Enciclopedia scolastica

• Diagnostica

In realtà perché esattamente 5 M? Il valore di 5 è stato scelto perché a questa velocità si inizia a osservare la ionizzazione del flusso di gas e altri cambiamenti fisici, che ovviamente influenzano le sue proprietà. Questi cambiamenti sono particolarmente evidenti per il motore, i motori turbofan convenzionali (motori a turbogetto) semplicemente non possono funzionare a tale velocità, è necessario un motore, un razzo o un motore rettilineo fondamentalmente diverso (sebbene in realtà non sia così diverso, semplicemente non ha un compressore e una turbina, e svolge la sua funzione allo stesso modo: comprime l'aria in entrata, la miscela con il carburante, la brucia nella camera di combustione e riceve una corrente a getto in uscita).

Infatti, un motore ramjet, questo è un tubo con una camera di combustione, è molto semplice ed efficiente ad alta velocità. È solo che un motore del genere ha un enorme svantaggio, ha bisogno di una certa velocità iniziale per il funzionamento (non esiste un compressore proprio, non c'è niente per comprimere l'aria a bassa velocità).

Storia della velocità

Nel 1965, l'YF-12 (prototipo del famoso SR-71) raggiunse una velocità di 3,331,5 km / h, e nel 1976 la stessa SR-71 seriale era di 3.529,6 km / h. Questo è "solo" 3.2-3.3 M. Lungi dall'essere ipersound, ma già per volare a questa velocità nell'atmosfera, i motori speciali dovevano essere sviluppati, che funzionavano a basse velocità in modalità normale e ad alte velocità in modalità ramjet, e per i piloti - speciali sistemi di supporto vitale (tute spaziali e sistemi di raffreddamento), poiché l'aereo è stato riscaldato troppo. Successivamente, queste tute spaziali furono utilizzate per il progetto Shuttle. Per molto tempo, l'SR-71 è stato l'aereo più veloce del mondo (ha smesso di volare nel 1999).

Il MiG-25R sovietico potrebbe teoricamente raggiungere una velocità di 3,2 M, ma la velocità operativa era limitata a 2,83 M.

Tempo presente

Dietro tutte le promettenti ricerche, come di solito c'è l'esercito. Nel caso delle velocità ipersoniche, questo è anche il caso. Ora la ricerca viene condotta principalmente nella direzione di veicoli spaziali, missili da crociera ipersonici e le cosiddette testate ipersoniche. Ora parliamo del "vero" hyperound, che vola nell'atmosfera.

Si prega di notare che il lavoro sulle velocità ipersoniche era nella fase attiva negli anni 60-70, quindi tutti i progetti erano chiusi. Ritornato a velocità superiori a 5 M solo a cavallo degli anni 2000. Quando la tecnologia ha permesso di creare efficienti motori a flusso diretto per il volo ipersonico.

Velocità ipersonica

Velocità ipersonica (HS) in aerodinamica - velocità che superano significativamente la velocità del suono nell'atmosfera.

Dagli anni '70, il concetto è solitamente riferito a velocità supersoniche superiori a 5 numeri Mach (M).

Il contenuto

Informazioni generali

Volare a velocità ipersonica è parte della modalità di volo supersonico e viene effettuato in un flusso di gas supersonico. Il flusso d'aria supersonico è radicalmente diverso da quello subsonico e la dinamica del volo di un aeroplano a velocità superiori alla velocità del suono (oltre 1,2 M) è radicalmente diversa dal volo subsonico (fino a 0,75 M; la gamma di velocità da 0,75 a 1,2 M è detta velocità transonica ).

La definizione del limite inferiore della velocità ipersonica è solitamente associata all'insorgenza dei processi di ionizzazione e dissociazione delle molecole nello strato limite (PS) attorno all'apparato, che si muove nell'atmosfera, che inizia a verificarsi a circa 5 M. Inoltre, questa velocità è caratterizzata dal fatto che il motore ramjet (" Ramjet ") con combustione subsonica di carburante (" SPVRD ") diventa inutile a causa dell'altissimo attrito che si verifica quando si frena l'aria che passa in questo tipo di motore. Pertanto, nella gamma di velocità ipersonica, è possibile utilizzare solo un motore a razzo o un getto a getto ipersonico (scramjet) con combustione a combustibile supersonico per continuare il volo.

Caratteristiche di flusso

Mentre la definizione di un flusso ipersonico (GP) è piuttosto controversa a causa della mancanza di un chiaro confine tra flussi supersonici e ipersonici, un GP può essere caratterizzato da certi fenomeni fisici che non possono più essere ignorati quando considerati, vale a dire:

• un sottile strato di onda d'urto;
• la formazione di strati di shock viscosi;
• la comparsa di onde di instabilità in PS che non sono inerenti ai flussi subsonici e supersonici [1];
• flusso ad alta temperatura [2].

Sottile strato di onda d'urto

All'aumentare della velocità e dei corrispondenti numeri Mach, aumenta anche la densità dietro l'onda d'urto (SW), che corrisponde ad una diminuzione del volume dietro il SW a causa della conservazione della massa. Pertanto, lo strato di onde d'urto, cioè il volume tra l'apparecchio e l'onda d'urto, diventa sottile ad alti numeri di Mach, creando uno strato limite sottile (PS) attorno all'apparecchio.

