NASA представляет самолет будущего – сверхзвуковой и бесшумный
X-plane. Компьютерная графика: NASA
- Фейсбук
- печать
- послать другу
- комментировать
Аэрокосмическое агентство США – NASA – заказало компании Lockheed Martin прототип гражданского сверхзвукового самолета нового поколения. Во вторник, 3 апреля, пресс-служба агентства сообщила о том, что работы по контракту на сумму 247,5 млн долларов уже начались.
Особенность нового летательного аппарата, который пока называют X-plane, в том, что по сравнению с другими сверхзвуковыми самолетами он будет практически бесшумным. При преодолении звукового барьера он должен издавать звук не громче захлопывающейся двери автомобиля.
Низкий уровень шума позволит эксплуатировать самолет над густонаселенными районами – там, куда в свое время не допускали англо-французский Concorde. Впрочем, о коммерческой эксплуатации речь пока не идет: вначале нужно построить прототип, который совершит первый полет лишь через три года, в 2021-м.
Этот прототип длиной около 20 метров не рассчитан на полезную нагрузку, в нем предусмотрено место лишь для одного пилота. Но если испытания пройдут успешно, то новая технология будет использована для проектирования сверхзвуковых лайнеров, способных выполнять регулярные рейсы с крейсерской скоростью 1550 км/ч.
“X-plane станет первым шагом в прекрасное будущее, – заявил глава исследовательской программы NASA Джейвон Шин. – И 3 апреля 2018 года должно стать знаковой датой для тех, кому предстоит стать пассажирами сверхвуковых рейсов”.
“Вести” рассказывали о том, что китайские конструкторы проектируют I-Plane – пассажирский самолет, который будет летать в пять раз быстрее звука и в шесть раз быстрее, чем большинство современных авиалайнеров.
Как сообщили 25 февраля эксперты Академии наук КНР, уменьшенный прототип “самолета будущего” показал на испытаниях максимальную скорость 8598 км/ч, а проектная скорость серийной машины – 6115 км/ч. Сообщение было опубликовано под заголовком: “Скоро полет из Пекина в Нью-Йорк будет длиться всего два часа”.Гиперзвуковой I-Plane (разработка Академии наук КНР)
Разработка I-Plane началась по заданию китайских военных. В процессе проектирования конструкторы создали эскизный проект гражданского варианта гиперзвуковой машины, рассчитанной на перевозку 50 пассажиров. Пока неизвестно, когда начнутся испытания предсерийного образца.
Кроме китайцев и грандов авиастроительной промышленности США разработкой сверхзвуковых пассажирских самолетов занимается американский старт-ап Boom Technology, который недавно получил от компании Japan Airlines крупную инвестицию – 10 млн долларов – и предзаказ на 20 небольших лайнеров в конфигурации VIP-транспорта. Испытания первого прототипа такого лайнера должны состояться до конца 2018 года.
Напомним, что в истории авиации есть два типа сверхзвуковых пассажирских самолетов, выполнявших коммерческие рейсы. Это франко-британский Concorde, который с 1976 по 2003 год работал на трансатлантических маршрутах, и советский Ту-144, в 1977-1978 годах совершивший 55 пассажирских рейсов по маршруту Москва – Алма-Ата.
Сверхзвуковой авиалайнер Concorde
Вместимость этих самолетов была гораздо выше, чем у I-Plane (Concorde – 92-128 посадочных мест, Ту-144 – 140 мест), а крейсерская скорость – значительно ниже (около 2120 км/ч). Оба типа лайнеров были выведены из эксплуатации из-за проблем с безопасностью полетов.
В китае разрабатывают сверхзвуковой самолет, способный долететь до америки за два часа
Автор фото: Science China PressКонструкция I-plane
По расчетам ученых, китайский I-plane способен лететь со скоростью, превышающую скорость звука в 5-7 раз
Китайские ученые придумали новую модель сверхзвукового самолета, способного, по их словам, за два часа достигнуть Нью-Йорка с десятками пассажиров и тоннами груза на борту, сообщает ЕНВ со ссылкой на South China Morning Post.
По словам ученых, новый сверхзвуковой самолет будет способен перемещаться со скоростью более 6 000 км/ч, что в пять раз превышает скорость звука. Напомним, скорость звука составляет около 343 метров в секунду или 1235 км/ч.
Разработку самолета осуществляет группа ученых из Академии наук Китая. По словам руководителя группы Цуй Кая, полет из Пекина в Нью-Йорк на нем займет всего два часа.
Ученые уже протестировали уменьшенную модель в аэродинамической трубе. В ней они разогнали самолет до 8 600 км/ч, что в семь раз больше скорости звука.
При этом, тест показал хорошую работу модели, а уровень сопротивления воздуха, по словам ученых, был крайне низким.
Отметим, что в настоящее время для того, чтобы перелететь с Пекина в Нью-Йорк требуется около 14 часов на обычном пассажирском самолете. Расстояние между двумя городами составляет около 11 тысяч километров.
Конструкция I-plane напоминает бипланы времен Первой мировой войны.
Конструкции этих самолётов исчезли из чертежей проектировщиков после тридцатых годов, поскольку считалось, что такая форма не позволит воздушным суднам развивать высокую скорость и эффективно использовать топливо.
Однако сейчас эта форма вновь становится актуальной. Новейший сверхзвуковой самолет Китая имеет более низкие крылья, которые выходят из середины фюзеляжа.
Исследователи заявили, что конструкция биплана даст новому самолету возможность обрабатывать значительно более тяжелую нагрузку, чем форма существующих сверхзвуковых летательных средств, которые имеют обтекаемый корпус и треугольные крылья. Они пояснили, что на чрезвычайно высоких скоростях двойные крылья биплана уменьшают турбулентность и сопротивление, увеличивая общую грузоподъемность самолёта.
I-plane размером с Boeing 737 может перевозить до пяти тонн груза или 50 пассажиров. Стандартный Boeing 737 может вместить на своем борту до 20 тонн груза или около 200 пассажиров. Долгое время группа китайских ученых под руководством Цуй Кая не давали комментариев средствам массовой информации.
