In letzter Zeit stößt man jeden Tag auf Hyperschall-Meldungen: "Die Sprengköpfe der Raketen manövrieren, fliegen mit Hyperschall und in interkontinentaler Reichweite …" "In Russland wird ein Hyperschall-Staustrahltriebwerk getestet!" Und so weiter und so fort.
Vor den Augen eines einfachen Mannes auf der Straße entsteht sofort ein fantastisches Bild - Hyperschallflugzeuge starten und treffen mit ihren Raketen, wieder auf hypersonische, interkontinentale Ziele … Sowohl die Flugzeuge selbst als auch ihre Scramjet-Raketen sind unsichtbar und werden nicht abgefangen.
Ist es so? Mal sehen
Der Artikel ist wieder rübergekommen "Überschall, Direktfluss, fliegt" in "Technik - Jugend" von 1991.
Der Artikel sagt: „Das Scramjet-Triebwerk oder, wie sie sagen, „Hyperschall-Direktströmung“ermöglicht es, in 2-3 Stunden von Moskau nach New York zu fliegen und die geflügelte Maschine aus der Atmosphäre in den Weltraum zu verlassen. Ein Luft- und Raumfahrtflugzeug braucht kein Booster-Flugzeug wie für Zenger oder eine Trägerrakete wie für Shuttles und Buran - die Lieferung von Fracht in den Orbit wird fast zehnmal billiger sein. Der Artikel wurde von Yuri SHIKHMAN und Vyacheslav SEMENOV, Forscher am CIAM, verfasst.
Beide waren mir natürlich gut bekannt, da ich mit ihnen an vielen Arbeiten zum Thema des Instituts mitgewirkt habe. Auch zum Thema Scramjet. Obwohl mein Teil der Arbeit nicht zu den wichtigsten und wichtigsten gehörte, war er dennoch notwendig und wichtig. An dieser Arbeit war ich im Jahr 84 als junger Fach- und Nachwuchswissenschaftler beteiligt. Ruvim Isaevich Kurziner war damals noch der Leiter aller Arbeiten zum Thema "Kälte" bei CIAM.
Erfahrenes Scramjet-Triebwerk zum Thema "Kälte" oder Produkt 057, als Teil eines Hyperschall-Fluglabors (HLL), war ein Forschungsobjekt, dessen Hauptaufgabe darin bestand, die Möglichkeit der Verbrennung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches bei eine Überschallgeschwindigkeit des Ausströmens eines Arbeitsfluids in den Brennkammerkreislauf. Da es nicht möglich war, alle Verbrennungsmodi am Boden zu simulieren, wurde beschlossen, ein solches Problem unter realen Flugbedingungen zu untersuchen.
Als Träger, Beschleuniger und Simulationsflugmodi für die Studie wurde eine Flugabwehrrakete 5В28 des С-200В (SA-5)-Komplexes verwendet. Anstelle des Kopfteils wurde die GLL mit einem Scramjet-Triebwerk mit Kraftstofftank und Kontroll- und Wartungssystemen angedockt.
Der Erstflug der GLL mit einem Scramjet wurde am 28. November 1991 durchgeführt. Im ersten Flugtest des Scramjet-Triebwerks war die maximale Anzahl von M 5, 8, das Triebwerk arbeitete insgesamt 28 s, während des Fluges schaltete es sich automatisch zweimal ein. Damit wird weltweit erstmals unter Flugtestbedingungen die Leistung eines Hyperschall-Staustrahltriebwerks (Zeitschrift "Motor" Nr. 6 von 2006).
In den Jahren 1991-98 wurden etwa 8 Starts (einschließlich Wurf) durchgeführt. Neben russischen Spezialisten beteiligten sich die Franzosen an den Studien des experimentellen Scramjet-Triebwerks - 1992 und 1995 im Rahmen von Verträgen mit dem französischen National Science Center (ONERA) und 1997 und 1998 - die Amerikaner im Rahmen eines Vertrags mit den USA Nationale Raumfahrtbehörde (NASA).
Es sind also mehr als 20 Jahre vergangen. Was wir haben?
Gibt es Hyperschallflugzeuge, die mit Hypergeschwindigkeit fliegen (M> 5)? Es gibt
Zuerst waren da die Buran-Orbiter und das Shuttle.