La formazione di strati di shock viscosi

Parte della grande energia cinetica racchiusa nel flusso d'aria, quando M> 3 (flusso viscoso) viene convertita in energia interna a causa dell'interazione viscosa. L'aumento di energia interna si realizza in un aumento della temperatura. Poiché il gradiente di pressione diretto lungo il flusso normale all'interno del limite è approssimativamente zero, un aumento significativo della temperatura per numeri di Mach grandi porta ad una diminuzione della densità. Così, la PS sulla superficie dell'apparato cresce e in generale i numeri di Mach si fondono con un sottile strato di onda d'urto vicino al naso, formando uno strato di shock viscoso.

La comparsa di onde di instabilità in PS che non sono caratteristiche dei flussi subsonici e supersonici

Nell'importante problema del trasferimento del flusso laminare al flusso turbolento per il caso del flusso attorno a un aereo, il ruolo chiave è giocato dalle onde di instabilità formate in PS. La crescita e la successiva interazione non lineare di tali onde convertono il flusso laminare iniziale in un flusso turbolento. A velocità subsoniche e supersoniche, il ruolo chiave nella transizione laminare-turbolenta è giocato dalle onde di Tolmin-Schlichting aventi una natura a vortice. A partire da M = 4.5, le onde acustiche di tipo II appaiono e iniziano a dominare (modalità II o modalità Makav), a causa delle quali si verifica la transizione alla turbolenza nello scenario di transizione classico (esiste anche un meccanismo di transizione by-pass) [1].

Flusso ad alta temperatura

Il flusso ad alta velocità nel punto frontale del veicolo (punto o area di inibizione) provoca il riscaldamento del gas a temperature molto elevate (fino a diverse migliaia di gradi). Le alte temperature, a loro volta, creano proprietà chimiche di non equilibrio del flusso, che consistono in dissociazione e ricombinazione di molecole di gas, ionizzazione degli atomi, reazioni chimiche nel flusso e con la superficie dell'apparato. In queste condizioni, i processi di convezione e scambio termico radiativo possono essere significativi [2].

Parametri di similarità

I parametri dei flussi di gas sono solitamente descritti da una serie di criteri di similarità, che consentono di ridurre un numero praticamente infinito di stati fisici in gruppi di similarità e che consentono di confrontare i flussi di gas con parametri fisici diversi (pressione, temperatura, velocità, ecc.) Tra loro. È su questo principio che gli esperimenti nelle gallerie del vento e il trasferimento dei risultati di questi esperimenti a velivoli reali sono basati, nonostante il fatto che in esperimenti di condotte le dimensioni di modelli, portate, carichi termici ecc. Possano differire notevolmente dalle modalità di volo reali, mentre il tempo, i parametri di somiglianza (Mach, Reynolds, Stanton, ecc.) corrispondono al volo.

Per il flusso trans e supersonico o comprimibile, nella maggior parte dei casi parametri come il numero di Mach (il rapporto tra la velocità del flusso e la velocità del suono locale) e Reynolds sono sufficienti per una descrizione completa dei flussi. Per i parametri di flusso di dati ipersonici spesso non è sufficiente. Innanzitutto, le equazioni che descrivono la forma dell'onda d'urto diventano quasi indipendenti a velocità di 10 M. In secondo luogo, l'aumento della temperatura del flusso ipersonico significa che gli effetti relativi ai gas non ideali diventano evidenti.

Contabilizzazione degli effetti nel gas reale significa più variabili che sono necessarie per descrivere completamente lo stato del gas. Se un gas stazionario è completamente descritto da tre quantità: pressione, temperatura, capacità termica (indice adiabatico) e il gas in movimento è descritto da quattro variabili, che include anche velocità, allora il gas caldo in equilibrio chimico richiede anche le equazioni di stato per i suoi componenti chimici e il gas con i processi la dissociazione e la ionizzazione devono anche includere il tempo come una delle variabili del suo stato. In generale, questo significa che in qualsiasi momento selezionato per un flusso di non equilibrio, sono necessarie da 10 a 100 variabili per descrivere lo stato del gas. Inoltre, il flusso ipersonico rarefatto (GP), generalmente descritto in termini di numeri di Knudsen, non obbedisce alle equazioni di Navier-Stokes e richiede la loro modifica. Il GP di solito è classificato (o classificato) usando l'energia totale espressa usando l'entalpia totale (mJ / kg), la pressione totale (kPa) e la temperatura di decelerazione del flusso (K) o la velocità (km / s).

Per le applicazioni ingegneristiche, W. D. Hayes ha sviluppato un parametro di similarità vicino alla regola dello spazio Vitcomb, che consente agli ingegneri di applicare i risultati di una serie di test o calcoli eseguiti per un modello allo sviluppo di un'intera famiglia di configurazioni simili di modelli senza test aggiuntivi o dettagliati calcoli.

Elenco delle modalità

Il flusso ipersonico è diviso in molti casi speciali. L'assegnazione di un semiconduttore all'uno o all'altro regime di flusso è difficile a causa della "sfocatura" dei confini degli stati in cui questo fenomeno viene rilevato nel gas o diventa evidente dal punto di vista della modellizzazione matematica utilizzata.

