Últimamente, todos los días, te encuentras con mensajes de hipersonido: "Las ojivas de los misiles maniobran, vuelan a hipersonaje y a alcance intercontinental …" "¡Se está probando un estatorreactor hipersónico en Rusia!" Y así sucesivamente y así sucesivamente.
Una imagen fantástica surge de inmediato ante los ojos de un hombre común en la calle: los aviones hipersónicos despegan y golpean con sus misiles, nuevamente en objetivos hipersónicos, intercontinentales … Tanto los aviones como sus misiles scramjet son invisibles y no interceptados.
¿Es tan? Vamos a ver
El artículo se cruzó de nuevo "Moscas hipersónicas, de flujo directo" en "Tecnología - Juventud" desde 1991.
El articulo dice: “El motor scramjet, o, como dicen,“hipersónico de flujo directo”, permitirá volar de Moscú a Nueva York en 2-3 horas, dejar la máquina alada de la atmósfera al espacio. Un avión aeroespacial no necesitará un propulsor, como para Zenger, o un vehículo de lanzamiento, como para transbordadores y Buran, - la entrega de carga a la órbita costará casi diez veces más barato . El artículo fue escrito por Yuri SHIKHMAN y Vyacheslav SEMENOV, investigadores del CIAM.
Por supuesto, los conocía bien a ambos, ya que participé con ellos en muchos trabajos sobre el tema del instituto. Incluso sobre el tema de scramjet. Aunque mi parte del trabajo no pertenecía a las principales y principales, sin embargo era necesaria e importante. Me involucré en este trabajo en el año 84, como joven especialista e investigador junior. En ese momento, Ruvim Isaevich Kurziner seguía siendo el líder de todo el trabajo sobre el tema "Frío" en el CIAM.
El motor scramjet experimentado en el tema de "Frío", o producto 057, como parte de un laboratorio de vuelo hipersónico (HLL), fue un objeto de investigación, cuya tarea principal fue demostrar la posibilidad de combustión de una mezcla de aire y combustible en una velocidad supersónica de la salida de un fluido de trabajo en el circuito de la cámara de combustión. No fue posible simular todos los modos de combustión en tierra, por lo que se decidió investigar este problema en condiciones de vuelo reales.
Se utilizó un misil antiaéreo 5В28 del complejo С-200В (SA-5) como portador, acelerador y modos de vuelo de simulación para el estudio. En lugar de la parte de la cabeza, el GLL estaba acoplado con un motor scramjet con tanque de combustible y sistemas de control y mantenimiento.
El primer vuelo del GLL con scramjet se realizó el 28 de noviembre de 1991. En la primera prueba de vuelo del motor scramjet, el número máximo de M fue 5, 8, el motor funcionó durante un total de 28 s, durante el vuelo se encendió automáticamente dos veces. Así, por primera vez en el mundo en condiciones de prueba de vuelo, el rendimiento de un motor ramjet hipersónico (revista "Engine" No. 6 de 2006).
Durante 1991-98, se realizaron alrededor de 8 lanzamientos (incluidos los de lanzamiento). Además de los especialistas rusos, los franceses participaron en los estudios del motor scramjet experimental - en 1992 y 1995 bajo contratos con el Centro Nacional de Ciencias Francés (ONERA), y en 1997 y 1998 - los estadounidenses, bajo contrato con los EE. UU. Agencia Espacial Nacional (NASA).
Entonces, han pasado más de 20 años. ¿Que tenemos?
¿Hay aviones hipersónicos, es decir, que vuelan a hipervelocidad (M> 5)? ¡Hay
Primero, estaban los orbitadores Buran y el transbordador.
Al regresar de la órbita "Buran", por ejemplo, planea aproximadamente media hora en hipersonaje a una distancia de aproximadamente 8000 km desde una altitud de 100 km y hasta 20.
Características tácticas y técnicas de OK "Buran" en modo descenso a velocidades hipersónicas:
• Peso de lanzamiento: 105 toneladas
• Distancia a la pista de aterrizaje - 8270 km
• Velocidad en la trayectoria de descenso - 7, 592 … 0, 520 km / s (27.330-1.872 km / h) aprox. 27-1, 8 máx.
• Rango de altitud de descenso: 100 … 20 km
Realicemos un "experimento mental". ¿Es posible revertir todo este perfil de aterrizaje de la "nave espacial orbital hipersónica" "Buran"?
¡Poder!
Solo para esto necesitamos un cohete portador "Energia".
"¿Y si en la GPRD?" - preguntará el lector. Poder. Pero para esto será necesario primero "empujar" todo el sistema con algo similar al PRD para asegurar que el GPJE llegue al modo. acelerando el "polvo". Y luego llevarlo a una órbita circular, "alimentando" los motores con oxígeno almacenado o en un motor cohete limpio. Como resultado, el "ahorro" en el oxidante, cuando se usa oxígeno atmosférico en el motor scramjet, será bueno, alrededor del 20%. ¡Pero entonces hay tantas dificultades que Dios no permita!
¿Los ingenieros concibieron este tipo de "sistemas económicos" utilizando aire exterior? ¡Sí, tanto como sea necesario! El mismo "Zenger" y "Hotol".
Y … digámoslo modestamente: las primeras versiones del ahora mundialmente famoso ICBM Topol. ¡Sí, claro! Todo este sistema se llamó "Gnome"
"Gnome" es un misil balístico intercontinental de tres etapas equipado con un motor de propulsión de propulsante sólido ramjet de primera etapa, motores de propulsión sólida de segunda y tercera etapa y un acelerador. El diseño se llevó a cabo desde principios de los años 60 en la Oficina de Diseño de Ingeniería Mecánica (Kolomna) bajo la dirección de Boris Shavyrin.
