המטוס ההיפרסוני המהיר ביותר בעולם. מטוס היפרסוני רוסי

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

מטוס נוסעים רגיל טס במהירות של כ-900 קמ ש. מטוס קרב סילוני יכול להגיע למהירות פי שלושה בערך. עם זאת, מהנדסים מודרניים מהפדרציה הרוסית וממדינות אחרות בעולם מפתחים באופן פעיל מכונות מהירות אפילו יותר - מטוסים היפרסוניים. מהם הפרטים הספציפיים של המושגים המתאימים?

קריטריונים למטוס היפרסוני

מהו מטוס היפרסוני? לפי זה נהוג להבין מכשיר המסוגל לעוף במהירות גבוהה פי כמה מזו של הקול. גישות החוקרים לקביעת האינדיקטור הספציפי שלה משתנות. ישנה מתודולוגיה רווחת לפיה מטוס צריך להיחשב היפר-קולי אם הוא כפול של מדדי המהירות של כלי הרכב העל-קוליים המודרניים המהירים ביותר. שהם בערך 3-4 אלף קמ"ש. כלומר, מטוס היפרסוני, אם תפעל לפי המתודולוגיה הזו, אמור להגיע למהירויות של 6,000 קמ"ש.

לא מאויש וכלי רכב מבוקרים

הגישות של חוקרים עשויות להיות שונות גם מבחינת קביעת הקריטריונים לסיווג מכשיר מסוים ככלי טיס. יש גרסה שרק אותן מכונות שנשלטות על ידי אדם יכולות להיחשב ככאלה. ישנה נקודת מבט לפיה ניתן לראות בכלי רכב בלתי מאויש גם כלי טיס. לכן, חלק מהאנליטיקאים מסווגים מכונות מהסוג המדובר לכאלה הכפופות לשליטה אנושית וכאלה שמתפקדות באופן אוטונומי. אפשר להצדיק חלוקה כזו, שכן לכלי רכב בלתי מאוישים יכולים להיות מאפיינים טכניים הרבה יותר מרשימים, למשל מבחינת עומס יתר ומהירות.

במקביל, חוקרים רבים רואים במטוסים היפרסוניים מושג יחיד, שמדד המפתח עבורו הוא מהירות. זה לא משנה אם אדם יושב בראש המכשיר או שהמכונה נשלטת על ידי רובוט - העיקר שהמטוס מהיר מספיק.

המראה - סולו או בסיוע?

נפוץ סיווג של מטוסים היפרסוניים, שמתבסס על סיווגם ככאלה שיכולים להמריא באופן עצמאי, או כאלה שדורשים הצבה על נושאת חזקה יותר - רקטה או מטוס מטען. ישנה נקודת מבט לפיה לגיטימי להתייחס למכשירים מהסוג הנדון בעיקר כאלו המסוגלים להמריא באופן עצמאי או תוך מעורבות מינימלית של סוגי ציוד אחרים. עם זאת, אותם חוקרים הסבורים שהקריטריון העיקרי המאפיין מטוס היפרסוני הוא מהירותלהיות בעל חשיבות עליונה בכל סיווג. בין אם מדובר בסיווג המכשיר כבלתי מאויש, מבוקר, המסוגל להמריא בכוחות עצמו או בעזרת מכונות אחרות - אם המחוון המתאים מגיע לערכים הנ ל, אז זה אומר שאנחנו מדברים על כלי טיס היפרסוני.

בעיות עיקריות של פתרונות היפרסוניים

המושגים של פתרונות היפרסוניים הם בני עשורים רבים. לאורך כל שנות הפיתוח של סוג הרכב המקביל, מהנדסי העולם פתרו מספר בעיות משמעותיות המונעות באופן אובייקטיבי את הפעלת ייצור ה"היפרסאונד" - בדומה לארגון ייצור מטוסי טורבו-פרופ.