Gas perfetto

In questo caso, il flusso d'aria che passa può essere considerato come un flusso di gas ideale. Il GP in questa modalità dipende ancora dai numeri di Mach e la simulazione è guidata da invarianti di temperatura, piuttosto che da una parete adiabatica, che avviene a velocità inferiori. Il limite inferiore di quest'area corrisponde a velocità di circa 5 M, dove un SPVRD con combustione subsonica diventa inefficace e il limite superiore corrisponde a velocità nella regione di 10-12 M.

Gas perfetto con due temperature

Fa parte del caso di un regime di flusso di gas ideale con grandi velocità in cui il flusso d'aria passante può essere considerato chimicamente ideale, ma la temperatura di vibrazione e la temperatura di rotazione del gas [3] devono essere considerate separatamente, il che porta a due modelli di temperatura separati. Ciò è di particolare importanza quando si progettano ugelli supersonici, in cui il raffreddamento vibrazionale dovuto all'eccitazione delle molecole diventa importante.

Gas dissociati

In questo caso, le molecole di gas iniziano a dissociarsi non appena vengono a contatto con l'onda d'urto generata dal corpo in movimento. Il flusso inizia a differire per ciascun gas in esame con le sue proprietà chimiche. La capacità del materiale corporeo dell'apparato di fungere da catalizzatore in queste reazioni gioca un ruolo nel calcolo del riscaldamento superficiale, il che significa l'aspetto della dipendenza del flusso ipersonico dalle proprietà chimiche del corpo in movimento. Il limite inferiore del regime è determinato dal primo componente del gas, che inizia a dissociarsi ad una data temperatura di decelerazione del flusso, che corrisponde all'azoto a 2000 K. Il limite superiore di questo regime è determinato dall'insorgenza dei processi di ionizzazione degli atomi di gas nell'HJ.

Gas ionizzato

In questo caso, il numero di elettroni persi dagli atomi diventa significativo e gli elettroni devono essere modellati separatamente. Spesso la temperatura del gas di elettroni è considerata isolata da altri componenti del gas. Questa modalità corrisponde al campo di velocità del GP 10-12 km / s (> 25 M) e lo stato del gas in questo caso è descritto utilizzando modelli di plasma non radiativo o non emittente.

Modalità dominante trasferimento di radiazioni

A velocità superiori a 12 km / s, il trasferimento di calore all'apparecchio inizia a verificarsi principalmente attraverso il trasferimento di radiazioni, che inizia a dominare il trasferimento termodinamico insieme ad un aumento di velocità. La simulazione del gas in questo caso è divisa in due casi:

• otticamente sottile - in questo caso si presume che il gas non riassorbi la radiazione proveniente dalle sue altre parti o unità di volume selezionate;
• otticamente denso - dove viene preso in considerazione l'assorbimento di radiazioni da parte del plasma, che viene poi riemesso includendo sul corpo del dispositivo.

La modellizzazione dei gas otticamente densi è un compito difficile, perché a causa del calcolo del trasferimento radiativo in ogni punto del flusso, l'entità del calcolo aumenta esponenzialmente con l'aumento del numero di punti considerati.

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Aviazione, paracaduti, parapendio

Velocità ipersonica

Razzo ipersonico sovietico X-90

Razzo ipersonico sovietico X-90 con ali piegate

La velocità ipersonica sta volando ad una velocità di QUATTRO velocità del suono e altro ancora. Tra gli specialisti dell'aviazione, il nome "velocità del suono" piuttosto che "velocità" è più spesso usato. Questo nome deriva dal cognome del fisico scienziato austriaco Ernst Mach (Ernst Mach), che ha studiato i processi aerodinamici che accompagnano il moto supersonico dei corpi. Quindi, 1Max è UNA velocità del suono. Di conseguenza, la velocità ipersonica è QUATTRO Mach e altro ancora. Nel 1987, il 7 dicembre, a Washington, i capi di stato dell'URSS e USA, Mikhail Gorbaciov e Ronald Reagan, firmarono l'accordo Pioneer e Pershing-2 sull'eliminazione dei missili nucleari a medio raggio. Come risultato di questo evento, ci fu una fermata nello sviluppo del missile da crociera strategico sovietico "X-90", che aveva una velocità di volo ipersonica. I creatori del razzo X-90 hanno ricevuto il permesso di condurre un solo volo di prova. Questo test di successo potrebbe portare a una grande ri-equipaggiamento dell'aeronautica dell'aeronautica sovietica con velocità di volo ipersonica, che potrebbe garantire la superiorità nell'aria URSS.

Aeromobile sperimentale supersonico americano Bell X-1

Nel 1943, la compagnia aerea americana "Bell" iniziò a creare l'aereo, che doveva superare la velocità del suono. Un proiettile sparato da un fucile vola più veloce della velocità del suono, quindi nessuno ha pensato alla forma della fusoliera del nuovo velivolo. Il suo design ha assunto un ampio margine di sicurezza. In alcuni punti, la lastra superava lo spessore di UN centimetro. La pollastra era pesante. A proposito di decollo indipendente non ci potrebbero essere domande. Nel cielo, il nuovo aereo è stato sollevato con l'aiuto di un bombardiere B-29. Aerei americani progettati per superare la velocità del suono, chiamato "X-1" (vedi l'articolo "Aereo sconosciuto"). La forma della fusoliera dell'X-1 potrebbe essere adatta alla velocità di volo ipersonica.

