ABŞ Hərbi Hava Qüvvələri, səsin 5 qat sürətini əldə etməyi bacaran və 3 dəqiqədən çox uçmağı bacaran X-51A Waverider-i sınaqdan keçirərək, əvvəllər rus inkişaf etdiriciləri tərəfindən tutulan dünya rekorduna imza atdı. Test ümumilikdə yaxşı keçdi, hipersəsli silahlar yarışa hazırdır.
27 May 2010-cu ildə X-51A Waverider (sərbəst şəkildə dalğa uçuşu və "qeyri-ixtiyari olaraq" sörfçü kimi tərcümə olunur) Sakit Okean üzərində B-52 bombardmançı təyyarəsindən atıldı. Tanınmış ATCAMS raketindən götürülmüş X-51A gücləndirici mərhələsi, Waverider-i 19,8 min metr yüksəkliyə gətirdi, burada hipersəsli ramjet mühərriki (GPRVD və ya scrumjet) işə salındı. Bundan sonra raket 21, 3 min metr yüksəkliyə qalxdı və Mach 5 (5 M - beş səs sürəti) sürətini aldı. Ümumilikdə, raket mühərriki təxminən 200 saniyə işləyib, bundan sonra X-51A telemetrik fasilələrin başlaması ilə əlaqədar olaraq özünü məhv etmə siqnalı göndərib. Plana görə, raketin 6 M sürətlə inkişaf etməsi lazım idi (layihəyə görə, X-51-in sürəti 7 M, yəni 8000 km / saatdan çox idi) və mühərrik üçün işləməli idi. 300 saniyə.
Testlər mükəmməl deyildi, amma bu, onların üstün bir nailiyyət qazanmasına mane olmadı. Mühərrikin işləmə müddəti, Sovet (sonrakı Rus) "Xolod" uçan laboratoriyası tərəfindən tutulan əvvəlki rekordu (77 s) üç dəfə üstələdi. 5M sürəti əvvəlcə hidrogen kimi "eksklüziv" deyil, adi karbohidrogen yanacağı ilə əldə edildi. Waverider, məşhur SR-71 yüksək sürətli kəşfiyyat təyyarəsində istifadə olunan aşağı buxarlı kerosin JP-7-dən istifadə etdi.
Scrumjet nədir və indiki nailiyyətlərin mahiyyəti nədir? Prinsipcə, ramjet mühərrikləri (ramjet mühərrikləri) hamıya tanış olan turbojet mühərriklərindən (turbojet mühərrikləri) daha sadədir. Bir ramjet mühərriki sadəcə bir hava girişi (tək hərəkət edən hissə), bir yanma kamerası və bir nozuldur. Burada, yanma kamerasına hava çəkmək üçün birgə səylərlə, 1913 -cü ildə ixtira edilmiş bu elementar sxemə bir fan, kompressor və turbinin əlavə edildiyi reaktiv turbinlərlə müsbət müqayisə olunur. Ramjet mühərriklərində bu funksiya yaxınlaşan hava axınının özü tərəfindən həyata keçirilir ki, bu da turbojet həyatının isti qazlar və digər bahalı sevinclərində işləyən mürəkkəb dizaynlara olan ehtiyacı dərhal aradan qaldırır. Nəticədə, ramjet mühərrikləri daha yüngül, daha ucuz və yüksək temperatura daha az həssasdır.
Ancaq sadəlik bir qiymətə gəlir. Birbaşa axan mühərriklər subsonik sürətdə təsirsizdir (saatda 500-600 km-ə qədər işləmir)-sadəcə kifayət qədər oksigenə malik deyillər və buna görə də aparatı effektiv sürətə çatdıran əlavə mühərriklərə ehtiyacları var. Mühərrikə daxil olan havanın həcmi və təzyiqi yalnız hava girişinin diametri ilə məhdudlaşdığından mühərrikin təsir gücünü effektiv şəkildə idarə etmək olduqca çətindir. Ramjet mühərrikləri, dar bir işləmə sürəti üçün ümumiyyətlə "kəskinləşdirilir" və bunun xaricində qeyri -adekvat davranmağa başlayırlar. Subsonik sürətlərdə və orta səsdən yüksək sürətdə olan bu təbii çatışmazlıqlar səbəbindən turbojet mühərrikləri birbaşa axın rəqiblərindən köklü şəkildə üstündür.
