 1948. För att uppnå militär jämvikt med Förenta staterna krävdes missiler med ett flygområde på INTE hundratals och tusen kilometer. Test av Korolev-missilerna var framgångsrika, och varje efterföljande modell förvärvade en ständigt ökande hypersonisk flyghastighet och ett ökande flygintervall. Frågan om att ersätta raketbränsle finns på agendan. Etylalkohol som bränsle är inte längre lämpligt på grund av otillräcklig brännhastighet och på grund av otillräcklig värmekapacitet, det vill säga mängden energi. Faktum är att för att kunna flyga vid hypersonisk hastighet är endast HYDROGEN lämpligt som bränsle. Inget annat kemiskt element kan flyga så fort! Vätgas har en hög brännhastighet och hög värmekapacitet, det vill säga en hög brinnstemperatur, samtidigt som den har den lägsta möjliga mängden vätebränsle. Följaktligen erhålles maximalt motordrivning vid användning av HYDROGEN. Förutom allt detta HYDROGEN-bränsle är ABSOLUTT EKOLOGISKT RENGÖRT bränsle. S.P. Korolyov trodde att det var detta bränsle som skulle lösa problemet med rörelse i närområdet på hypersoniska flyghastigheter.

Rymdfärja US rymdfärja under omloppsoperation

Det fanns emellertid en annan lösning för kosmiska hastigheter. Det föreslogs av kända akademiker Mikhail Kuzmich Yangel och Vladimir Nikolaevich Chelomei. Det var en ammoniakliknande vätska och, till skillnad från väte, var enkel och mycket billig att tillverka. Men när Korolev lärde sig vad det var kom han till HORROR! Detta utmärkta raketbränsle kallades HEPTIL. Han visade sig vara SIX TIME A GIFT OF THE SYNYLIC ACID och när det gällde graden av fara motsvarade det ZARIN och FOSGEN giftiga ämnen! USSR: s regering bestämde dock att raketvapen var viktigare än möjliga följder och att de skulle skapas till varje pris. Därefter drivs Yangel och Chelomey-raketbränslet från heptyl.

Intercontinental R-7 raket under lanseringen

1954 mottog sovjetunderrättelsen ett hemligt meddelande från en bosatt i USA, tack vare vilken i Sovjetunionen började arbetet med att skapa flyg med hypersonisk flyghastighet. I USA namngavs detta projekt Navajo. Två månader efter det hemliga meddelandet utfärdades ett beslut av den sovjetiska regeringen för att inleda skapandet av en strategisk WING-missil. I Sovjetunionen anfördes utvecklingen av en sådan raket till S. A. Lavochkin Design Bureau (se artikeln "Semyon Alekseevich Lavochkin"). Projektet heter "Storm". På bara tre år började "The Tempest" genomgå test på Kapustin Yar testplats. Konfigurationen av "Storm" motsvarade den moderna amerikanska rymdfärjan "rymdfärjan". Vid tiden för testet "Storm" blev det känt att det amerikanska projektet "Navajo" stängdes. Detta hände, troligen på grund av det faktum att de amerikanska designersna vid den tiden inte kunde skapa de nödvändiga motorerna.

Intercontinental missil R-7 i flygning

"Storm" var inte konstruerad för hypersonisk flyghastighet, men för en något lägre hastighet, för tre med HALF ljudhastighet. Detta berodde på det faktum att vid den tidpunkten ännu inte skapat material som skulle klara värmen av COVERING motsvarande hypersonisk hastighet. Dessutom bör de inbyggda instrumenten förbli operativa vid hög uppvärmningstemperatur. När de skapade "Storm" började de bara utveckla material som tål dessa temperaturförhållanden för uppvärmning.

Vid tiden för de tre framgångsrika lanseringen av "Buri" -kryssningsmissilen, som uppvisar upp till hypersonisk hastighet, har Korolev-raketen, R-7, redan lanserat den första artificiella jordatelliten och den första levande varelsen, en mutt som heter Laika, i jordens omlopp. Vid denna tidpunkt uppgav chefen för Sovjetunionen, N.S. Khrushchev, i en intervju för västpressen att offentligt att R-7-raketn skulle kunna användas för att installera en NUCLEAR-laddning och slå någon mål i USA. Från och med detta blev de interkontinentala ballistiska missilerna BASIS för rymd-raketförsvaret i Sovjetunionen. Kryssningsmissilen "Storm" gjordes för att utföra samma uppgift, men den dåvarande sovjetiska regeringen beslutade att dra av båda dessa program samtidigt skulle vara för dyrt och "Storm" stängdes.

