Ultimamente, todos os dias, você se depara com mensagens em hiper-som: "As ogivas dos mísseis manobram, voam em hiper-som e em alcance intercontinental …" "Um motor ramjet hipersônico está sendo testado na Rússia!" E assim por diante.
Uma imagem fantástica surge imediatamente diante dos olhos de um homem comum na rua - aviões hipersônicos decolam e acertam seus mísseis, novamente em alvos intercontinentais hipersônicos … Tanto os próprios aviões quanto seus mísseis scramjet são invisíveis e não são interceptados.
É assim? Vamos ver
O artigo apareceu novamente "Hipersônico, fluxo direto, moscas" em "Tecnologia - Juventude" de 1991.
O artigo diz: “O motor scramjet, ou, como se costuma dizer,“fluxo direto hipersônico”, permitirá voar de Moscou a Nova York em 2-3 horas, deixando a máquina alada da atmosfera para o espaço. Um avião aeroespacial não precisará de uma aeronave de reforço, como no caso do Zenger, ou de um veículo de lançamento, como no caso dos ônibus espaciais e do Buran, - a entrega da carga em órbita custará quase dez vezes mais barato”. O artigo foi escrito por Yuri SHIKHMAN e Vyacheslav SEMENOV, pesquisadores do CIAM.
Claro, eu os conhecia muito bem, pois com eles participei de muitos trabalhos sobre o tema do instituto. Incluindo no assunto de scramjet. Embora minha parte do trabalho não pertencesse aos principais e principais, era, no entanto, necessária e importante. Estive envolvido neste trabalho no ano 84, como jovem especialista e investigador junior. Na época, Ruvim Isaevich Kurziner ainda era o líder de todos os trabalhos sobre o tema "Frio" no CIAM.
O experiente motor scramjet sobre o tema "Frio", ou produto 057, como parte de um laboratório de vôo hipersônico (HLL), foi objeto de pesquisa, cuja principal tarefa era demonstrar a possibilidade de combustão de uma mistura ar-combustível em uma velocidade supersônica do escoamento de um fluido de trabalho no circuito da câmara de combustão. Não foi possível simular todos os modos de combustão no solo, então decidiu-se investigar tal problema em condições reais de vôo.
Um míssil antiaéreo 528 do complexo С-200В (SA-5) foi usado como porta-aviões, acelerador e simulador de modos de voo para o estudo. Em vez da parte dianteira da qual o GLL foi acoplado com um motor scramjet com tanque de combustível e sistemas de controle e manutenção.
O primeiro vôo do GLL com scramjet foi realizado em 28 de novembro de 1991. No primeiro teste de vôo do motor scramjet, o número máximo de M foi 5,8, o motor funcionou por um total de 28 s, durante o vôo ligou automaticamente duas vezes. Assim, pela primeira vez no mundo em condições de teste de vôo, o desempenho de um motor ramjet hipersônico (revista "Engine" nº 6 de 2006).
Durante 1991-98, cerca de 8 lançamentos foram feitos (incluindo lançamentos). Além de especialistas russos, os franceses participaram dos estudos do motor scramjet experimental - em 1992 e 1995 sob contratos com o Centro Nacional de Ciências da França (ONERA), e em 1997 e 1998 - os americanos, sob contrato com os Estados Unidos Agência Espacial Nacional (NASA).
Então, mais de 20 anos se passaram. O que nós temos?
Existem aeronaves hipersônicas, ou seja, voando em hipervelocidade (M> 5)? Há
Primeiro, havia os orbitadores Buran e o ônibus espacial.
Retornando da órbita "Buran", por exemplo, planeja cerca de meia hora em hiper-som a uma distância de cerca de 8000 km de uma altitude de 100 km e até 20 km.
Características táticas e técnicas do OK "Buran" em modo de descida em velocidades hipersônicas:
• Peso de lançamento - 105 toneladas
• Distância até a pista de pouso - 8270 km
• Velocidade na trajetória de descida - 7, 592 … 0, 520 km / s (27,330-1,872 km / h) aprox. 27-1, 8Max
• Alcance de altitude de descida - 100 … 20 km
Vamos conduzir um "experimento mental". É possível reverter todo esse perfil de pouso da "espaçonave orbital hipersônica" "Buran"?
Lata!
Só para isso precisamos de um foguete porta-aviões "Energia".
"E se no GPRD?" - o leitor perguntará. Lata. Mas para isso será necessário primeiro "empurrar" todo o sistema com algo semelhante ao PRD para garantir que o GPJE alcance o modo. acelerando "pó". E então traga-o para uma órbita circular, "alimentando" os motores com oxigênio armazenado ou em um motor de foguete limpo. Com isso, a "economia" no oxidante, ao usar o oxigênio atmosférico no motor scramjet, será boa, algo em torno de 20%. Mas então existem tantas dificuldades que Deus me livre!
Os engenheiros conceberam esse tipo de "sistema econômico" usando ar externo? Sim, tanto quanto necessário! O mesmo "Zenger" e "Hotol".