Il primo aereo supersonico sovietico La-176

Il pilota della prova civile Chalmers Goodlin ha stabilito una condizione: il premio per superare la velocità del suono è di 150.000 dollari! Quindi il salario del capitano dell'USAF era di $ 283 al mese. Un giovane capitano all'età di 24 anni Chuck Yeager, un ufficiale militare, un pilota di asino che abbatté 19 aerei fascisti, 5 di loro in una battaglia, decise che avrebbe superato la velocità del suono. Nessuno sapeva che durante il volo per superare la velocità del suono aveva due costole rotte, e il suo braccio destro non si muoveva molto bene. Questo è accaduto come conseguenza di una caduta da cavallo durante una passeggiata con sua moglie il giorno prima. Chuck Yeager capì che quello era il suo ultimo volo davanti all'ospedale e tacque, in modo che il volo NON fosse cancellato. Superare la velocità del suono sarà il primo passo verso l'avanzamento alla velocità di volo ipersonica.

Il primo missile balistico sovietico R-1 in posizione di lancio

Nel 1947, il 14 ottobre, un bombardiere strategico americano B-29 volò nel cielo da una base aerea segreta con un aereo attaccato allo scompartimento della bomba. A un'altitudine di circa 7 km, l'astronave con equipaggio di allora aveva una forma insolita. Qualche minuto dopo ci fu un botto assordante, come quando sparava a diverse pistole contemporaneamente, ma NON era un disastro. In questo giorno, il collaudatore americano Charles Elwood Yeager, meglio conosciuto come Chuck Yeager o Chuck Eager, per la prima volta nella storia dell'umanità ha superato la VELOCITÀ DEL SUONO su un velivolo EXPERIMENTAL X-1. L'aereo supersonico X-1 aveva una velocità massima di volo di 1.556 km / h, e questo è con un'ala dritta, il pratico soffitto X-1 è di 13.115 metri, la spinta massima del motore è di 2.500 kgf. Landed X-1 stesso, in una modalità di pianificazione. Più tardi nella stessa base aerea, meglio conosciuta come "Zone-51", situata nella parte inferiore del lago salato Groom (Groom), nel sud dello stato del Nevada, i veicoli sono stati testati con velocità di volo ipersonica.

Il primo missile balistico sovietico R-1 in volo

Da quando gli Stati Uniti hanno adottato la dottrina della guerra nucleare, il numero di bombardieri strategici negli Stati Uniti è quadruplicato. Migliaia di caccia F-80 e F-82 avrebbero dovuto difendere i bombardieri. Un anno dopo Chuck Yeager, il collaudatore sovietico Ivan Yevgrafovich Fedorov ha superato la velocità del suono del combattente La 176.

Il primo missile sovietico "Storm" sulla rampa di lancio durante il lancio

L'ampiezza dell'ala La-176 era di 45 gradi, la spinta massima del motore era di 2.700 kgf, il soffitto pratico era di 15.000 m, e la velocità massima era di 1.105 km / h. In quel momento, 2-3 velocità del suono sembravano essere il limite per gli aerei con equipaggio. Ma nel sito di test segreto dell'URSS, anche allora, un veicolo con una velocità di volo ipersonica era in fase di test. Era il razzo R-1 con una velocità massima di 1.465 m / se una distanza di volo di 270 km. I test di P-1 sono stati condotti presso il sito di test Kapustin Yar nella regione di Astrakhan. I futuri velivoli che si muovevano a velocità ipersonica richiedevano non solo nuovi motori e nuovi materiali, ma anche nuovi combustibili. Il carburante segreto per il missile balistico R-1 era l'alcol etilico della categoria di purezza più elevata.

Il primo missile alato sovietico "Storm" in volo

Il missile balistico R-1 è stato sviluppato sotto la guida di Sergei Pavlovich Korolev. In tutta onestà, diciamo che una parte degli specialisti di missili tedeschi che si sono trasferiti nell'URSS dopo la seconda guerra mondiale hanno preso parte attiva allo sviluppo dell'R-1. Il missile R-1 è stato il punto di partenza per lo sviluppo di missili balistici INTERCONTINENTAL, che avevano velocità ipersoniche e dovevano essere mezzi assolutamente INOLTABILI per consegnare armi nucleari. Il primo satellite artificiale della Terra e il primo volo con equipaggio nello spazio erano già dovuti alla comparsa di missili balistici intercontinentali.

Space Shuttle riutilizzabile nave spaziale americana sulla sua strada per il complesso di lancio

Il primo lancio di successo del missile balistico sovietico R-1 è stato effettuato il 10 ottobre 1948. Per raggiungere l'equilibrio militare con gli Stati Uniti, erano necessari missili con un raggio di volo di NON centinaia e migliaia di chilometri. I test dei missili Korolev hanno avuto successo, e ogni modello successivo ha acquisito una velocità di volo ipersonica sempre crescente e un raggio di volo crescente. La questione della sostituzione del carburante per missili è all'ordine del giorno. L'alcol etilico come combustibile non è più adatto a causa del suo scarso tasso di combustione e per la sua insufficiente capacità termica, cioè la quantità di energia. Il fatto è che per volare a velocità ipersoniche, solo HYDROGEN è adatto come carburante. Nessun altro elemento chimico può volare così velocemente! L'idrogeno ha un'alta percentuale di combustione e un'elevata capacità termica, ovvero un'elevata temperatura di combustione, pur avendo la più bassa quantità possibile di combustibile a idrogeno. Di conseguenza, quando si applica HYDROGEN si ottiene la massima spinta del motore. Oltre a tutto questo carburante HYDROGEN è ASSOLUTAMENTE ECOLOGICAMENTE PULITO carburante. P. Korolyov riteneva che fosse questo combustibile che avrebbe risolto il problema del movimento nello spazio vicino alla Terra a velocità di volo ipersoniche.