הקושי העיקרי בתכנון של מטוסים היפרסוניים הוא יצירת מנוע שיכול להיות מספיק חסכוני באנרגיה. בעיה נוספת היא יישור ההגנה התרמית הדרושה של המנגנון. העובדה היא שמהירותו של מטוס היפרסוני בערכים שחשבנו לעיל מרמזת על חימום חזק של גוף הספינה עקב חיכוך נגד האטמוספרה.

היום נסתכל על כמה דוגמאות של אבות טיפוס מוצלחים של מטוסים מהסוג המקביל, שמפתחיהם הצליחו להתקדם משמעותית בפתרון הבעיות שצוינו בהצלחה. הבה נלמד כעת את ההתפתחויות המפורסמות בעולם במונחים של יצירת מטוסים היפרסוניים מהסוג המדובר.

המטוס המהיר ביותר של בואינג

המטוס ההיפרסוני המהיר ביותר בעולם, לפי כמה מומחים, הוא בואינג X-43A האמריקאי. אז, במהלך הבדיקה של המכשיר הזה, נרשם שהוא הגיע למהירותעולה על 11 אלף קמ ש. זה בערך פי 9.6 ממהירות הקול.

מה מיוחד במטוס ההיפרסוני X-43A? המאפיינים של מטוס זה הם כדלקמן:

- המהירות המרבית שנרשמה במבחנים - 11,230 קמ ש;

- מוטת כנפיים - 1.5 מ';

- אורך מארז - 3.6 מ';

- מנוע - זרימה ישירה, Ramjet בעירה על קולית;

- דלק - חמצן אטמוספרי, מימן.

ניתן לציין שהמכשיר המדובר הוא מהידידותיים לסביבה. העובדה היא שהדלק המשמש כמעט אינו כרוך בשחרור של מוצרי בעירה מזיקים.

מטוס ההיפרסוני X-43A פותח על ידי המאמצים המשותפים של מהנדסי נאס א, כמו גם Orbical Science Corporation ומינוקראפט. המטוס נוצר במשך כ-10 שנים. בפיתוחו הושקעו כ-250 מיליון דולר. החידוש הרעיוני של המטוס המדובר הוא בכך שהוא נוצר במטרה לבחון את הטכנולוגיה העדכנית ביותר להבטחת פעולת דחף המניע.

פותח על ידי Orbital Science

Orbital Science, שכפי שציינו למעלה, לקח חלק ביצירת מכשיר ה-X-43A, הצליח גם ליצור מטוס היפרסוני משלה - X-34.

המהירות המרבית שלו היא מעל 12,000 קמ ש. נכון, במהלך מבחנים מעשיים זה לא הושג - יתר על כן, לא ניתן היה להשיג את המחוון שמציג מטוס X43-A. נחשב למטוסהמכשיר מאיץ כאשר רקטת פגסוס, הפועלת על דלק מוצק, מופעלת. ה-X-34 נוסה לראשונה ב-2001. המטוס המדובר גדול משמעותית מהמכשיר מבואינג - אורכו 17.78 מ', מוטת הכנפיים 8.85 מ'. גובה הטיסה המרבי של הרכב ההיפרסוני מבית Orbical Science הוא 75 קילומטרים.

מטוסים מצפון אמריקה

מטוס היפרסוני ידוע נוסף הוא ה-X-15, מיוצר על ידי צפון אמריקה. אנליסטים מתייחסים למכשיר זה כאל ניסוי.

הוא מצויד במנועי רקטות, מה שנותן לכמה מומחים סיבה לא לסווג אותו ככלי טיס. עם זאת, נוכחותם של מנועי רקטות מאפשרת למכשיר, במיוחד, לבצע טיסות תת-מסלוליות. אז, במהלך אחד הבדיקות במצב זה, הוא נבדק על ידי טייסים. מטרת מכשיר ה-X-15 היא ללמוד את הפרטים של טיסות היפרסוניות, להעריך פתרונות עיצוב מסוימים, חומרים חדשים ותכונות בקרה של מכונות כאלה בשכבות שונות של האטמוספירה. ראוי לציין כי הרעיון של הפרויקט אושר עוד בשנת 1954. X-15 טס במהירות של יותר מ-7 אלף קמ"ש. טווח הטיסה שלו הוא יותר מ-500 ק"מ, הגובה שלו עולה על 100 ק"מ.