В то же время, несмотря на предложение китайских академиков об изменении формы сверхзвукового самолета, неясно, сможет ли их концепт помочь в создании гиперзвукового пассажирского самолета.
Все известные подобные летательные средства, разрабатываемые во всем мире, все еще находятся на экспериментальной стадии из-за многих технологических проблем, которые существуют, и ни один из этих самолетов не может перевозить большое количество пассажиров.
На данном этапе существующие гиперзвуковые летательные средства, в частности, американская гиперзвуковая крылатая ракета X-51 Waverider и гиперзвуковой китайский беспилотник WU-14 обладают лишь небольшой грузоподъемностью. Этот факт серьезно ограничивает применение многих технологий в авиастроительной отрасли.
Существуют проблемы и в термоизоляции, поскольку при движении на сверхзвуковой скорости двигатели самолета выделяют тепло, превышающее 1000 градусов по Цельсию. Хотя исследователи уже нашли возможные решения этой проблемы, в частности, через использование жаропрочных материалов и систем охлаждения жидкости, этот вопрос все равно тоже пока остается теоретическим.
Информированный источник рассказал изданию South China Morning Post о том, что команда Цуй Кая также работала над развитием передового гиперзвукового оружия, поэтому испытания, скорее всего, переместились из аэродинамической трубы в сферу разработок в области авиастроения.
Он добавил о возможности, в данном случае, разработки не гражданского самолета, а военного или разведывательного. “Вполне возможно, что разработки китайских ученых приведут к созданию гиперзвукового тяжелого бомбардировщика”, – отметил источник.
При этом, он был удивлен тем, что форма I-plane оказалась жизнеспособной и успешно прошла испытания в аэродинамической трубе. В то же время, аноним добавил, что сравнивать l-plane с бипланом бессмысленно, поскольку новая разработка китайских ученых создана для полетов совершенно в иных условиях.
Так, при сверхзвуковой скорости наибольшая сила сопротивления исходит не от воздуха, а от волн, создаваемых самим самолетом.
По словам источника, проект отражает стремление Китая обогнать США по разработке новых стратегических вооружений. “Для этого как раз и нужны оригинальные конструкции”, – заявил эксперт, добавив, что I-plane является не единичной моделью, а целой серией, о которой группа ученых из китайской академии наук еще не сообщила.
Отметим, что с 1976 по 2003 годы авиакомпаниями British Airways и Air France эксплуатировался сверхзвуковой пассажирский самолет Concorde с турбореактивным двигателем.
Он мог летать со скоростью более чем в два раза быстрее скорости звука (более 2000 км / ч), а на его борту могли находиться 120 пассажиров.
В последующие годы Китай испытывал различные типы сверхзвуковых летательных средств над пустыней Гоби, некоторые из которых превышали скорость звука в 10 раз.
Китай также в настоящий момент строит самую быструю аэродинамическую трубу в мире для имитации гиперзвукового полета со скоростью до 12 километров в секунду (или 43 200 км/ч). С такой скоростью транспортное средство (или ракета) из Китая могло бы достигнуть западного побережья Соединенных Штатов менее чем за 14 минут.
Российский гиперзвуковой самолет Ю-71: описание, характеристики. Гиперзвуковой самолет X-43A :
Холодная война, которая проходила между США и СССР в 1946-1991 годах, давно закончилась. По крайней мере так считают многие эксперты. Однако гонка вооружений не останавливалась ни на минуту, и даже сегодня она находится в стадии активного развития.
Несмотря на то что сегодня основные угрозы для страны представляют террористические группировки, отношения между мировыми державами тоже являются напряженными.
Все это создает условия для развития военных технологий, одной из которых является гиперзвуковой самолет.
Необходимость
Отношения между США и Россией сильно обострены. И хотя на официальном уровне США в России называют партнерской страной, многие политические и военные эксперты утверждают, что между странами идет негласная война не только на политическом фронте, и но и на военном в виде гонки вооружений. К тому же, США активно применяет НАТО для окружения России своими системами ПРО.
Это не может не беспокоить руководство России, которая уже достаточно давно приступила к разработке летательных аппаратов-беспилотников, превосходящих гиперзвуковую скорость.
Эти беспилотники можно оснастить ядерной боеголовкой, и они беспрепятственно смогут доставить бомбу в любую точку мира, причем, достаточно быстро.
Подобный гиперзвуковой самолет уже создан – это лайнер “Ю-71”, который сегодня тестируется в строгой секретности.
Развитие гиперзвукового оружия
Впервые испытывать самолеты, которые могли летать со скоростью звука, начали в 50-х годах 20 века. Тогда это еще было связано с так называемой Холодной войной, когда две развитые державы (СССР и США) стремились обогнать друг друга в гонке вооружений.
Первым проектом стала система “Спираль”, которая представляла собой компактный орбитальный самолет. Он должен был составить конкуренцию и даже превзойти гиперзвуковой самолет США X-20 Dyna Soar.
Также советский самолет должен был иметь способность развивать скорость до 7000 км/час и при этом не разваливаться в атмосфере при перегрузках.
И хотя советские ученые и конструкторы старались воплотить в жизнь подобную идею, не удалось даже приблизиться к заветным характеристикам.
Опытный образец даже не взлетел, однако правительство СССР облегченно вздохнуло, когда американский самолет тоже провалился в ходе испытаний.
Технологии того времени, в том числе в отрасли авиации, были бесконечно далеки от нынешних, поэтому создание самолета, который бы мог в несколько раз превышать скорость звука, было обречено на провал.
Впрочем, в 1991 году было проведено испытание самолета, который мог развивать скорость, превышающую скорость звук. Это была летающая лаборатория “Холод”, созданная на базе ракеты 5В28. Испытание прошло успешно, и тогда самолет смог развить скорость 1900 км/час. Несмотря на наличие прогресса, разработку после 1998 года прекратили в связи с экономическим кризисом.