Space Shuttle Shuttle spaziale degli Stati Uniti durante l'operazione in orbita

Tuttavia, c'era un'altra soluzione per le velocità cosmiche. Fu proposto dai famosi accademici Mikhail Kuzmich Yangel e Vladimir Nikolaevich Chelomei. Era un liquido simile all'ammoniaca e, a differenza dell'idrogeno, era semplice e molto economico da produrre. Ma quando Korolev ha imparato cosa fosse, è venuto in HORROR! Questo eccellente carburante per razzi era chiamato HEPTIL. Risultò essere SEI VOLTE UN VELENO DELL'ACIDO SINILICO e in termini di grado di pericolo corrispondeva agli agenti tossici di ZARIN e FOSGEN! Tuttavia, il governo dell'URSS ha deciso che le armi a razzo erano più importanti delle possibili conseguenze e che dovrebbero essere create ad ogni costo. Successivamente, il razzo Yangel e Chelomey ha spinto il carburante dall'epto.

Razzo intercontinentale R-7 durante il lancio

Nel 1954, i servizi segreti sovietici ricevettero un messaggio segreto da un residente negli Stati Uniti, grazie al quale, in URSS, iniziarono i lavori per la creazione dell'aviazione con velocità di volo ipersonica. Negli Stati Uniti, questo progetto è stato chiamato Navajo. Due mesi dopo il messaggio segreto, il governo sovietico ha deciso di iniziare la creazione di un missile strategico WING. Nell'URSS, lo sviluppo di un simile missile è stato affidato all'ufficio di progettazione di S.A. Lavochkin (vedi l'articolo "Semyon Alekseevich Lavochkin"). Il progetto è stato nominato "Storm". In soli tre anni, "The Tempest" ha iniziato a essere sottoposto a test presso il sito di test di Kapustin Yar. La configurazione della "Storm" corrispondeva al moderno shuttle spaziale americano "Space Shuttle". Al momento del test "Storm" si è appreso che il progetto americano "Navajo" era CHIUSO. Ciò è accaduto, molto probabilmente a causa del fatto che i designer americani in quel momento non potevano creare i motori necessari.

Missile intercontinentale R-7 in volo

"Storm" non è stato progettato per la velocità di volo ipersonica, ma per una velocità leggermente inferiore, per TRE con velocità del suono HALF. Ciò era dovuto al fatto che all'epoca non erano ancora stati creati materiali che resistessero al RISCALDAMENTO della corrispondente velocità ipersonica. Inoltre, gli strumenti di bordo dovrebbero rimanere operativi ad una temperatura di riscaldamento elevata. Durante la creazione della "tempesta", hanno appena iniziato a sviluppare materiali che resistono a queste condizioni di temperatura di riscaldamento.

Al momento dei tre lanci riusciti del missile da crociera "Buri", che possiede una velocità ipersonica, il razzo Korolev, l'R-7, ha già lanciato il primo satellite artificiale Terra e la prima creatura vivente, un bastardo chiamato Laika, nell'orbita della Terra. A quel tempo, il capo dell'URSS, N.S. Khrushchev, in un'intervista per la stampa occidentale, dichiarò pubblicamente che il razzo R-7 poteva essere usato per installare una carica NUCLEARE e colpire QUALSIASI GOAL negli Stati Uniti. Da questo momento in poi, i missili balistici intercontinentali divennero la base della difesa spaziale spaziale dell'URSS. Il missile da crociera "Storm" è stato realizzato per svolgere lo stesso compito, ma l'allora governo sovietico ha deciso che il trascinamento di entrambi questi programmi allo stesso tempo sarebbe troppo costoso e la "Tempesta" era CHIUSA.

Aereo sperimentale americano X-31Rockwell

Alla fine degli anni '50 e durante gli anni '60, negli Stati Uniti e nell'URSS furono condotti esperimenti per creare una tecnologia aviazione avanzata con velocità di volo ipersoniche. Ma in strati densi dell'atmosfera, l'aereo si surriscaldava e in alcuni punti si scioglieva, quindi il raggiungimento di una velocità ipersonica nell'atmosfera ripetutamente veniva posticipato per un tempo sconosciuto. Negli Stati Uniti esiste un programma per la creazione di velivoli sperimentali chiamato "X", con l'aiuto del quale viene studiato il volo a velocità ipersonica. L'esercito americano nutriva grandi speranze per l'aereo sperimentale X-31, ma il 15 novembre 1967, dopo 10 secondi di volo a velocità ipersonica, l'X-31 esplose. Successivamente, il programma di velivoli sperimentali "X" fu sospeso, ma solo per un po '. Così, a metà degli anni '70, è stata raggiunta una velocità di volo ipersonica pari a 11 velocità del suono (3,7 km / s) sul velivolo sperimentale americano "X-15" ad un'altitudine di circa 100 km.