Təyyarənin çevikliyi 3 döngə üçün miqyasdan aşağı düşəndə vəziyyət dəyişir. Yüksək uçuş sürətlərində hava mühərrikin girişində o qədər sıxılır ki, kompressora və digər avadanlığa ehtiyac yox olur - daha doğrusu, bir maneəyə çevrilir. Ancaq bu sürətlərdə səsdən sürətli ramjet mühərrikləri SPRVD ("ramjet") özünü əla hiss edir. Lakin sürət artdıqca pulsuz "kompressor" un (səsdən sürətli hava axını) faydaları mühərrik dizaynerləri üçün kabusa çevrilir.
Turbojet və SPVRD -də kerosin nisbətən aşağı axın sürətində - 0,2 M. Bu, havanın və enjekte edilmiş kerosinin yaxşı qarışmasına və buna görə də yüksək səmərəliliyə nail olmağa imkan verir. Ancaq gələn axının sürəti nə qədər yüksəkdirsə, onu əyləc etmək bir o qədər çətindir və bu məşqlə əlaqədar itkilər də o qədər yüksəkdir. 6 M-dən başlayaraq, axını 25-30 dəfə yavaşlatmaq lazımdır. Qalan yalnız səsdən artıq axında yanacaq yandırmaqdır. Əsl çətinliklərin başladığı yer budur. Hava yanma kamerasına 2,5-3 min km / saat sürətlə daxil olduqda, yanma prosesinin inkişaf etdiricilərindən birinin dediyi kimi, "tayfunun ortasında bir kibrit tutmağa çalışmaq" bənzər hala gəlir. " Bir müddət əvvəl kerosin vəziyyətində bunun mümkünsüz olduğuna inanılırdı.
Hipersəsli nəqliyyat vasitələrinin inkişaf etdiricilərinin problemləri işlək bir SCRVD yaradılması ilə məhdudlaşmır. Termal maneəni də aşmaq lazımdır. Təyyarə havaya qarşı sürtünmədən qızdırılır və qızdırma intensivliyi axın sürətinin kvadratı ilə düz mütənasibdir: əgər sürət iki dəfə artarsa, qızdırma dörd dəfə artır. Uçuşda olan bir təyyarənin səsdən yüksək sürətlə (xüsusən aşağı hündürlüklərdə) istiləşməsi bəzən o qədər böyük olur ki, bu da quruluşun və avadanlığın sıradan çıxmasına səbəb olur.
3 M sürətlə uçarkən, hətta stratosferdə, hava girişinin və qanadın aparıcı kənarlarının giriş kənarlarının temperaturu 300 dərəcədən çox, dərinin qalan hissəsi isə 200 -dən çoxdur. 2-2,5 qat daha çox sürət 4-6 dəfə çox istiləşəcək. Eyni zamanda, təxminən 100 dərəcə temperaturda belə, üzvi şüşə yumşalır, 150 -də - duraluminin gücü əhəmiyyətli dərəcədə azalır, 550 -də - titan ərintiləri lazımi mexaniki xüsusiyyətlərini itirir və 650 dərəcədən yuxarı olan temperaturda alüminium və maqnezium əriyir., polad yumşalır.
Yüksək bir istilik səviyyəsi ya passiv istilik qorunması, ya da soyuducu olaraq göyərtədəki yanacaq ehtiyatlarından istifadə etməklə aktiv istiliyin çıxarılması ilə həll edilə bilər. Məsələ burasındadır ki, kerosinin çox layiqli "soyutma" qabiliyyəti ilə - bu yanacağın istilik qabiliyyəti suyun yalnız yarısıdır - yüksək temperaturlara yaxşı dözmür və "həzm edilməli" olan istilik həcmləri sadəcə dəhşətli
Hər iki problemi həll etməyin ən sadə yolu (səsdən sürətli yanma və soyutma) hidrogen lehinə kerosindən imtina etməkdir. Sonuncusu nisbətən asanlıqla - əlbəttə ki, kerosinlə müqayisədə - hətta səsdən sürətli axanda yanır. Eyni zamanda, maye hidrogen, açıq səbəblərə görə, həm də kütləvi termal qoruma istifadə etməməyi və eyni zamanda göyərtədə məqbul bir temperatur təmin etməyi mümkün edən əla bir soyuducudur. Bundan əlavə, hidrogen kerosinin kalorifik dəyərindən üç dəfə çoxdur. Bu, əldə edilə bilən sürət həddini 17 M -ə (karbohidrogen yanacağında maksimum - 8 M) qədər qaldırmağa və eyni zamanda mühərriki daha yığcam hala gətirməyə imkan verir.