Amerikanska experimentella flygplan X-31Rockwell

I slutet av 1950-talet och under 1960-talet genomfördes experiment i USA och Sovjetunionen för att skapa avancerad flygteknik med hypersonisk flyghastighet. Men i täta skikt av atmosfären överhettades luftfartyget, och på vissa ställen smälts, så uppnåddes uppnådden av hypersonisk hastighet i atmosfären om och om igen för en okänd tid. I USA finns ett program för att skapa experimentella flygplan som heter "X", med hjälp av vilken flygningen vid hypersonisk hastighet undersöks. Den amerikanska militären hade stora förhoppningar om det experimentella X-31-flygplanet, men den 15 november 1967, efter 10 sekunders flygning vid hypersonisk fart, exploderade X-31. Därefter avbröts programmet för experimentella flygplan "X", men bara ett tag. Så i mitten av 1970-talet uppnåddes en hypersonisk flyghastighet motsvarande 11 ljudhastigheter (3,7 km / s) på det amerikanska experimentflygplanet "X-15" på en höjd av cirka 100 km.

Amerikanska experimentella flygplan X-31Rockwell

I mitten av 1960-talet började både USA och Sovjetunionen, oberoende av varandra och samtidigt, skapa redan massproducerade flygplan som flyger i THREE Machs fartfart! Att flyga med tre ljudhastigheter i ATMOSFÄRET är en mycket svår uppgift! Som ett resultat skapade KB Kelly Johnson vid Lockheed Company och A. I. Mikoyan Design Bureau vid MiG (se artikeln "Artem Ivanovich Mikoyan") två mästerverk av flygteknik. Amerikanerna - den strategiska underrättelsetjänstemannen "SR-71" Blackbird (se artikeln "SR-71"). Ryssarna är världens bästa MiG-25 interceptor fighter (se MiG-25 artikeln). Utanför har SR-71 en svart färg, INTE på grund av den svarta färgen, men på grund av ferritbeläggningen, som tar bort värmen mycket effektivt. Senare togs SR-71 till en hypersonisk flyghastighet på 4 800 km / h. MiG-25 användes framgångsrikt under Israels-Egypten-kriget som ett flygplan med hög höjd. Hela flygningen på MiG-25 över Israel tog TWO MINUTES. Israels flygförsvar hävdar att MiG-25 har en THREE WITH HALF-ljudhastighet (4,410 km / h eller 1,225 m / s)!

Amerikanska experimentella hypersoniska flygplan X-15 med ytterligare bränsletankar som släpps ut efter användning av bränsle

Luftöverlägsenhet kan tillhandahållas av flygfartsflygning. Som ett resultat av arbetet med detta ämne verkade rymdfarkoster av USAGE rymdfärjan och Sovjet Buran (se artikeln Buran rymdskepp). Vid landning på jorden, återanvänds rymdfarkoster in i atmosfären vid First Cosmic-hastigheten, 7,9 km / s, vilket är 23,9 gånger ljudets hastighet. För att skydda mot överhettning när du kommer in i atmosfären, återanvänds rymdskepp utanför är täckta med speciella keramiska plattor. Det är uppenbart att även om inte en mycket stor kränkning av denna keramiska beläggning vid hypersonisk hastighet uppstår en katastrof.

Amerikanska experimentella hypersoniska flygplan X-15 under flygning

Efter fruktlösa sökningar efter universella skyddsåtgärder mot överhettning har kampen för luftöverlägsenhet skiftats till en annan - extremt låg höjd. Vingrad raketer flyttade till en flyghöjd på cirka 50 meter, på, till hypersonisk flyghastighet, ca 850 km / h med terräng RELIEF PLAYING-teknik. Den amerikanska kryssningsmissilen fick namnet "Tomahawk" (Tomahawk) och den sovjetiska analogen "X-55". Detekteringen av en kryssningsmissil av en radar är svår eftersom raketen, på grund av det senaste homing-systemet, har en liten storlek och följaktligen ett litet reflekterande område. Dessutom är nederlaget för en kryssningsmissil svårt på grund av aktiv, oförutsägbar manövrering under flygningen. Skapandet av Sovjet X-55 kryssningsmissil blev tilldelat Raduga Design Bureau, ledd av Igor Sergeevich Seleznev.