Aereo sperimentale americano X-31Rockwell

A metà degli anni '60, sia gli Stati Uniti che l'URSS, indipendentemente l'uno dall'altro e contemporaneamente, iniziarono a creare velivoli già prodotti in serie volando alla velocità di crociera di TRE Mach! Volare con TRE velocità del suono nell'ATMOSFERA è un compito molto difficile! Di conseguenza, KB Kelly Johnson della Lockheed Company e A. I. Mikoyan Design Bureau presso MiG (vedi l'articolo "Artem Ivanovich Mikoyan") ha creato due capolavori della tecnologia aeronautica. Gli americani - l'ufficiale dell'intelligence strategica "SR-71" Blackbird (vedi l'articolo "SR-71"). I russi sono i migliori caccia intercettori MiG-25 al mondo (vedi l'articolo MiG-25). All'esterno, l'SR-71 ha un colore nero, NON a causa della vernice nera, ma a causa del rivestimento in ferrite, che rimuove il calore in modo molto efficiente. Successivamente, l'SR-71 è stato portato a una velocità di volo ipersonico di 4.800 km / h. Il MiG-25 fu usato con successo durante la guerra Israele-Egitto come velivolo da ricognizione ad alta quota. L'intero volo sul MiG-25 su Israele ha richiesto DUE MINUTI. Le difese aeree israeliane sostengono che il MiG-25 ha una velocità del suono THREE WITH HALF (4.410 km / ho 1.225 m / s)!

Aereo ipersonico sperimentale americano X-15 con serbatoi di carburante aggiuntivi che vengono scaricati dopo l'uso di carburante

La superiorità aerea può essere fornita dall'aviazione aerospaziale. Come risultato del lavoro su questo argomento, sono apparsi i veicoli spaziali dell'USGEGE Space Shuttle e del Buran sovietico (vedi l'articolo Buran Spacecraft). Quando atterrano sulla Terra, l'astronave riutilizzabile entra nell'atmosfera alla prima velocità cosmica, 7,9 km / s, che è 23,9 volte la velocità del suono. Per proteggersi dal surriscaldamento quando si entra nell'atmosfera, le navi spaziali riutilizzabili all'esterno sono coperte con tessere CERAMIC speciali. È chiaro che anche con una violazione NON molto grande di questo rivestimento ceramico a velocità ipersonica, si verificherà una catastrofe.

Aereo sperimentale americano X-15 in volo

Dopo ricerche infruttuose di mezzi di protezione universali contro il surriscaldamento, la lotta per la superiorità aerea si è spostata su un'altra altitudine ultra-bassa. I razzi alati si spostarono su un'altitudine di volo di circa 50 metri, su, a velocità di volo ipersoniche, circa 850 km / h con tecnologia RELIEF PLAYING del terreno. Il missile da crociera americano ricevette il nome "Tomahawk" (Tomahawk) e l'analogo sovietico "X-55". Il rilevamento di un missile da crociera da parte di un radar è difficile perché il razzo stesso, a causa del nuovo sistema di homing, ha dimensioni ridotte e, di conseguenza, una piccola area riflettente. Inoltre, la sconfitta di un missile da crociera è difficile a causa di manovre attive e imprevedibili durante il volo. La creazione del missile da crociera sovietico X-55 è stata affidata al Raduga Design Bureau, guidato da Igor Sergeevich Seleznev.

Aereo ipersonico sperimentale americano X-15 dopo l'atterraggio

Tuttavia, i calcoli hanno mostrato che l'invulnerabilità quasi completa di un missile da crociera può solo fornire una velocità di volo ipersonica di 5-6 volte la velocità del suono (5-6 Mach), che corrisponde a una velocità di circa due km / s. Già ai primi test della nuova tecnologia, i progettisti hanno nuovamente affrontato lo stesso problema di surriscaldamento della temperatura. Quando è stata raggiunta una determinata velocità di volo ipersonica, la superficie del razzo si è riscaldata fino a quasi 1.000 gradi Celsius e sono stati i primi a disinnescare l'antenna di controllo. Poi Igor Seleznyov andò a Leningrado per l'impresa "Leninets", dove fabbricarono l'elettronica della radio di bordo. Gli specialisti non hanno dato una conclusione confortante. È impossibile far volare un razzo guidato a velocità ipersonica in strati densi dell'atmosfera.

Piano ipersonico strategico americano SCA Lockheed SR-71 Blackbird

Ma uno degli istituti di ricerca, vale a dire Vladimir Georgievich Freinstadt, propose un'idea originale. Perché il cherosene a bordo di un missile da crociera non dovrebbe essere usato come combustibile per la testa di guida come combustibile? Sono stati condotti esperimenti per creare un sistema di raffreddamento usando carburante a bordo, cherosene. Durante il lavoro, Freinstadt arrivò alla conclusione che il cherosene NON aveva abbastanza energia per volare a velocità ipersonica e che il carburante necessario per la velocità ipersonica era HYDROGEN. Ma Freinstadt ha suggerito di portare l'idrogeno dal kerosene a bordo del razzo. Il concetto di un tale motore si chiamava Ajax.