Технологии 21 века
Не существует точной и официальной информации о разработке гиперзвуковых самолетов. Впрочем, если собрать материалы из открытых источников, то можно сделать вывод, что подобные разработки осуществлялись сразу в нескольких направлениях:
Если все данные проекты объединятся в одном холдинге, то совместными усилиями может быть создана ракета воздушного, наземного или корабельного базирования. Если проект Prompt Global Strike, создаваемый в США, будет успешным, то американцы получат возможность поражать любую точку мира в течение одного часа. Россия сможет защититься только технологиями собственной разработки.
Американскими и британскими специалистами фиксируются испытания сверхзвуковых ракет, которые могут развивать скорость до 11200 км/час. С учетом столь высокой скорости сбить их практически невозможно (на это не способна ни одна ПРО в мире). Более того, они даже слежке поддаются крайне сложно. Информации о проекте, который иногда фигурирует под названием “Ю-71”, очень мало.
Что известно об российском гиперзвуковом самолете “Ю-71”?
С четом того, что проект засекречен, информации о нем очень мало. Известно, что данный глайдер является частью ракетной сверхзвуковой программы, и в теории он способен долететь до Нью-Йорка за 40 минут.
Конечно, эта информация не имеет официального подтверждения и существует на уровне догадок и слухов.
Но с учетом того, что российские сверхзвуковые ракеты могут достигать скорости 11200 км/час, подобные выводы кажутся вполне логичными.
По разным источникам гиперзвуковой самолет “Ю-71”:
Заявления
На данный момент испытания гиперзвукового самолета России “Ю-71” еще не закончены.
Однако некоторые эксперты утверждают, что к 2025 году Россия, возможно, получит данный сверхзвуковой глайдер, и его можно будет оснастить ядерным вооружением.
Подобный самолет будет поставлен на вооружение, и в теории он будет способным в течение всего одного часа нанести точечный ядерный удар в любой точке планеты.
Представитель России при НАТО Дмитрий Рогозин заявил, что некогда самая развитая и передовая промышленность СССР отстала от гонки вооружений в течение последних десятилетий. Однако совсем недавно армия начала возрождаться. Устаревшая советская техника заменяется новыми образцами уже российских разработок.
К тому же, застрявшее в 90-х годах в виде проектов на бумагах оружие пятого поколение обретает видимые очертания. По словам политика, новые образцы российского вооружения могут удивить мир непредсказуемостью.
Вполне вероятно, что Рогозин имеет в виду новый гиперзвуковой летательный аппарат “Ю-71”, который может нести ядерный боезаряд.
Считается, что разработка данного самолета началась в 2010 году, однако в США о нем узнали лишь в 2015.
Если информация о его технических характеристик является правдивой, то Пентагону предстоит решать сложную задачу, так как используемые в Европе и на своей территории ПРО не смогут оказать противодействие подобному самолету. К тому же, США и многие другие страны окажутся просто беззащитными перед подобным оружием.
Прочие функции
Кроме возможности нанесения по противнику ядерных ударов, глайдер благодаря мощному современному оборудованию радиоэлектронной борьбы сможет производить разведку, а также выводить из строя устройства, оснащенные радиоэлектронной аппаратурой.
Если верить донесениям НАТО, то приблизительно с 2020 по 2025 годы в армии РФ может появиться до 24 подобных самолета, которые смогут незаметно пересечь границу и всего несколькими выстрелами уничтожить целый город.
Планы по развитию
Конечно, нет никаких данных по поводу принятия на вооружение перспективного самолета “Ю-71”, однако известно, что его разрабатывают с 2009 года. При этом аппарат сможет не только летать по прямой траектории, но и маневрировать.
Именно маневренность на гиперзвуковых скоростях станет особенностью летательного аппарата. Доктор военных наук Константин Сивков утверждает, что межконтинентальные ракеты могут развивать сверхзвуковую скорость, но при этом они действуют как обычные баллистические боеголовки.
Следовательно, их траектория полета легко рассчитывается, что дает возможность системе ПРО их сбивать. А вот управляемые летательные аппараты представляют серьезную угрозу противнику, поскольку их траектория является непредсказуемой.
Следовательно, невозможно определить, в какой точке будет выброшена бомба, а так как точку сброса определить нельзя, то и траектория падения боеголовки не просчитывается.
В Туле 19 сентября 2012 года на заседании военно-промышленной комиссии Дмитрий Рогозин заявил, что вскоре следует создать новый холдинг, задача которого будет заключаться в развитии гиперзвуковых технологий. Сразу же были названы предприятия, которые войдут в состав холдинга:
Рогозин считает, что подобное слияние необходимо, однако юридические аспекты не позволяют ему состояться. Также отмечается, что создание холдинга не предполагает поглощение одной компанией другой. Это именно слияние и совместная работа всех предприятий, что позволит ускорить процесс развития гиперзвуковых технологий.
Председатель совета при Минобороны РФ Игорь Коротченко также поддерживает идею создания холдинга, который бы занимался разработкой гиперзвуковых технологий. По его словам, новый холдинг действительно необходим, ведь он позволит направить все усилия на создание перспективного вида вооружения.
Обе компании обладают большими возможностями, однако по отдельности они не смогут достичь тех результатов, которые возможны при совмещении усилий. Именно вместе они смогут внести вклад в развитие оборонного комплекса РФ и создать самый быстрый самолет в мире, скорость которого превзойдет ожидания.
Оружие как инструмент политической борьбы
Если к 2025 году на вооружении будут стоять не только гиперзвуковые ракеты с ядерными боеголовками, но и глайдеры “Ю-71”, то это серьезно укрепит политические позиции России в ходе переговоров с США.
И это совершенно логично, ведь все страны в ходе переговоров действуют с позиции силы, диктуя противоположной стороне выгодные ей условия.
Равные переговоры между двумя странами возможны только при наличии мощного вооружения у обоих сторон.
Владимир Путин в ходе выступления на конференции “Армия-2015” заявил, что ядерные силы получают новые межконтинентальные ракеты в количестве 40 штук. Это оказались именно гиперзвуковые ракеты, и они могут на данный момент преодолевать существующие системы ПРО. Член экспертного совета военно-промышленной комиссии Виктор Мураховский подтверждает, что с каждым годом МБР совершенствуются.