Əvvəlki rekord qıran hipersəs təyyarələrinin çoxunun məhz hidrogen üzərində uçması təəccüblü deyil. Hidrogen yanacağı, scramjet mühərrikinin (77 s) müddəti baxımından indiyə qədər ikinci yeri tutan "Kholod" uçan laboratoriyamız tərəfindən istifadə edildi. Onun sözlərinə görə, NASA reaktiv nəqliyyat vasitələri üçün rekord sürətə borcludur: 2004-cü ildə NASA X-43A pilotsuz hipersonik təyyarəsi 33,5 km uçuş yüksəkliyində 11.265 km / saat (və ya 9.8 M) sürətə çatdı.
Lakin hidrogen istifadəsi başqa problemlərə səbəb olur. Bir litr maye hidrogen cəmi 0,07 kq ağırlığında. Hidrojenin üç qat daha böyük "enerji tutumu" nu nəzərə alsaq belə, sabit miqdarda saxlanılan enerjiyə malik yanacaq çənlərinin həcminin dörd dəfə artması deməkdir. Bu, bütövlükdə aparatın ölçüsünü və çəkisini şişirməklə nəticələnir. Bundan əlavə, maye hidrogen çox spesifik iş şəraiti tələb edir - "kriogen texnologiyaların bütün dəhşətləri" üstəgəl hidrogenin özünəməxsusluğu - son dərəcə partlayıcıdır. Başqa sözlə, hidrogen, strateji bombardmançı və kəşfiyyat təyyarələri kimi eksperimental nəqliyyat vasitələri və parça maşınları üçün əla yanacaqdır. Ancaq adi bir bombardmançı və ya qırıcı kimi adi platformalara söykənə bilən kütləvi silahlar üçün bir yanacaq olaraq yararsızdır.
Hidrogen olmadan edə bilən və eyni zamanda bir ramjet mühərriki ilə uçuş müddətində təsirli sürətlərə və rekord göstəricilərə sahib olan X-51-in yaradıcılarının uğuru daha əhəmiyyətlidir. Rekordun bir hissəsi yenilikçi aerodinamik dizaynla - çox dalğalı bir uçuşla əlaqədardır. Aparatın qəribə bucaqlı görünüşü, vəhşi görünüşlü dizaynı, aerodinamik səthə çevrilən cihazın gövdəsi deyil, zərbə dalğaları sistemi yaradır. Nəticədə, qaldırıcı qüvvə baş verən axının bədənin özü ilə minimal qarşılıqlı təsiri nəticəsində yaranır və nəticədə qızdırmanın intensivliyi kəskin azalır.
X-51, yalnız burnun ən ucunda və alt tərəfində yerləşən qara karbonlu karbonlu yüksək temperaturlu istilik qalxanına malikdir. Bədənin əsas hissəsi nisbətən yumşaq bir qızdırma rejimini göstərən ağ aşağı temperaturlu bir istilik qalxanı ilə örtülmüşdür: və bu atmosferin kifayət qədər sıx təbəqələrində 6-7 M-dir və hədəfə troposferə qaçmaq üçün qaçılmazdır.
Bir hidrogen "canavarı" əvəzinə, Amerika ordusu praktik aviasiya yanacağı ilə işləyən bir cihaz əldə etdi, bu da onu əyləncəli təcrübə sahəsindən dərhal real tətbiq sahəsinə çıxarır. Qarşımızda artıq texnologiyanın nümayişi deyil, yeni bir silahın prototipidir. X-51A bütün sınaqlardan uğurla keçərsə, bir neçə ildən sonra ən müasir elektron doldurma ilə təchiz edilmiş X-51A +-nın tam hüquqlu döyüş versiyasının hazırlanmasına başlanacaq.