E … vamos colocar de forma modesta - as primeiras versões do agora mundialmente famoso Topol ICBM. Sim, de fato! Todo este sistema foi chamado de "Gnome"
"Gnome" é um míssil balístico intercontinental de três estágios equipado com um motor de propulsão de propelente sólido ramjet de primeiro estágio, motores de propelente sólido de segundo e terceiro estágios e um acelerador. O projeto foi realizado desde o início dos anos 60 no Mechanical Engineering Design Bureau (Kolomna) sob a liderança de Boris Shavyrin.
Alcance máximo de tiro, km 11000
Peso de lançamento, t 29
Peso da carga útil, kg 470
Comprimento do míssil, m 16, 14
Número de etapas 3
Mais tarde, o designer do MIT A. D. Nadiradze, contando com sua experiência na criação de um OTR móvel "Temp", propôs um projeto ICBM em motores convencionais de combustível sólido. Ele foi apoiado pela liderança do Ministério da Indústria de Defesa e, como resultado, recebemos um intercontinental móvel terrestre de 45 toneladas "Temp-2S". Além disso, sua modernização e melhoria - "Pioneiros" (RSD) e "Topol" (MBR) … Muitos vêem isso como sua insidiosidade (45 toneladas em vez das 29 prometidas). No entanto, o mesmo poderia ter acontecido com o "Gnome". Cálculos são uma coisa - implementação prática é outra bem diferente!
Míssil de cruzeiro intercontinental supersônico "Tempest" ("produto 351"), que está mais próximo dos parâmetros exigidos de uma aeronave com motor scramjet.
Comprimento, m - 20, 396
Envergadura, m - 7, 746
Altura, m - 6, 642
Área da asa, m2 - 44,6
Peso de lançamento, kg - 98,280
Massa do estágio inicial de sustentação, kg - 33,522
Peso da ogiva, kg - 3403
Velocidade de cruzeiro, km / h - 3300
Altitude de voo, km - 18 - 25, 5
Alcance, km - 7830
Teoricamente, esse sistema, usando materiais modernos, combustíveis, "aceleradores" de propelente sólido, pode ser acelerado, provavelmente até Mach 5. Mas esta é a questão: terá super superioridade sobre os ICBMs existentes?
O tempo para atingir a meta na faixa máxima será de aproximadamente 1,5 horas (ICBM - 30 minutos).
Haverá alguns benefícios - por exemplo, atraso de detecção.
ICBMs são detectados rapidamente, em primeiro lugar, a tocha inicial e, em segundo lugar, a alta altitude ascendente da trajetória balística (até 1600 km).
Embora nossos últimos "Topol-M" e "Yarsy" e outros da mesma família, eles dizem, possam voar em outras, por exemplo, rotas circulares quase estilizadas (100-200 km), é por isso que sua potência-peso a proporção e a massa são significativamente diferentes dos "Minutemans" magros otimizados para trajetórias balísticas.
A esse respeito, lembro-me do entusiasmo cáustico de um engenheiro de foguetes da NASA (ou do Pentágono) - “ora, os russos não sabem fazer foguetes, eles têm até foguetes modernos, mais pesados e maiores que os nossos, desenvolvidos nos anos 70. As exclamações, no entanto, morreram rapidamente. Aparentemente, camaradas mais qualificados explicaram-lhe o que se passava …
Portanto, a principal questão com os aviões com mísseis hipersônicos é - eles são necessários ou vamos nos abster por enquanto?
Como vimos, foguetes e naves orbitais foram implementados há muito tempo, embora não em um motor scramjet.
E sobre os aviões …
Por mais de 20 anos, os militares mantiveram o M <3,5 (SR-71, Sotka, MiG-31). Um aumento adicional na velocidade não implica vantagens adicionais, mesmo assim, os mísseis antiaéreos em motores de combustível sólido conseguirão se interceptarem cabeças ICBM e satélites no primeiro espaço.
Sobre navios civis …
Parece-me que esses aviões comerciais rápidos eram necessários antes da era da Internet. Porque você pergunta? E porque agora os empresários e empresários e funcionários de todos os matizes não precisam correr tão rapidamente pelos continentes: eles ainda não funcionarão mais rápido do que as assinaturas eletrônicas e as videoconferências.
E se, no entanto, alguém está impaciente - para ver um filho recém-nascido ou para lançar um plano para o seu nascimento - terá que moderar sua agilidade. E lentamente "vomitando", como dizem os meus amigos, os egoístas narcisistas da marca BMW, com um cavalo noturno em forma de uma linha principal ou "melancia" intercontinental ou "Boeing" com velocidade média de 900 km / h, chá, estamos atrasados para o próximo mundo …
Mas os motores hipersônicos - motores scramjet, cuja principal característica distintiva é a saída supersônica do fluido de trabalho através da câmara de combustão, ainda não foram criados.
Talvez alguém consiga. Além disso, de desenvolvedores que não foram avisados de que era impossível, e eles, sem saber, pegaram e implementaram um projeto fantástico. A história da ciência e da tecnologia também conhece esses exemplos …
* Na construção de motores, dois tipos de operação instável dos motores a jato são distinguidos - "surto" e "coceira" na entrada. "Comichão" - a pulsação do ar de alta frequência na área dos modos supercríticos de operação do difusor de admissão do motor é percebida como um som de coceira característico. Em contraste, "surto" é uma vibração de frequência mais baixa. A coceira é causada por interrupções do fluxo no duto atrás da garganta do difusor.