Также Россия проводит испытания и разработку новых крылатых ракет, которые способны летать на гиперзвуковых скоростях. Они могут подходить к цели на сверхмалых высотах, что делает их практически незаметными для радаров.
Более того, современные комплексы ПРО, находящиеся на вооружении НАТО, не могут поразить подобные ракеты из-за низкой высоты полета.
К тому же, в теории они способны перехватывать цели, движущиеся при скорости до 800 метров в секунду, а скорость самолета “Ю-71” и крылатых ракет намного выше. Это делает системы ПРО НАТО почти бесполезными.
Проекты других стран
Известно, что Китай и США также разрабатывают аналог российскому гиперзвуковому самолету. Характеристики моделей противников пока что неясны, но уже можно считать, что китайская разработка способна составить конкуренцию российскому летательному аппарату.
Известный под названием Wu-14 китайский самолет испытывался в 2012 году, и еще тогда он смог развить скорость свыше 11000 км/час. Впрочем, о вооружении, которое способен нести этот аппарат, нигде не говорится.
Что касается американского беспилотника Falcon HTV-2, то он был испытан несколько лет тому назад, но на 10 минуте полета он разбился. Однако до него тестировался гиперзвуковой самолет Х-43А, которым занимались инженеры NASA.
В ходе испытаний он показал фантастическую скорость – 11200 км/час, что превышает скорость звука в 9.6 раза. Опытный образец был испытан в 2001 году, однако тогда в ходе испытаний его уничтожили из-за того, что тот вышел из под контроля.
Но в 2004 году аппарат был успешно испытан.
Подобные испытания Россией, Китаем и США ставит под сомнение эффективность современных систем ПРО. Внедрение гиперзвуковых технологий в военно-промышленной отрасли уже сегодня производит настоящую революцию в военном мире.
Заключение
Конечно, военно-техническое развитие России не может не радовать, и наличие подобного самолета на вооружение армии – это большой шаг при улучшении обороноспособности страны, однако глупо полагать, что другие мировые державы не предпринимают попытки в разработке подобных технологий.
Даже сегодня при свободном доступе к информации через интернет, мы очень мало знаем про перспективные разработки отечественного вооружения, а описание “Ю-71” известно только по слухам.
Следовательно, мы и близко не можем знать, какие технологии прямо сейчас разрабатываются в других странах, включая Китай и США.
Активное развитие технологий в 21 веке позволяет быстро изобретать новые виды топлива и применять незнакомые ранее технические и технологические приемы, поэтому развитие летательных аппаратов, в том числе военных, идет очень быстро.
Стоит отметить, что развитие технологий, позволяющих достичь скорости самолета, превышающей в 10 раз скорость звука, отразится не только в военной, но и гражданской сфере.
В частности, такие известные производители лайнеров как Airbus или Boeing, уже заявляли о возможности создания гиперзвуковых самолетов для осуществления пассажирских авиаперевозок.
Конечно, подобные проекты пока что только в планах, но вероятность разработки таких самолетов уже сегодня достаточно велика.
Boeing ведет разработку гиперзвукового пассажирского самолета
Boeing представил концепт гиперзвукового пассажирского самолета, сообщила компания.
Концепт был представлен на конференции Американского института аэронавтики и астронавтики. В компании уверены, что через 20–30 лет пассажирский авиатранспорт придут совершенно новые технологии, которые очень сильно изменять все авиастроение. Так, самолеты будут способны развивать скорость, в пять раз превышающую скорость звука.
В Boeing также сообщили, что представленный концепт гиперзвукового самолета планируется применять как в коммерческих, так и военных целях.
Однако на демонстрационной картинке показан небольшой самолет, который вряд ли способен перевозить большое количество пассажиров.
Не факт, что такого типа самолеты даже в среднесрочной перспективе сумеют осуществлять одномоментную перевозку, например, 200 или 300 человек. По крайней мере, в Boeing не предоставили убедительных доказательств нового технологического прорыва.
Подробности проекта Boeing пока не раскрывает.
Между тем авиакомпания Lockheed Martin совместно с НАСА в настоящее время разрабатывает сверхзвуковой пассажирский самолет — X-Plane, который, как утверждают разработчики, должен взлететь в воздух уже в 2021 году.
Стоимость этого проекта также неизвестна, однако разработчики анонсировали, что самолет будет разгоняться до 1500 километров в час, поднимаясь на высоту 17 километров. Аехнология «Low-Boom Flight Demonstrator» (LBFD) поможет максимально снизить шум от полетов самолета на сверхзвуке.
Но скорость этого самолета совсем не впечатляет на фоне разработок китайских инженеров.
В начале этого года инженеры Китайской академии наук представили концепт гиперзвукового пассажирского самолета. Указывалось, что этот авиалайнер сумеет покрыть расстояние между Пекином и Нью-Йорком всего за 2 часа.
Руководитель проекта Цуй Кай заявил, что скорость самолета составит уже 6 тыс. км/ч – это в пять раз выше скорости звука, которая составляет 1235 км/ч. Испытания китайской уменьшенной модели самолета были проведены в аэродинамической трубе.
Во время проведения испытаний оценивалась также и аэродинамика новейших образцов китайского гиперзвукового оружия. Согласно полученной информации, модель разгонялась до 8,6 тыс. км/ч. Исследователей поразил тот факт, что испытания прошли на удивление успешно.
Конструкция крыла этого самолета напоминает биплан или самолетоносителя – вроде того, что пробовала использовать NASA для запуска космических «шаттлов». :///
Гиперзвуковой прорыв ВВС США
Научно-технический задел, реализованный в той или иной степени в программах различных ведомств – X-43A (НАСА), X-51A (ВВС), AHW (СВ), ArcLight (DARPA, ВМС), Falcon HTV-2 (DARPA, ВВС) и других, позволит, по мнению ряда специалистов, создать гиперзвуковые ВВТ: авиационную крылатую ракету (КР) большой дальности, морскую крылатую ракету в противокорабельном (ПКР) и ударном (против наземных целей) вариантах – к 2018–2020 годам, а разведывательный самолет – к 2030-му году.