Die Rückkehr aus der Umlaufbahn "Buran" beispielsweise plant etwa eine halbe Stunde im Hyperschall in einer Entfernung von etwa 8000 km aus einer Höhe von 100 km und bis zu 20 km.
Taktische und technische Eigenschaften von OK "Buran" im Sinkmodus bei Hyperschallgeschwindigkeit:
• Startgewicht - 105 Tonnen
• Entfernung zur Landebahn - 8270 km
• Geschwindigkeit auf der Abfahrtsbahn - 7, 592 … 0, 520 km / s (27,330 - 1,872 km / h) ca. 27-1, 8Max
• Bereich der Abstiegshöhe - 100 … 20 km
Machen wir ein "Gedankenexperiment". Ist es möglich, dieses gesamte Landeprofil des "hyperonic orbital spacecraft" "Buran" zurückzudrehen?
Dürfen!
Nur dafür brauchen wir eine Trägerrakete "Energia".
"Und wenn auf der GPRD?" - wird der Leser fragen. Dürfen. Dazu wird es aber notwendig sein, das gesamte System zunächst mit etwas Ähnlichem wie dem PRD zu "pushen", um sicherzustellen, dass der GPJE den Modus erreicht. beschleunigendes "Pulver". Und dann auf eine kreisförmige Umlaufbahn bringen, die Triebwerke mit gespeichertem Sauerstoff "füttern" oder auf einem sauberen Raketentriebwerk. Als Ergebnis werden die "Einsparungen" beim Oxidationsmittel bei Verwendung von Luftsauerstoff im Scramjet-Triebwerk gut sein, etwa 20 %. Aber dann gibt es so viele Schwierigkeiten, die Gott bewahre!
Haben sich die Ingenieure solche "wirtschaftlichen Systeme" mit Außenbordluft ausgedacht? Ja, so viel wie nötig! Das gleiche "Zenger" und "Hotol".
Und … lassen Sie es uns bescheiden sagen - frühe Versionen der heute weltberühmten Interkontinentalrakete von Topol. Ja, tatsächlich! Dieses ganze System wurde "Gnome" genannt
"Gnome" ist eine dreistufige interkontinentale ballistische Rakete, die mit einem Staustrahl-Feststoffantriebsmotor der ersten Stufe, Feststofftriebwerken der zweiten und dritten Stufe und einem Beschleuniger ausgestattet ist. Der Entwurf wurde Anfang der 60er Jahre im Mechanical Engineering Design Bureau (Kolomna) unter der Leitung von Boris Shavyrin durchgeführt.
Maximale Schussreichweite, km 11000
Startgewicht, t 29
Nutzlastgewicht, kg 470
Raketenlänge, m 16, 14
Anzahl Schritte 3
Später wurde der Designer von MIT A. D. Nadiradze, der sich auf seine Erfahrung bei der Entwicklung eines mobilen OTR "Temp" stützte, schlug ein Interkontinentalraketen-Projekt für konventionelle Festbrennstoffmotoren vor. Er wurde von der Leitung des Ministeriums für Verteidigungsindustrie unterstützt, und als Ergebnis erhielten wir einen 45-Tonnen-mobilen interkontinentalen Boden "Temp-2S". Außerdem seine Modernisierung und Verbesserung - "Pioneers" (RSD) und "Topol" (MBR) … Viele sehen darin seine Hinterlist (45 Tonnen statt der versprochenen 29). Gleiches hätte aber auch mit dem "Gnome" passieren können. Berechnungen sind das eine – praktische Umsetzung das andere!
Interkontinentaler Überschall-Marschflugkörper "Tempest" ("Produkt 351"), die den geforderten Parametern eines Flugzeugs mit Scramjet-Triebwerk am nächsten kommt.
Länge, m - 20, 396
Spannweite, m - 7, 746
Höhe, m - 6,642
Flügelfläche, m2 - 44,6
Startgewicht, kg - 98.280
Masse der ersten Haltestufe, kg - 33.522
Sprengkopfgewicht, kg - 3403
Reisegeschwindigkeit, km / h - 3300
Flughöhe, km - 18 - 25, 5
Reichweite, km - 7830
Rein theoretisch kann dieses System mit modernen Materialien, Kraftstoffen und Festtreibstoff-"Beschleunigern" beschleunigt werden, wahrscheinlich bis auf Mach 5. Aber dies ist die Frage: Wird es den bestehenden Interkontinentalraketen überlegen sein?