Boeing-in ilkin planlarına görə, X-51A + aktiv müxalifət şəraitində hədəfləri sürətli müəyyənləşdirmək və məhv etmək üçün qurğularla təchiz ediləcək. Yüksək dəqiqlikli döyüş sursatlarını hədəf almaq üçün hazırlanmış modifikasiya edilmiş JDAM interfeysindən istifadə edərək avtomobili idarə etmək qabiliyyəti ötən ilki sınaq sınaqları zamanı uğurla sınaqdan keçirilmişdir. Yeni dalğalı təyyarə Amerika raketləri üçün standart ölçülərə yaxşı uyğundur, yəni gəminin şaquli buraxılış qurğularına, nəqliyyat-buraxılış konteynerlərinə və bombardmançı körfəzlərinə etibarlı şəkildə uyğun gəlir. Qeyd edək ki, Waverider üçün gücləndirici mərhələnin götürüldüyü ATCAMS raketi, Amerika MLRS çoxsaylı raket sistemləri tərəfindən istifadə olunan əməliyyat-taktiki silahdır.
Beləliklə, 12 may 2010 -cu ildə, Sakit Okean üzərində, Amerika Birləşmiş Ştatları, yüksək dərəcədə qorunan yer hədəflərini (təxmin edilən məsafə 1600 km) məhv etmək üçün nəzərdə tutulmuş doldurulmasına görə, tamamilə praktik hipersəsli qanadlı raketin prototipini sınaqdan keçirdi. Bəlkə də zaman keçdikcə onlara səthi olanlar da əlavə olunacaq. Mükəmməl sürətə əlavə olaraq, bu cür raketlər yüksək nüfuz qabiliyyətinə malik olacaq (yeri gəlmişkən, 7 M -ə qədər sürətlənmiş bir cismin enerjisi praktiki olaraq eyni kütlədəki TNT yükünə bərabərdir) və - statik olaraq qeyri -sabit dalğaların vacib xüsusiyyətidir. - çox kəskin manevrlər etmək bacarığı.
Bu, hipersəs silahlarının yeganə perspektivli peşəsindən uzaqdır.
1990 -cı illərin sonlarında NATO Kosmik Tədqiqat və İnkişaf Məsləhət Qrupunun (AGARD) hesabatlarında hipersəsli raketlərin aşağıdakı tətbiqlərə malik olması qeyd edildi:
- möhkəmləndirilmiş (və ya basdırılmış) düşmən hədəflərini və ümumiyyətlə kompleks quru hədəflərini məğlub etmək;
- hava hücumundan müdafiə;
- hava üstünlüyünün fəthi (bu cür raketlər uzun məsafələrdə yüksək uçan hava hədəflərini tutmaq üçün ideal vasitə hesab edilə bilər);
- raket əleyhinə müdafiə - trayektoriyanın ilkin mərhələsində ballistik raketlərin buraxılmasının qarşısı alındı.
- həm yerüstü hədəfləri vurmaq, həm də kəşfiyyat üçün təkrar istifadə edilə bilən pilotsuz uçuş aparatları kimi istifadə edin.
Nəhayət, hipersəsli raketlərin hipersonik hücum silahlarına qarşı ən təsirli - yeganə olmasa da - antidot olacağı aydındır.
Hipersonik silahların inkişafındakı başqa bir istiqamət, hava hədəflərini (35-40 mm kalibrli), habelə zirehli maşınları və istehkamları (kinetik ATGM) məhv etmək üçün hazırlanmış mərmilərə quraşdırılmış kiçik ölçülü bərk yanacaqlı skramjet mühərriklərinin yaradılmasıdır. 2007-ci ildə Lockheed Martin CKEM (Kompakt Kinetik Enerji Raketinin) kinetik tank əleyhinə raketinin prototipini sınaqdan keçirdi. 3400 m məsafədəki belə bir raket, təkmilləşdirilmiş reaktiv zirehlə təchiz edilmiş Sovet T-72 tankını uğurla məhv etdi.
Gələcəkdə daha ekzotik dizaynlar, məsələn, qitələrarası məsafədə suborbital uçuşlar edə bilən transatmosferik təyyarələr görünə bilər. Balistik raketlər üçün hipersəsli başlıqların manevr edilməsi də olduqca aktualdır - və yaxın gələcəkdə. Başqa sözlə, qarşıdakı 20 ildə hərbi işlər kəskin şəkildə dəyişəcək və hipersəsli texnologiyalar bu inqilabın ən əhəmiyyətli faktorlarından birinə çevriləcək.