Несмотря на ряд неудач в проведении летных испытаний гиперзвуковых летательных аппаратов, американские военные не сворачивают работы в данном направлении. В частности, в ВВС по-прежнему считают, что достижение сверхвысоких скоростей полета – главный приоритет в ведении боевых действий.
Двигатель – оружие – самолёт
Работы в области гиперзвука начались в США в конце 70-х годов ХХ века, когда компания «Мартин Мариетта» разрабатывала перспективную стратегическую авиационную ракету ASALM (Advanced Strategic Air Launched Missile) с прямоточным воздушно-реактивным двигателем (ПВРД).
Именно в те годы американские специалисты осознали реальные технологические проблемы обеспечения гиперзвукового полета как для системы ударного оружия, так и для самолета.
Реализация детального плана работ в области гиперзвука, сформированного на современном этапе развития науки и техники, должна помочь достижению давно задуманных целей.
Пока налицо крайне медленный прогресс в указанной области за весь период с момента создания ракеты ASALM до недавних полетов аппарата – демонстратора гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ГПВРД) – крылатой ракеты X-51A Waverider разработки компании «Боинг». Тем не менее, неизменной остается погоня за увеличением скорости.
В ближайшее время в США будет завершено формирование целостного плана, реализация которого обеспечит создание гиперзвуковых ударного оружия (ракет) и самолета. Отличительной особенностью этого плана, как отмечает еженедельник «Авиэйшн уик энд спейс текнолоджи», является распределение перспективных задач не по годам, а по десятилетиям.
Работы по ракетам в основном завершатся к 2020 году, а по разведывательному гиперзвуковому самолету, способному преодолевать систему ПВО противника, – к 2030-му. Не исключено, что аппарат будет создан в пилотируемом варианте.
Чтобы начать полномасштабную разработку гиперзвукового оружия, к началу 2018 финансового года планируется достигнуть шестого уровня технологической готовности (УТГ, Technology Readiness Level – TRL) – отработки демонстратора перспективного двигателя.
В области гиперзвукового самолета заявлена гораздо менее амбициозная задача – достижение четвертого УТГ (отработка конкретных узлов) к 2020 году. В то же время представители ВВС сообщили, что в случае необходимости темпы разработки самолета можно ускорить.
«Непосредственно на данный момент в гиперзвуковом самолете нет прямой необходимости, но если потребуется, мы сможем ускорить исследования», – говорит Кристофер Клей, заместитель по технологиям заместителя министра ВВС по науке.
Конечной задачей исследований, по его словам, является придание боевым возможностям ВВС США гиперзвуковой составляющей.
Таким образом, гиперзвуковые КР будут созданы раньше самолета: реализация демонстрационной программы высокоскоростного ударного оружия (в части ракет) HSSW (High-Speed Strike Weapon) начнется примерно в марте 2013 года, а ее завершение запланировано к концу 2020-го с проведением боевых испытаний.
Демонстратор ракетных технологий
«Мы попробуем начать испытательные пуски КР с 2017 года, и если они будут успешными, то продолжатся в 2018 и 2019 годах», – сообщил еженедельнику представитель ВВС США. Он добавил, что планом предусматривается проведение от шести до семи полетов.
Главной задачей при их выполнении является повышение надежности различных технологических компонентов оружия – от системы управления до двигательной установки.
Цель демонстрационной программы состоит в выполнении успешных ударов по целям на дальности до сотен километров.
«Необходимо продемонстрировать точность стрельбы, а также показать работоспособность оружия совместно с существующими бортовыми самолетными системами, возможность его установки как во внутренних отсеках бомбардировщиков, так и на внешних подвесках истребителей. Оно также должно обладать возможностью применения в распределенной сети разведывательных и боевых средств и иметь различные поражающие факторы», – отмечают в ВВС.
Для решения поставленных задач отрабатываются передовые системы наведения, боевые части селективного действия, а также концепции эффективной высокоскоростной двигательной установки длительного действия. Новое оружие стремятся сделать легким и недорогим.
Его стоимость не должна превышать стоимость дозвуковых КР более чем в два раза, то есть затраты на выполнение боевых задач должны быть обоснованными и допустимыми. Идея состоит в том, чтобы применять гиперзвуковое оружие там, где это целесообразно.
В противном случае гиперзвук не является оптимальным вариантом.
Читайте также Самый большой миф – американская армия
Тактико-технические требования
Гиперзвуковые КР и их прототипы, создаваемые по таким программам, как, например, завершившийся проект «Арклайт» (ArcLight) Управления перспективных исследований Министерства обороны (DARPA), должны быть совместимыми с различными пусковыми системами, в том числе с вертикальной пусковой установкой Mk 41 VLS, принятой на вооружение ВМС США.
ВВС уже практически определились с ключевыми требованиями к ракетам. Они прописаны в «дорожной карте» (плане) – High Speed Weapon Roadmap – по ракетному оружию, формирование которой в настоящее время находится на завершающей стадии.
Что касается самолета в разведывательном или ударном (high-speed ISR/strike) варианте, то он должен сохранить боеспособность (выжить) в течение суток без космической поддержки – коммуникационных и навигационных спутников – и быть в состоянии проникать в зоны, прикрываемые ПВО.
Аппарат будет оснащаться турбинным двигателем комбинированного типа TBCC (Turbine-Based Combined Cycle), совершать крейсерский полет на скорости более М=4 и стартовать с обычной взлетно-посадочной полосы. Позже в требованиях ВВС установили конкретную цифру – M=5.
Разработка самолета станет значительным шагом вперед в вопросе гиперзвуковых технологий и связана с более высоким уровнем риска по сравнению с ракетами, считают в ВВС.
Поэтому программа создания гиперзвукового самолета и соответствующая «дорожная карта» (High Speed Aircraft Roadmap) имеют более длительные сроки реализации и требуют значительно больших ассигнований.
Для определения технологических проблем, которые необходимо решать в ближайшей перспективе, проводился анализ потребности в высокоскоростном носителе.
Наряду с изучением новых концепций и видов летательных аппаратов выбиралась желаемая скорость.