Amerikanska experimentella hypersoniska flygplan X-15 efter landning

Beräkningarna visade emellertid att en kryssningsmissilans nästan fullständiga oskuldbarhet endast kan ge en hypersonisk flyghastighet om fem till sex gånger ljudets hastighet (5-6 Machs), vilket motsvarar en hastighet på cirka två km / s. Vid de allra första testerna av ny teknik mötte designarna igen samma problem med temperaturöverhettning. När en viss hypersonisk flyghastighet uppnåddes upphettades raketens yta till nästan 1 000 grader Celsius och var den första som misslyckade kontrollantennen. Sedan gick Igor Seleznyov till Leningrad till företaget "Leninets", där de tillverkade inbyggda radioelektronik. Specialister gav inte en tröstande slutsats. Det är omöjligt att göra en guidad raket som flyger i hypersonisk hastighet i täta lager i atmosfären.

Amerikanska strategiska hypersoniska planet SCA Lockheed SR-71 Blackbird

Men ett av forskningsinstituten, nämligen Vladimir Georgievich Freinstadt, föreslog en original idé. Varför ska inte fotogen ombord på kryssningsmissil användas som bränsle för homing huvud som bränsle? Experiment utfördes för att skapa ett kylsystem med användning av bränsle, fotogen. Under arbetet kom Freinstadt till slutsatsen att fotogen inte hade tillräckligt med energi för att flyga med hypersonisk hastighet och att det nödvändiga bränslet för hypersonisk hastighet var HYDROGEN. Men Freinstadt föreslog att man skulle få väte från fotogen ombord på raketen. Konceptet av en sådan motor kallades Ajax.

Återanvändbar sovjetisk rymdfarkost "Buran" Den värmeisolerade beläggningen på fartyget som består av speciella keramiska plattor är tydligt synlig

Vid den tiden verkade denna idé för fantastisk. Som ett resultat antogs en kryssningsmissil med en subsonisk flyghastighet av X-55. Men även en sådan raket har blivit en enastående vetenskaplig och teknisk prestation. Korta specifikationer för kryssningsraketten X-55: längd - 5,88 m; höljesdiameter - 0,514 m; vingspets - 3,1 m; startvikt - 1195 kg; flygavstånd - 2 500 km; flyghastighet - 770 km / h (214 m / s); flyghöjd 40-110 m; warhead vikt - 410 kg; warhead power - 200 kt; träffar noggrannhet upp till 100 m. 1983, efter införandet av Kh-55 kryssningsmissil i tjänst vid försvarsdepartementet, ställdes frågan om att begränsa skapandet av en motor som ger hypersonisk flyghastighet. Men det var just detta år som ämnet av hypersoniska flygplan började dyka upp oftare i rapporterna om sovjetisk intelligens.

Sovjet rymdfärja "Buran" i omloppsbana

Som en del av Star Wars-programmet började den amerikanska regeringen finansiera utvecklingen av fordon som lika flyger i atmosfären och i rymden. Grunden till att nya flygvapen skulle vara fordon med hypersonisk flyghastighet. Efter den framgångsrika skapandet av X-55 började Igor Seleznev, utan att vänta på skapandet av den nuvarande modellen av Ajax-maskinen, utveckla en kryssningsmissil som flyger med hypersonisk hastighet. En sådan missil var kryssningsmissilen "X-90", som skulle flyga på traditionell fotogen med en hastighet på mer än 5 maskiner. KB Selezneva lyckades lösa problemet med temperaturöverhettning. Det antogs att X-90 kommer att börja från STRATOSPHERE. På grund av detta reducerades raketkroppens temperatur till ett minimum. Det fanns dock en annan anledning till antagandet av en sådan raketlansering. Faktum är att vid denna tidpunkt mer eller mindre lärt sig hur man skjuter ner ballistiska missiler, lär sig hur man skjuter ner plan och lär sig hur man skjuter ner kryssningsmissiler som flyger i extremt låga höjder med subsoniska flyghastigheter. Endast ett lager av stratosfären förblev intakt - det är skiktet mellan atmosfären och kosmos. Tanken uppstod att "spola" obemärkt exakt i regionen av stratosfären, med hjälp av hypersonisk hastighet.