Veicolo spaziale sovietico riutilizzabile "Buran" Il rivestimento isolante termico della nave costituito da piastrelle CERAMIC speciali è chiaramente visibile

Al momento, questa idea sembrava troppo fantastica. Di conseguenza, fu adottato un missile da crociera con una velocità di volo subsonico dell'X-55. Ma anche un simile razzo è diventato un risultato scientifico e tecnico eccezionale. Breve descrizione del missile da crociera X-55: lunghezza - 5,8 m; diametro della cassa - 0,514 m; apertura alare - 3,1 m; peso iniziale - 1195 kg; distanza di volo - 2 500 km; velocità di volo - 770 km / h (214 m / s); altitudine di volo da 40 a 110 m; peso della testata - 410 kg; potenza della testata - 200 kt; precisione fino a 100 m. Nel 1983, dopo l'introduzione del missile da crociera Kh-55 in servizio presso il Ministero della Difesa, si pose la questione di limitare la creazione di un motore che fornisse la velocità di volo ipersonica. Ma è stato proprio quest'anno che il tema dell'aereo ipersonico ha cominciato ad apparire sempre più spesso nei rapporti dell'intelligence sovietica.

Navetta spaziale sovietica "Buran" in orbita

Come parte del programma Star Wars, il governo degli Stati Uniti ha iniziato a finanziare lo sviluppo di veicoli ugualmente in volo nell'atmosfera e nello spazio. Le armi aerospaziali fondamentalmente nuove dovevano essere veicoli con velocità di volo ipersoniche. Dopo il successo della creazione dell'X-55, Igor Seleznev, senza attendere la creazione dell'attuale modello della macchina Ajax, iniziò a sviluppare un missile da crociera che volasse a velocità ipersonica. Un tale missile era il missile da crociera "X-90", che avrebbe dovuto volare sul cherosene tradizionale a una velocità di oltre 5 Mach. KB Selezneva è riuscito a risolvere il problema del surriscaldamento della temperatura. Si presumeva che l'X-90 partisse da STRATOSPHERE. A causa di ciò, la temperatura del corpo del razzo è stata ridotta al minimo. Tuttavia, c'è stata un'altra ragione per l'adozione di un lancio di un tale razzo di altezza. Il fatto è che a questo punto nel tempo più o meno imparato come abbattere i missili balistici, imparare come abbattere gli aerei, e imparato come abbattere missili cruise volare a bassissime altitudini con velocità di volo subsoniche. Solo uno strato della stratosfera è rimasto intatto, è lo strato tra l'atmosfera e il cosmo. L'idea è nata per "fluire" inosservato precisamente nella regione della stratosfera, usando la velocità ipersonica.

Missile da crociera americano "Tomahawk" Lancio da un'installazione navale

Tuttavia, dopo il primo lancio riuscito dell'X-90, tutto il lavoro su questo missile è stato interrotto. Ciò è accaduto grazie all'ordine del nuovo leader dell'URSS, MS Gorbachev. A quel tempo a Leningrado, Vladimir Frainstadt ha organizzato un gruppo di scienziati entusiasti per creare il motore ipersonico Ajax. Questo gruppo di Freinstadt non ha semplicemente creato un'unità per l'elaborazione del cherosene in idrogeno, ma ha anche imparato a controllare il PLASMA distruttivo attorno al dispositivo, che si verifica durante il volo a velocità ipersonica. Ciò ha segnato una svolta tecnologica di tutti gli aerei con equipaggio! Il gruppo di Freinstadt ha iniziato a preparare il primo volo del modello ipersonico. Tuttavia, nel 1992, il progetto Ajax è stato chiuso a causa della cessazione dei finanziamenti. Negli anni '80, nell'URSS, lo sviluppo di aerei che volavano a velocità ipersonali era in prima linea nel mondo. Questo lavoro di base è stato perso solo negli anni '90.

Missile da crociera americano "Tomahawk" poco prima di colpire il bersaglio

L'EFFICIENZA e il PERICOLO degli aerei da combattimento che volavano a velocità ipersoniche era evidente anche allora, negli anni '80. Nel 1998, all'inizio di agosto, potenti esplosioni hanno tuonato nelle immediate vicinanze delle ambasciate americane in Kenya e Tanzania. Queste esplosioni furono organizzate dall'organizzazione terroristica mondiale Alkaida, guidata da Osama Bin Laden. Nello stesso anno, il 20 agosto, navi americane nel Mar Arabico spararono otto missili da crociera Tomahawk. Due ore dopo, i missili hanno colpito il territorio del campo terroristico situato in Afghanistan. Inoltre, in un rapporto segreto al presidente degli Stati Uniti, B. Clinton, gli agenti hanno riferito che l'obiettivo principale dell'attacco missilistico alla base di Alkaida in Afghanistan NON è stato raggiunto. Mezz'ora dopo il lancio dei missili, Bin Laden sui missili che volavano su di lui fu avvertito dalle comunicazioni via satellite e lasciò la base circa un'ora prima delle esplosioni. Da questo risultato, gli americani conclusero che una tale missione di combattimento poteva essere eseguita da razzi solo a velocità di volo ipersonica.

Missile da crociera russo X-55 prima di installarlo su un aereo

Pochi giorni dopo, il dipartimento di sviluppo avanzato del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti ha firmato un contratto a lungo termine con la società Boeing. La compagnia aerea ha ricevuto un ordine da molti miliardi di dollari per creare un missile da crociera universale con una velocità di volo ipersonica, SIX Mach. L'ordine è diventato un progetto su larga scala che permetterà agli Stati Uniti di creare armi e sistemi aeronautici promettenti. In futuro, i dispositivi ipersonici nel corso del loro sviluppo possono trasformarsi in dispositivi INTERMEDI, che possono passare ripetutamente dall'atmosfera allo spazio e viceversa, mentre manovrano attivamente. Tali veicoli, a causa della loro traiettoria di volo non standard e imprevedibile, possono essere molto pericolosi.