«Все исследования вели нас в направлении числа M=5 и выше. Мы начали выяснять, какие технологии необходимы, чтобы реализовать такую скорость», – отметили в ВВС. Формируемый целостный план работ предусматривает демонстрацию системы переключения газотурбинного двигателя на двухрежимную работу прямоточного и гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя в 2020 году.
«Очень важно преодолеть переходный режим, – отмечают американские специалисты. – При этом необходимо исследовать, как можно использовать коммерческие серийные газотурбинные двигатели. Например, можно ли немного продлить работу газотурбинного двигателя и слегка задержать начало работы двухрежимного ПВРД?».
Силовая установка
В мае 2010 года первый полет X-51A с углеводородным ГПВРД продолжался 143 секунды вместо запланированных 300. Утечка в уплотнении между двигателем и соплом привела к преждевременному окончанию полета, однако ГПВРД обеспечил требуемое ускорение. Второй полет в июне 2011-го завершился, когда воздухозаборник не начал работать в момент запуска ГПВРД.
А третий полёт в августе 2012 года закончился до момента запуска двигателя из-за неисправности в управляемом стабилизаторе аппарата, которая привела к его падению и разрушению. В рамках подготовки к завершающему четвертому полету по всем выявленным недостаткам были проведены необходимые конструктивные доработки аппарата-демонстратора.
Новые испытания двигателя-демонстратора будут проходить на планере уменьшенных размеров с подачей потока топлива как полномасштабной, так и половинной мощности.
Эта опытная модель станет технологическим стендом для отработки других систем, например композиционных конструкций с керамической матрицей, технологии регулирования мощности, теплорегулирования, бортовых датчиков.
В тестах будут применяться ГПВРД, в 8–16 раз превосходящие по размерам те, которые выполняли испытательные полеты до нынешнего дня.
Недавно в число задач технологических испытаний включена герметизация сопла. «На примере аппарата X-51A мы увидели, как простые вещи, например уплотнение, могут привести к проблемам», – отметил один из представителей ВВС.
Он также сообщил, что четвертый полет демонстратора гиперзвуковых технологий X-51A состоится в любом случае. Всего было проведено три испытательных полета: один признали частично успешным, два – неудачными.
Научно-исследовательская лаборатория ВВС США (Air Force Research Laboratory – AFRL) четвертый тест наметила на середину 2013 года.
Ведомственные программы
Интересно отметить, что американские специалисты в области аэрокосмических технологий категорически не согласны с мнением, что неудачи летных испытаний обусловливают необходимость сворачивания реализуемых программ. Особенно если дело касается гиперзвуковой техники. Чем сложнее программа, тем больше она связана с возможными неудачами в ходе ее реализации, считают эксперты.
Эти неудачи являются неотъемлемой частью формирования опыта и накопления знаний и без них невозможен прогресс в развитии техники. Желательно только, чтобы в целях снижения стоимости и рисков неудачи случались на ранних стадиях реализации проекта.
Читайте также Гафниевая чудо-бомба и суровая реальность
Надежды ВВС на возможность создания боевой гиперзвуковой техники в указанные сроки связаны с определенными успехами прежних программ различных организаций. В частности, в ходе первого полета аппарата X-51A работа в режиме ГПВРД продолжалась 143 секунды, что в 11 раз превысило время работы аппарата X-43A НАСА в 2004 году.
В ноябре 2011-го проведено успешное летное испытание высокоточного боевого блока-демонстратора AHW (Advanced Hypersonic Weapon) для СВ США.
Гиперзвуковой атмосферный планирующий аппарат дальнего действия был запущен из Тихоокеанского ракетного испытательного центра (остров Кауаи, Гавайские острова) в зону атолла Кваджалейн, где расположен испытательный полигон СВ.
Цель испытаний заключалась в сборе данных по технологиям обеспечения гиперзвукового планирующего полета в атмосфере на большую дальность. Оценивались аэродинамические характеристики, система навигации, наведения и управления, технологии системы теплозащиты.
Трехступенчатая ракета-носитель обеспечила выведение планирующего аппарата AHW на расчетную траекторию полета и его отделение от последней ступени ракеты.
Аппарат выполнил полет на гиперзвуковой скорости по небаллистической планирующей траектории и менее чем за 30 минут достиг расчетной зоны падения на атолле Кваджалейн.
На всех участках полета проводился сбор телеметрической информации космическими, воздушными, наземными и морскими средствами.
Полученные данные используются для моделирования и разработки перспективных гиперзвуковых планирующих аппаратов.
Программу AHW реализуют Командование космической и противоракетной обороны (United States Army Space and Missile Defense Command – USASMDC) и Стратегическое командование (Army Forces Strategic Command – ARSTRAT) СВ США в рамках инициативы МО «Быстрый глобальный удар» (Prompt Global Strike).
Разгонная ступень и планирующий аппарат разработаны Национальной лабораторией Сандиа в Альбукерке штата Нью-Мексико. Система теплозащиты аппарата создана Центром авиационных и ракетных НИОКР СВ в городе Хантсвилле штата Алабама (Redstone Arsenal SMDC/ARSTRAT).
Переломный момент
Одно из направлений перспективных работ ВВС по гиперзвуку состоит в достижении более высоких скоростей и более широкой зоны действия.
Это резко сокращает время, отпущенное противнику для ответной реакции, и позволяет сохранить свои войска на безопасном удалении (вне зоны действия огневых средств противника).
В будущих военных конфликтах между практически равными по техническим возможностям сторонами для достижения превосходства очень привлекательной является идея применения гиперзвукового оружия. Именно поэтому AFRL и DARPA продолжают работы по программам изучения таких технологий.
Как подчеркивают эксперты, в рамках нынешнего военного бюджета США и при наличии весьма жестких требований к выполнению заявленных НИОКР необходима прорывная концепция для привлечения заказчиков. Высокоскоростное гиперзвуковое оружие глобального радиуса действия как раз и является такой идеей.