מטוס הייצור המהיר ביותר

הרכבים ההיפרסוניים שלמדנו למעלה שייכים למעשה לקטגוריית המחקר. זה יהיה שימושי לשקול כמה דוגמאות סדרתיות של מטוסים הקרובים במאפיינים להיפר-קוליים או שהם (לפי מתודולוגיה כזו או אחרת) היפרסוניים.

בין מכונות כאלה נמצא הפיתוח האמריקאי של ה-SR-71. יש חוקרים שאינם נוטים לסווג את המטוס הזה כהיפרסוני, שכן המהירות המרבית שלו היא כ-3.7 אלף קמ ש. בין המאפיינים הבולטים שלו הוא משקל ההמראה העולה על 77 טון. אורך המנגנון הוא יותר מ-23 מ', מוטת הכנפיים היא יותר מ-13 מ'.

אחד המטוסים הצבאיים המהירים ביותר הוא המיג-25 הרוסי. המכשיר יכול להגיע למהירויות של יותר מ-3, 3,000 קמ ש. משקל ההמראה המרבי של המטוס הרוסי הוא 41 טון.

לכן, בשוק הפתרונות הטוריים, קרובים במאפיינים לאלו היפרסוניים, הפדרציה הרוסית היא בין המובילות. אבל מה ניתן לומר על ההתפתחויות הרוסיות במונחים של מטוסים היפרסוניים "קלאסיים"? האם מהנדסים מהפדרציה הרוסית מסוגלים ליצור פתרון תחרותי עם מכונות מבואינג ו-Orbital Scence?

רכבים היפרסוניים רוסיים

כרגע, המטוס ההיפרסוני הרוסי נמצא בפיתוח. אבל היא די פעילה. אנחנו מדברים על מטוס Yu-71. הבדיקות הראשונות שלה, אם לשפוט לפי דיווחים בתקשורת, בוצעו בפברואר 2015 ליד אורנבורג.

המטוס צפוי לשמש למטרות צבאיות. כך, רכב היפרסוני יוכל, במידת הצורך, להעביר נשק פוגע למרחקים ניכרים, לנטר את השטח וגם לשמש כמרכיב בתעופה תקיפה. כמה חוקרים מאמינים שבשנים 2020-2025. כוחות הטילים האסטרטגיים יקבלו כ-20 מטוסיםסוג מתאים.

יש מידע בתקשורת לפיו המטוס ההיפרסוני הרוסי הנבחן יוצב על הטיל הבליסטי Sarmat, שנמצא גם הוא בשלב התכנון. חלק מהאנליסטים מאמינים שהרכב ההיפרסוני של Yu-71 שנמצא בפיתוח אינו אלא ראש נפץ שיצטרך להיפרד מטיל בליסטי בקטע הטיסה הסופי, כך שבזכות יכולת התמרון הגבוהה האופיינית לכלי טיס, הוא יוכל להתגבר על הטיל. מערכות הגנה.

Project Ajax

בין הפרויקטים הראויים לציון הקשורים לפיתוח מטוסים היפרסוניים הוא אייאקס. בואו ללמוד את זה ביתר פירוט. מטוס היפרסוני "אייאקס" - פיתוח רעיוני של מהנדסים סובייטים. בקהילה המדעית, הדיבורים על זה התחילו עוד בשנות ה-80. בין המאפיינים הבולטים ביותר היא נוכחות של מערכת הגנה תרמית, שנועדה להגן על המארז מפני התחממות יתר. לפיכך, מפתחי מנגנון אייאקס הציעו פתרון לאחת הבעיות ה"היפרסוניות" שזיהינו לעיל.