Amerikansk kryssningsmissil "Tomahawk" Start från en skeppsinstallation

Men efter den första framgångsrika lanseringen av X-90 stoppades allt arbete på denna raket. Detta hände tack vare den nya ledaren för Sovjetunionen, MS Gorbachev. På den tiden i Leningrad organiserade Vladimir Frainstadt en grupp entusiastiska forskare för att skapa Ajax-hypersoniska motorn. Denna grupp av Freinstadt skapade inte bara en enhet för bearbetning av petroleum i väte, utan lärde sig även att kontrollera den destruktiva PLASMA runt enheten som uppstår under flygningen vid hypersonisk hastighet. Detta markerade ett tekniskt genombrott av alla bemannade flygplan! Freinstadt-gruppen började förbereda den första flygningen av den hypersoniska modellen. Under 1992 stängdes Ajax-projektet på grund av att finansieringen upphörde. På 1980-talet, i Sovjetunionen, var utvecklingen av flygplan som flyttade med hypersoniska hastigheter i framkant i världen. Grundarbetet försvann först 1990-talet.

Amerikansk kryssningsmissil "Tomahawk" strax före träffa målet

EFFEKTIVITETEN OCH FARAEN av stridsflygplan som flyger vid hypersoniska hastigheter var uppenbara även då, på 1980-talet. I början av augusti dödade kraftfulla explosioner i närheten av de amerikanska ambassaderna i Kenya och Tanzania. Dessa explosioner ordnades av Alkaida-världens terroristorganisation, som leddes av Usama Bin Laden. Samma år, den 20 augusti avfyrade amerikanska skepp i Arabiska havet åtta Tomahawk kryssningsmissiler. Två timmar senare slog missilerna terroristlägernas territorium i Afghanistan. Vidare rapporterade agenterna i en hemlig rapport till USA: s president, B. Clinton, att huvudmålen för missilattacken på Alkaida-basen i Afghanistan inte uppnåddes. En halvtimme efter lanseringen av missilerna var Bin Laden om missilerna som flyttade på honom VARNINGSATSATSATSATS och lämnade basen ungefär en timme före explosionerna. Från detta resultat drog amerikanerna slutsatsen att ett sådant stridsuppdrag endast skulle kunna utföras av raketer vid en hypersonisk flyghastighet.

Ryska kryssningsmissil X-55 innan du installerar på ett plan

Några dagar senare tecknade USA: s försvarsdepartementets avancerade utvecklingsavdelning ett långsiktigt kontrakt med Boeing-företaget. Flygbolaget fick en order på flera miljarder dollar för att skapa en universell kryssningsmissil med en hypersonisk flyghastighet, SIX Mach. Ordern har blivit ett stort projekt som gör att USA kan skapa lovande vapen och flygsystem. I framtiden kan hypersoniska enheter i sin utveckling utvecklas till INTERMEDIATE-apparater, som upprepade gånger kan gå från atmosfär till rymd och rygg medan manövrera aktivt. Sådana fordon, på grund av sin icke-standardiserade och oförutsägbara flygväg, kan vara mycket farliga.

Ryska kryssningsrakel X-55 före installation på Tu-160

I juli 2001 genomfördes lanseringen av experimentella X-43A-flygplan i USA. Han var tvungen att uppnå hypersonisk flyghastighet, Seven Mach. Men enheten kraschade. Generellt är skapandet av utrustning med en hypersonisk flyghastighet av DIFFICULTIES jämförbar med skapandet av atomvapen. De senaste amerikanska hypersoniska kryssningsmissilerna förväntas flyga i stratosfärens höjder. Nyligen började loppet att skapa en hypersonisk enhet igen. Motorn i den nya hypersoniska raketen kan bli plasma, det vill säga att temperaturen i den brännbara blandningen som används i motorn blir lika med den heta PLASMA. Det är ännu inte möjligt att förutsäga tiden för utseendet av enheter med hypersonisk flyghastighet i Ryssland på grund av otillräcklig finansiering.