Alcance máximo de disparo, km 11000
Peso de lanzamiento, t 29
Peso de la carga útil, kg 470
Longitud del misil, m 16, 14
Número de pasos 3
Más tarde, el diseñador del MIT A. D. Nadiradze, basándose en su experiencia en la creación de un OTR móvil "Temp", propuso un proyecto de misiles balísticos intercontinentales sobre motores convencionales de combustible sólido. Fue apoyado por el liderazgo del Ministerio de Industria de Defensa, y como resultado recibimos un intercontinental terrestre móvil de 45 toneladas "Temp-2S". Además, su modernización y mejora - "Pioneros" (RSD) y "Topol" (MBR) … Muchos ven esto como su insidia (45 toneladas en lugar de las 29 prometidas). Sin embargo, lo mismo podría haber pasado con el "Gnome". Los cálculos son una cosa y la implementación práctica es otra muy distinta.
Misil de crucero intercontinental supersónico "Tempest" ("producto 351"), que está más cerca de los parámetros requeridos de una aeronave con un motor scramjet.
Longitud, m - 20, 396
Envergadura, m - 7, 746
Altura, m - 6, 642
Área del ala, m2 - 44,6
Peso de lanzamiento, kg - 98.280
Masa de la etapa sostenedora inicial, kg - 33.522
Peso de la ojiva, kg - 3403
Velocidad de crucero, km / h - 3300
Altitud de vuelo, km - 18-25, 5
Alcance, km - 7830
En teoría, este sistema, que utiliza materiales modernos, combustibles, "aceleradores" de propulsante sólido, puede acelerarse, probablemente hasta Mach 5. Pero esta es la pregunta: ¿tendrá super superioridad sobre los misiles balísticos intercontinentales existentes?
El tiempo para alcanzar el objetivo en el rango máximo será de aproximadamente 1,5 horas (ICBM - 30 minutos).
Habrá algunos beneficios, por ejemplo, retraso en la detección.
Los misiles balísticos intercontinentales se detectan con bastante rapidez, en primer lugar, la antorcha inicial y, en segundo lugar, la gran altitud ascendente de la trayectoria balística (hasta 1600 km).
Aunque nuestros últimos "Topol-M" y "Yarsy" y otros de la misma familia, dicen, pueden volar en otras, por ejemplo, rutas circulares de estilo casi (100-200 km), por eso su potencia-peso la proporción y la masa son significativamente diferentes de los delgados "Minutemans" optimizados para trayectorias balísticas.
En este sentido, recuerdo el cáustico entusiasmo de un ingeniero de cohetes de la NASA (o del Pentágono): "los rusos no saben hacer cohetes, incluso tienen cohetes modernos, más pesados y más grandes que los nuestros, desarrollados en los años 70". " Las exclamaciones, sin embargo, se apagaron rápidamente. Al parecer, compañeros más calificados le explicaron cuál era el problema …
Entonces, la pregunta principal con los aviones de misiles hipersónicos es: ¿son necesarios o nos abstendremos por ahora?
Como hemos visto, los cohetes y las naves orbitales se han implementado durante mucho tiempo, aunque no en un motor scramjet.
Y sobre los aviones …
Durante más de 20 años, los militares han mantenido el M <3,5 (SR-71, Sotka, MiG-31). Un mayor aumento de velocidad no implica ventajas adicionales, de todos modos, los misiles antiaéreos en motores de combustible sólido lo conseguirán si interceptan las cabezas y satélites de misiles balísticos intercontinentales en el 1er espacio.
Acerca de los transatlánticos civiles …
Me parece que se necesitaban aviones de pasajeros tan rápidos antes de la era de Internet. ¿Porque preguntas? Y porque ahora los empresarios y los hombres de negocios y los funcionarios de todo tipo no necesitan apresurarse a cruzar los continentes: todavía no funcionarán más rápido que las firmas electrónicas y las videoconferencias.
Y si, sin embargo, alguien está impaciente, por ver a un hijo recién nacido o por poner en marcha un plan para su nacimiento, tendrá que moderar su agilidad. Y lentamente "vomitar", como dicen mis amigos, los egoístas narcisistas de la marca BMW, con un caballo vespertino en forma de línea principal o intercontinental "sandía" o "Boeing" con una velocidad media de 900 km / h, té, llegamos tarde al otro mundo …
Pero los motores hipersónicos: los motores scramjet, cuya principal característica distintiva es la salida supersónica del fluido de trabajo a través de la cámara de combustión, aún no se han creado.
Quizás alguien tenga éxito. Es más, de los desarrolladores a los que no se les advirtió que era imposible, y ellos, sin saberlo, tomaron e implementaron un proyecto fantástico. La historia de la ciencia y la tecnología también conoce tales ejemplos …
* En la construcción de motores, se distinguen dos tipos de funcionamiento inestable de los motores a reacción: "aumento repentino" y "picazón" en la entrada. "Picazón": pulsación de aire de alta frecuencia en el área de los modos de funcionamiento supercríticos del difusor de entrada del motor, se percibe como un sonido característico de picazón. Por el contrario, la "oleada" es una vibración de frecuencia más baja. La picazón es causada por interrupciones del flujo en el conducto detrás de la garganta del difusor.