התכנית המסורתית של הגנה תרמית של מטוסים כוללת הנחת חומרים מיוחדים על הגוף. מפתחי אייאקס הציעו תפיסה אחרת, לפיה היא אמורה לא להגן על המכשיר מפני חימום חיצוני, אלא להכניס חום למכונית, תוך הגדלת משאב האנרגיה שלה. המתחרה העיקרי של המנגנון הסובייטי היה המטוס ההיפרסוני של אורורה, שנוצר בארצות הברית. עם זאת, בשל העובדה כי מעצבים מברית המועצות הרחיבו באופן משמעותי את האפשרויותהרעיון, הפיתוח החדש הופקד על מגוון המשימות הרחב ביותר, בפרט, מחקר. אנו יכולים לומר שאייאקס היא מטוס רב-תכליתי היפרסוני.

בואו נסתכל מקרוב על החידושים הטכנולוגיים שהוצעו על ידי מהנדסים מברית המועצות.

לכן, המפתחים הסובייטים של אייאקס הציעו להשתמש בחום שנוצר כתוצאה מחיכוך גוף המטוס נגד האטמוספירה, כדי להמיר אותו לאנרגיה שימושית. מבחינה טכנית, ניתן ליישם זאת על ידי הצבת פגזים נוספים על המכשיר. כתוצאה מכך נוצר משהו כמו בניין שני. החלל שלו היה אמור להיות מלא בסוג של זרז, למשל, תערובת של חומר בעירה ומים. שכבת בידוד החום העשויה מחומר מוצק באייאקס הייתה אמורה להיות מוחלפת בנוזל, שמצד אחד היה אמור להגן על המנוע, מצד שני, יתרום לתגובה קטליטית, אשר, בינתיים, יכול להיות מלווה באפקט אנדותרמי - תנועת החום מחלקי הגוף החיצוניים פנימה. תיאורטית, הקירור של החלקים החיצוניים של המכשיר יכול להיות כל דבר. עודף חום, בתורו, היה אמור לשמש על מנת להגביר את היעילות של מנוע המטוס. במקביל, טכנולוגיה זו תאפשר ליצור מיני מימן חופשי עקב תגובת הדלק.

כרגע, אין מידע זמין לציבור הרחב על המשך הפיתוח של אייאקס, אבל חוקרים רואים שמבטיח מאוד ליישם את המושגים הסובייטיים.

רכבים היפרסוניים סיניים

מתחרהרוסיה וארה ב בשוק הפתרונות היפרסוניים היא סין. בין הפיתוחים המפורסמים ביותר של מהנדסים מסין הוא מטוס ה-WU-14. זהו דאון היפרסוני המותקן על טיל בליסטי.

ICBM משגר כלי טיס לחלל, משם המכונה צוללת בחדות למטה, מפתחת מהירות היפרסונית. ניתן להרכיב את המנגנון הסיני על מכשירי ICBM שונים עם טווח של 2,000 עד 12,000 ק"מ. נמצא שבמהלך הבדיקות, ה-WU-14 הצליח להגיע למהירויות העולה על 12 אלף קמ"ש, ובכך הפך למטוס ההיפרסוני המהיר ביותר על פי כמה אנליסטים.

יחד עם זאת, חוקרים רבים מאמינים שהפיתוח הסיני אינו לגיטימי לחלוטין לייחס לסוג המטוסים. אז, הגרסה נפוצה, לפיה יש לסווג את המכשיר בדיוק כראש נפץ. ומאוד יעיל. כאשר טסים למטה במהירות מסומנת, אפילו מערכות ההגנה מפני טילים המודרניות ביותר לא יוכלו להבטיח את יירוט המטרה המתאימה.