Die Zeit zum Erreichen des Ziels bei maximaler Reichweite beträgt ungefähr 1,5 Stunden (Interkontinentalrakete - 30 Minuten).
Es wird einige Vorteile geben - zum Beispiel Erkennungsverzögerung.
Interkontinentalraketen werden recht schnell erkannt, erstens die anfängliche Fackel und zweitens die hohe Aufstiegshöhe der ballistischen Flugbahn (bis zu 1600 km).
Obwohl unser letztes "Topol-M" und "Yarsy" und andere aus der gleichen Familie, sagen sie, auch auf anderen, zum Beispiel quasi gestylten Rundstrecken (100-200 km) fliegen können, ist deshalb ihr Leistungsgewicht Verhältnis und Masse unterscheiden sich deutlich von dünnen "Minutemans", die für ballistische Flugbahnen optimiert sind.
In diesem Zusammenhang erinnere ich mich an den ätzenden Enthusiasmus eines Raketeningenieurs der NASA (oder des Pentagons) - "de, die Russen wissen nicht, wie man Raketen baut, sie haben sogar moderne, schwerer und größer als unsere, die in den 70er Jahren entwickelt wurden. " Die Ausrufe verstummten jedoch schnell. Anscheinend erklärten ihm qualifiziertere Kameraden, was los war …
Die Hauptfrage bei Hyperschall-Raketenflugzeugen lautet also: Werden sie benötigt oder werden wir vorerst darauf verzichten?
Wie wir gesehen haben, werden Raketen und Orbitalschiffe seit langem implementiert, jedoch nicht auf einem Scramjet-Triebwerk.
Und über die Flugzeuge …
Seit mehr als 20 Jahren hält das Militär den M <3,5 (SR-71, Sotka, MiG-31). Eine weitere Geschwindigkeitserhöhung bringt keine zusätzlichen Vorteile mit sich, aber Flugabwehrraketen auf Feststofftriebwerken werden es bekommen, wenn sie Interkontinentalraketen und Satelliten im 1. Raum abfangen.
Über zivile Linienschiffe …
Mir scheint, dass solche schnellen Verkehrsflugzeuge vor der Ära des Internets gebraucht wurden. Warum fragst du? Und weil jetzt Geschäftsleute und Geschäftsleute und Beamte aller Couleur nicht mehr so schnell über die Kontinente hetzen müssen: Schneller als elektronische Signaturen und Videokonferenzen werden sie immer noch nicht arbeiten.
Und wenn jemand dennoch ungeduldig ist - um einen neugeborenen Sohn zu sehen oder einen Plan für seine Geburt zu schmieden - muss er seine Beweglichkeit mäßigen. Und langsam "erbrechen", wie meine Freunde, die narzisstischen Egoisten der Marke BMW sagen, mit einem Abendpferd in Form einer Mainline oder interkontinentalen "Wassermelone" oder "Boeing" mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 900 km/h, Tee, Wir sind zu spät für die nächste Welt …
Hyperschallmotoren - Scramjet-Triebwerke, deren Hauptunterscheidungsmerkmal der Überschallausfluss des Arbeitsfluids durch die Brennkammer ist, wurden jedoch noch nicht geschaffen.
Vielleicht gelingt es jemandem. Darüber hinaus von Entwicklern, die nicht gewarnt wurden, dass dies unmöglich ist, und ohne es zu wissen, ein fantastisches Projekt übernommen und umgesetzt haben. Auch die Wissenschafts- und Technikgeschichte kennt solche Beispiele …
* Im Triebwerksbau werden zwei Arten des instabilen Betriebs von Strahltriebwerken unterschieden - "Pumpen" und "Juckreiz" am Einlass. "Juckreiz" - hochfrequente Luftpulsation im Bereich überkritischer Betriebsmodi des Motoreinlassdiffusors, wird als charakteristisches Juckreiz wahrgenommen. Im Gegensatz dazu ist "Surge" eine Schwingung mit niedrigerer Frequenz. Juckreiz wird durch Strömungsunterbrechungen im Kanal hinter dem Diffusorhals verursacht.