Missile da crociera russo X-55 prima dell'installazione sul Tu-160

Nel luglio 2001, il lancio del velivolo sperimentale X-43A è stato effettuato negli Stati Uniti. Doveva raggiungere la velocità di volo ipersonica, il Seven Mach. Ma l'unità si è schiantata. In generale, la creazione di attrezzature con una velocità di volo ipersonica di DIFFICOLTÀ è paragonabile alla creazione di armi atomiche. Ci si aspetta che gli ultimi missili americani da crociera ipersonici volino sulle alture della stratosfera. Recentemente, la corsa per creare un dispositivo ipersonico è ricominciata. Il motore del nuovo razzo ipersonico può diventare plasma, cioè la temperatura della miscela combustibile utilizzata nel motore diventerà uguale al PLASMA caldo. Non è ancora possibile prevedere l'ora dell'apparizione dei dispositivi con velocità di volo ipersonica in Russia, a causa di finanziamenti insufficienti.

Aereo ipersonico sperimentale americano X-43A

Presumibilmente nel 2060, il mondo inizierà una massiccia transizione di aerei passeggeri che sorvoleranno distanze di oltre 7.000 km, a velocità di volo ipersoniche con altitudini di volo da 40 a 60 km. Nel 2003, gli americani hanno finanziato le loro ricerche per il loro sviluppo futuro di aerei passeggeri con velocità di volo ipersoniche sull'aereo passeggeri supersonico sovietico Tu-144 (vedi gli articoli Tu-144 e Alexey Andreevich Tupolev). Un tempo, il Tu-144 è stato realizzato nella quantità di 19 pezzi. Nel 2003, uno dei tre Tu-144 rimasti è stato riparato e trasformato in un laboratorio volante nel programma RUSSIAN-AMERICAN per testare i sistemi di aeromobili di nuova generazione. Gli americani erano entusiasti del Tu-144 sovietico.

Velivolo supersonico sovietico Tu-144

Le prime idee di aeroplani a razzo, aeroplani ipersonici che volavano a una velocità di 10-15 Mach, apparivano già negli anni '30. Tuttavia, anche i progettisti più lungimiranti non avevano idea di quali difficoltà avrebbe dovuto affrontare l'idea, DI CONDIVIDERE A QUALSIASI PUNTO DEL NOSTRO PIANETA IN MEZZO DI UN'ORA. A velocità di volo ipersoniche nell'atmosfera, i bordi delle ali, prese d'aria e altre parti dell'aeromobile sono riscaldati al punto di fusione delle leghe di alluminio. Pertanto, la creazione di futuri velivoli ipersonici, è interamente associata alla chimica, alla metallurgia e allo sviluppo di nuovi materiali.

Aereo passeggeri supersonico sovietico Tu-144 Dopo l'atterraggio, sono stati rilasciati i paracadute freno

I motori a reazione tradizionali alla velocità di TRE Mach non sono più efficaci (vedere l'articolo "Aviation Innovations"). Con un ulteriore aumento della velocità, è necessario fornire la possibilità che la maggior parte del flusso d'aria di FORGING esegua il ruolo di un compressore, comprimendo l'aria. È sufficiente per questo, la parte di INPUT del motore è di rendere SUBJECTING. Con la velocità di volo ipersonica, il rapporto di compressione del flusso d'aria in entrata è tale che la sua temperatura diventa di 1.500 gradi. Il motore si trasforma nel cosiddetto motore DIRECT-FLOWING, senza parti rotanti. Ma allo stesso tempo funziona davvero!

Velivolo sperimentale americano X-43A con elica di razzo Pegasus attaccato a un bombardiere B-52 situato a terra

Un tempo, lo scienziato sovietico Vladimir Georgievich Freinstadt era impegnato nei problemi di raffreddamento con il cherosene, testate nucleari che volavano dallo spazio. Ora, i progettisti di tutto il mondo, grazie alla sua ricerca, stanno usando l'effetto di un brusco aumento dell'energia di combustione del cherosene surriscaldato a causa dell'uso rilasciato a temperature così elevate di HYDROGEN. Questo effetto fornisce una potenza molto elevata al motore, che fornisce una velocità di volo ipersonica. Nel 2004, gli americani hanno stabilito due volte record di velocità per i razzi senza equipaggio. L'X-43A è stato staccato dal bombardiere V-52 ad un'altitudine di 12.000 metri. Il razzo Pegasus lo accelerava alla velocità di TRE Mach, quindi l'X-43A lanciò il suo motore. La velocità massima di volo dell'X-43A era di 11.265 km / h (3.130 m / s), che corrisponde a 9,5 velocità del suono. Volare alla massima velocità ha impiegato 10 secondi ad un'altitudine di 35.000 metri. A una velocità di 9.5 Makhov il volo da Mosca a New York avrebbe richiesto meno di 43 minuti. Gli scienziati americani continuano a spostare la scienza aeronautica.

Aereo sperimentale americano X-43A con un'elica Pegasus collegata a un bombardiere B-52 in volo

Aereo sperimentale americano X-43A in volo dopo la separazione dal B-52