ניתן לציין שגם רוסיה וארצות הברית מפתחות כלי רכב היפרסוניים המשמשים למטרות צבאיות. יחד עם זאת, התפיסה הרוסית, לפיה היא אמורה ליצור מכונות מהסוג המקביל, שונה באופן משמעותי, כפי שמעידים נתונים בכלי תקשורת מסוימים, מהעקרונות הטכנולוגיים שיושמו על ידי האמריקאים והסינים. אז מפתחים מהפדרציה הרוסית מרכזים את מאמציהם בתחום יצירת מטוסיםכלי רכב המצוידים במנוע רמג'ט המסוגל לשיגור מהקרקע. רוסיה מתכננת שיתוף פעולה בכיוון זה עם הודו. מכשירים היפרסוניים, שנוצרו על פי התפיסה הרוסית, לפי חלק מהאנליסטים, מאופיינים בעלות נמוכה יותר ובהיקף רחב יותר.

במקביל, המטוס ההיפרסוני הרוסי, שהזכרנו לעיל (Yu-71), מציע, לפי כמה אנליסטים, בדיוק את אותו מיקום ב-ICBMs. אם תזה זו תתברר כנכונה, אז ניתן יהיה לומר שמהנדסים מהפדרציה הרוסית עובדים במקביל בשני תחומים מושגיים פופולריים בבניית מטוסים היפרסוניים.

CV

אז, כנראה המטוס ההיפרסוני המהיר ביותר בעולם, אם אנחנו מדברים על מטוסים, בלי קשר לסיווג שלהם, זה עדיין ה-WU-14 הסיני. אמנם צריך להבין שניתן לסווג מידע אמיתי עליו, כולל כאלה הקשורים לבדיקות. זה עולה בקנה אחד עם העקרונות של מפתחים סיניים, שלעתים קרובות שואפים לשמור על הטכנולוגיה הצבאית שלהם בסוד בכל מחיר. המהירות של המטוס ההיפרסוני המהיר ביותר היא מעל 12,000 קמ"ש. הוא "משיג את הקצב" עם הפיתוח האמריקאי של ה-X-43A - מומחים רבים רואים בו את המהיר ביותר. תיאורטית, המטוס ההיפרסוני X-43A, כמו גם ה-WU-14 הסיני, יכולים להדביק את הפיתוח של Orbical Science, שתוכנן למהירות של יותר מ-12 אלף קמ"ש.

המאפיינים של מטוס ה-Yu-71 הרוסי עדיין אינם ידועים לקהל הרחב. יתכן שהם יהיו קרובים לפרמטריםמטוס סיני. מהנדסים רוסים מפתחים גם מטוס היפרסוני המסוגל להמריא לא על בסיס ICBMs, אלא באופן עצמאי.

פרויקטים נוכחיים של חוקרים מרוסיה, סין וארה"ב קשורים איכשהו לתחום הצבאי. מטוסים היפרסוניים, ללא קשר לסיווגם האפשרי, נחשבים בעיקר כנושאים של נשק, ככל הנראה גרעיני. עם זאת, בעבודותיהם של חוקרים מרחבי העולם יש תזות ש"היפר-סאונד", כמו טכנולוגיה גרעינית, עשוי בהחלט להיות שליו.

מדובר בהופעתם של פתרונות נוחים ואמינים המאפשרים לכם לארגן ייצור המוני של מכונות מהסוג המתאים. השימוש במכשירים כאלה אפשרי במגוון הרחב ביותר של ענפי פיתוח כלכלי. הביקוש הגדול ביותר למטוסים היפרסוניים עשוי להימצא בתעשיות החלל והמחקר.

ככל שעלות הייצור של טכנולוגיות עבור המכונות המקבילות הופכת זולה יותר, עסקים בתחום התחבורה עשויים להתחיל לגלות עניין בהשקעה בפרויקטים כאלה. תאגידים תעשייתיים, ספקי שירותים שונים עשויים להתחיל לשקול "היפרסאונד" ככלי להגברת התחרותיות של עסקים במונחים של ארגון תקשורת בינלאומית.