Здесь речь идет действительно о революционных достижениях науки, а не о различных технологических инновациях. Отказы в испытаниях являются неотъемлемой частью реализации концепций данного типа, поскольку база знаний, необходимых для достижения успеха, все еще находится в стадии формирования.
Прошли десятилетия с начала исследований в области гиперзвука. Промышленность по-прежнему продолжает собирать новую информацию об аэродинамике, двигателе, управлении полетом и тепловой защите гиперзвуковых летательных аппаратов.
В отличие от технологий обеспечения малозаметности «Стелс», которые разрабатывались в рамках официальных, хотя и закрытых работ, в области гиперзвука в США до последнего времени не было постоянной программы исследований с достаточным количеством полетов, необходимых для отработки научно-технических задач.
Проведено относительно немного летных испытаний, что связано со снижением затрат и рисков. Однако руководство каждой новой программы в области гиперзвука пытается оправдать ее существование, достигнув более высоких результатов, чем в предшествующих проектах, увеличивая таким образом риск и стоимость отказов. Но ведь погоня за гиперзвуком – это только верхушка айсберга.
Развитие потенциально ценных технологий в аэрокосмической индустрии сдерживается из-за страха провалов даже на ранней стадии НИОКР.
Каким-то образом эта отрасль, важная сама по себе, достигла состояния, где нет или почти нет терпимости к риску, подчеркивают американские специалисты.
В связи с этим американское научное сообщество считает, что сегодня настал такой момент, когда необходимо собраться, возобновить летные испытания и попытаться решить сложные проблемы, связанные с дальнейшим развитием гиперзвуковых технологий.
/Николай Новичков, главный редактор агентства АРМС-ТАСС;
Любовь Милованова, обозреватель агентства АРМС-ТАСС, vpk-news.ru/
Boeing представила концепт гиперзвукового пассажирского самолета
Boeing представила разработку на конференции Американского института авиации и космонавтики в Атланте. Гиперзвуковой авиалайнер способен подниматься на высоту 29 км и развивать скорость 5 Махов. С такими показателями судно способно перелететь океан всего за пару часов. Boeing пообещала реализовать проект, над которым работала больше полувека, уже через 20-30 лет.
Концепция гиперзвукового самолета Boeing стала результатом многолетних разработок. Как пишет Popular Mechanics, американская аэрокосмическая корпорация начала работу над проектом еще в 1956 году и за это время накопила колоссальный инженерный опыт.
Если компании удастся воплотить заявленные характеристики, то воздушное судно по многим параметрам превзойдет большинство гиперзвуковых самолетов.
Предполагается, что судно сможет подниматься на высоту 29 км и развивать скорость до 5 Махов (более 6000 км/ч).
Это позволит авиалайнеру совершать рейсы из Лос-Анджелеса в Токио всего за три часа вместо одиннадцати, а из Нью-Йорка в Лондон — за два часа вместо семи.
Boeing планирует оснастить авиалайнер виртуальными иллюминаторами, которые будут транслировать записи с внешних видеокамер.
Пока компания подготовила лишь концепт будущего скоростного авиалайнера, однако большинство инженерных решений уже принято. По словам Боукатта, судно оснастят обычным турбовентиляторным двигателем, который обеспечит широкий диапазон скоростей еще до вхождения в гиперзвуковой режим. Также лайнер оборудуют прямоточным воздушно-реактивным двигателем с форсажной камерой.
Боукатт добавил что корпус самолета, вероятно, будет выполнен из титана, а в качестве охлаждающей жидкости инженеры планируют использовать не воду, а жидкий метан.
В начале 2018 года Boeing представила гиперзвуковой беспилотник для разведывательных миссий. Он должен стать заменой знаменитому «Черному дрозду» — SR-71 Blackbird от Lockheed Martin. Кстати, Lockheed Martin также разрабатывает самолет с повышенной скоростью. Специально для NASA корпорация проектирует тихий сверхзвуковой лайнер.
Над проектами самолетов с гиперзвуковой скоростью также работает Aerion Corporation, которая строит бизнес-джет со скоростью 1,5 Маха. Ожидается, что он совершит полет уже в 2023 году. К этому же времени свой лайнер также представит стартап Boom.
Не отстает и Китай. Страна планирует построить первый завод по серийному производству гиперзвуковых двигателей как для военных, так и для гражданских проектов.
По оценкам экспертов, 2020-е годы станут периодом бума сверхзвуковой авиации. Пассажирские лайнеры со скоростью в несколько Махов к этому времени будут перевозить по 13 млн пассажиров в год.
В китае разработан концепт гиперзвукового пассажирского самолета
Инженеры из Китайской академии наук представили концепт гиперзвукового пассажирского самолета, который сможет преодолеть расстояние между Пекином и Нью-Йорком всего за 2 часа. Как и многие другие китайские проекты, концепт нового самолета – побочный продукт военной программы, в данном случае по созданию гиперзвуковых крылатых ракет, пишет South China Morning Post.
По словам руководителя проекта Цуй Кая, скорость самолета составит 6 тыс. км/ч, что в пять раз выше скорости звука (1235 км/ч). Это в несколько раз больше, чем скорость знаменитого сверхзвукового «Конкорда». Теоретически на таком гиперзвуковом лайнере полет из Пекина в Нью-Йорк займет всего два часа, в семь раз быстрее, чем на современных воздушных судах.
Цуй и его команда провели испытания уменьшенной модели самолета в аэродинамической трубе, которая также использовалась для оценки аэродинамики новейших образцов китайского гиперзвукового оружия. Исследователи разогнали модель самолета до 8,6 тыс. км/ч, и обнаружили, что она ведет себя на удивление хорошо.
Конструкция крыла представляет собой нечто вроде биплана или самолетоносителя, наподобие того, что пыталась использовала NASA для запуска «шаттлов».
Китайские исследователи заявили, что конструкция биплана позволит нести более тяжелую полезную нагрузку, чем существующие проекты гиперзвуковых транспортных средств, которые имеют обтекаемую форму и треугольные крылья.