Amerikanska experimentella hypersoniska flygplan X-43A

Förmodligen på 2060-talet kommer världen att börja en massiv övergång av passagerarflygplan som flyger över avstånd på mer än 7 000 km, vid hypersonisk flyghastighet med flyghöjder från 40 till 60 km. År 2003 finansierade amerikanerna sin forskning för sin framtida utveckling av passagerarflygplan med hypersoniska flyghastigheter på sovjetiska supersoniska passagerarflygplanet Tu-144 (se artiklarna Tu-144 och Alexey Andreevich Tupolev). Vid en tid gjordes Tu-144 i mängden 19 stycken. År 2003 reparerades en av de tre återstående Tu-144-talet och blev till ett flygande laboratorium i det ryska-amerikanska programmet för att testa nya generations flygsystem. Amerikanerna var mycket nöjda med sovjetiska Tu-144.

Sovjetiska supersoniska passagerarflygplanet Tu-144

De första idéerna om rakettflygade plan, hypersoniska flygplan som flyger med en hastighet av 10-15 Mach, uppstod så långt tillbaka som 1930-talet. Men då hade även de mest framsynta designerna en liten uppfattning om vilka svårigheter tanken skulle behöva möta, för att dela till någon punkt av vår plan i en halvtimme. Vid hypersonisk flyghastighet i atmosfären värms vingarnas kanter, luftintag och andra delar av flygplanet till smältpunkten för aluminiumlegeringar. Därför är skapandet av framtida hypersoniska flygplan helt och hållet förknippat med kemi, metallurgi och utveckling av nya material.

Sovjetiska supersoniska passagerarflygplan Tu-144 Efter landning släpptes broms fallskärmar

Konventionella jetmotorer med en hastighet på THREE Mach är inte längre effektiva (se artikeln "Aviation Innovations"). Med en ytterligare ökning i hastighet är det nödvändigt att möjliggöra att den mest smidiga luftströmmen utförs, kompressorns roll, komprimerar luften. Det räcker för detta, INPUT-delen av motorn är att göra SUBJECTING. Med hypersonisk flyghastighet är kompressionsförhållandet för det inkommande luftflödet sådant att dess temperatur blir 1500 grader. Motorn blir den så kallade DIRECT-FLOWING-motorn, utan roterande delar alls. Men samtidigt fungerar det verkligen!

Amerikanska experimentella hypersoniska flygplan X-43A med Pegasus-raketpropeller fäst vid en B-52-bombare som ligger på marken

Vid en tid var den sovjetiska forskaren Vladimir Georgievich Freinstadt engagerad i problemen med att kyla med fotogen, kärnvapenstrider som flyger från rymden. Nu använder designarna av hela världen, tack vare sin forskning, effekten av en brant ökning av förbränningsenergin hos överhettad fotogen, på grund av användningen vid sådana höga temperaturer av HYDROGEN. Denna effekt ger en mycket hög effekt till motorn, vilket ger hypersonisk flyghastighet. År 2004 satte amerikanerna två gånger fartregister för obemannade raketglidflygplan. X-43A avskiljdes från V-52-bombaren i en höjd av 12.000 meter. Pegasusraket accelererade det till hastigheten på THREE Mach, och sedan lanserade X-43A sin motor. Den maximala flyghastigheten för X-43A var 11.265 km / h (3.130 m / s), vilket motsvarar 9,5 ljudhastigheter. Flyga i högsta hastighet tog 10 sekunder vid en höjd av 35.000 meter. Med en hastighet på 9,5 Makhov skulle flyget från Moskva till New York ta lite mindre än 43 minuter. Amerikanska forskare fortsätter att flytta flygvetenskapen.

Amerikanska experimentella hypersoniska flygplan X-43A med en Pegasus-raketpropeller fäst vid en B-52-bombare under flygning

Amerikanska experimentella hypersoniska flygplan X-43A i flyg efter separering från B-52