На чрезвычайно высоких скоростях двойной слой крыльев работает вместе, чтобы уменьшить турбулентность и сопротивление, увеличивая общую грузоподъемность самолета. Тем не менее, по сравнению c Boeing 737 аналогичный по размеру гиперзвуковой китайский самолет сможет перевозить лишь 5 тонн груза или 50 пассажиров (Boeing — 20 тонн груза и 200 пассажиров).
В последние годы Китай протестировал различные типы гиперзвуковых транспортных средств над пустыней Гоби, некоторые из которых способны достичь десятикратной скорости звука.
Китайские инженеры также строят самую быструю аэродинамическую трубу в мире для имитации гиперзвукового полета со скоростью до 12 километров в секунду (или 43 200 км / ч). С такой скоростью китайское гиперзвуковое транспортное средство могло бы достигнуть западного побережья США менее чем за 14 минут.
Если эти технологии будут использоваться в военных целях, то это означает, что крылатая ракета с ядерной боеголовкой сможет пройти сквозь любую противоракетную оборону.
NASA возвращается к идее ядерного двигателя для космических кораблей
Гонка среди строителей современных гражданских сверхзвуковых самолетов разгорается. В ней становится все больше участников, появляются новые партнерства, а свободных ниш все меньше. Например, Lockheed Martin и Aerion решили освоить сектор сверхзвуковых бизнес-джетов.
Работа над ошибками: в России вновь создадут гиперзвуковой гражданский самолет
С давних времен люди мечтали летать. Все ключевые мифологические системы содержат более или менее удачную историю о полете человека. Самая известная нам – родом из греческой мифологии.
Полет Икара закончился трагедией и, казалось бы, заключал в себе урок: нечего делать человеку в небе, оно – дом только для птиц и богов. Но люди не оставляли попыток освоить воздушное пространство, или «пятый океан».
Чтобы совершить это не только в воображении, но и в действительности, людям долго не хватало научных знаний. Рукописи первых ученых, например, Леонардо да Винчи, содержат лишь чертежи и проекты летательных аппаратов и первые расчеты.
В Средние века на подобные исследования был наложен запрет церкви: мечты о полетах считались признаком греховной гордыни, а следовательно, гарантировали адские муки. Многим пришлось умереть на костре за конструирование искусственных крыльев и эксперименты с ними.
Но люди упорно стремились в небо. Сначала это были планеры – летательные аппараты без мотора. По форме они напоминали птиц, которым человек и старался подражать. Но, в отличие от них, планеры очень долго не могли взлетать. Хотя их создатели делали для этого все возможное.
Чтобы поднять свои изобретения «на крыло», они скатывали их с холма, сталкивали с обрыва, даже пытались запустить с телеги, разгоняемой лошадьми. Ничего не получалось. Все попытки заканчивались для первых воздухоплавателей, в лучшем случае, ссадинами и ушибами, а иногда и серьезными травмами.
Казалось, история Икара стала для человечества настоящим проклятьем. Но – успех был не за горами.
Первый и решающий прорыв в деле воздухоплаванья совершил французский моряк Жан-Мари Ле Бри. Мечтая создать аппарат для полета, он наблюдал за птицами. В одном из дальних плаваний внимание Ле Бри привлекло парение альбатросов на неподвижных крыльях.
Молодой моряк подстрелил одну из птиц и изучил возникновение аэродинамических сил на ее крыле под воздействием ветра. Как впоследствии вспоминал сам Ле Бри, это послужило основой для разработки проекта планера. В 1857 году управляемый им планер по имени «Искусственный альбатрос» поднялся в небо.
Он смог взмыть на высоту сто метров и пролететь целых 200 метров – огромное достижение по тем временам! Впрочем, этот легендарный полет едва не стоил жизни кучеру конной повозки, с которой взлетал «Альбатрос». Несчастный был поднят в воздух случайно замотавшимся вокруг него канатом. К счастью, все обошлось.
Но инцидент лишний раз напомнил, что небо – пока чрезвычайно опасное место для человека.
Несмотря на очевидные риски для здоровья и жизни, первые пилоты и инженеры летательных аппаратов продолжали совершенствовать конструкцию своих рукотворных «птиц». Следующим шагом на этом пути стало создание летательного аппарата с мотором, который давал возможность не зависеть от воли ветра и лететь куда захочется. Это оказалось чрезвычайно сложной задачей.
Первый в мире самолет с двигателем, который смог отделиться от земли, к тому же с человеком на борту, построил контр-адмирал российского флота Александр Можайский. Перед экспериментами с полетами он, как и его коллега Ле Бри, изучал птиц.
Точнее, то, как эти сознания используют силу и направление ветра. Можайский кропотливо работал, за годы исследований в его лаборатории скопились тысячи карточек с описанием каждой изученной им птицы: скорость и высота полета, геометрические параметры тела и его вес.
Важно было учесть все тонкости, все просчитать и создать нечто вроде искусственной птицы.
Читайте интервью ученого, писателя, историка космонавтики Александра Юркевича о проблемах и достижениях отечественной космонавтики, о двигателях будущего, о намерениях Роскосмоса создать собственную сверхтяжелую ракету и о том, что же на самом деле совершил предприниматель Илон Маск:
«Александр Юркевич: На современных ракетных двигателях никакая ракета далеко не улетит»
«Воздухолетательный снаряд» Можайского был большим: длина крыла составляла 24 метра, а длина фюзеляжа, который первые авиаторы называли «лодкой» или «гондолой», – 15 метров. Крылья были изготовлены из стальных и деревянных деталей и обтянуты парусиной. Паровые двигатели приводили в действие три винта: один носовой и два боковых. Конструкция казалась идеальной, но – не тут-то было…
Испытания «Воздухоплавательного снаряда» началась в 1882 году, продолжались несколько лет, однако по-настоящему он так и не взлетел. Лишь однажды он ненадолго оторвался от земли и преодолел по воздуху небольшое расстояние, но быстро потерял скорость, накренился и упал.
А все потому, что Можайский не учел важную деталь: вес воздушного судна. Птицы легкие, а его самолет весил почти тонну. Это неподъемный вес для маломощных паровых двигателей. Но усилия не были напрасными: «воздухолетательный снаряд» приоткрыл человечеству дверь в эру авиации.
