Хороший самолёт должен быть быстрым!

alex_anpilogov — 17.02.2015

Продолжая наш рассказ о гиперзвуке, начатый в первой и второй частях, надо всё-таки чётко определить — зачем нам нужен гиперзвуковой летательный аппарат?

Конечно же, интуитивно уже понятно, что обычных, "земных" применений такого аппарата на нынешнем уровне развития общества и технологии, немного.
Ни о каком "рейсовом пассажирском гиперзвуковом самолёте" пока говорить не стоит: никакой даже самый богатый Буратино не сможет оплатить билет на такой самолёт, даже если ему выпишут потом сертификат астронавта или нальют лишний бокал "Вдовы Клико", предложив тут же бутерброд с отборной чёрной икрой.

Возможность пассажирских перевозок на гиперзвуке — перспектива очень и очень отдалённого будущего. Ведь даже проекты "Конкорда" и Ту-144, которые летали при гораздо более "спокойных" сверхзвуковых скоростях, в итоге оказались слишком сложными и дорогостящими для рейсовой пассажирской авиации.


Да, многие тут вспомнят мне о замечательном проекте SpaceShipOne.
"Ну ведь всё-таки можно тягать по одному туристу почти что в космос, к границам земной атмосферы!"

На что я, в общем-то, резонно отвечу: "Господа, даже если оставить за кадром вопросы необходимости самого космического туризма, надо сказать честно: SpaceShipOne — это никакой не гиперзвук."

Всё дело в том, что SpaceShipOne, хотя и позиционируется, как "гиперзвуковой летательный аппарат", таковым по факту не является.


SpaceShipOne с разгонной ступенью White Knight.

Во-первых, SpaceShipOne ни на одном из участков своей траектории не достигает гиперзвуковых скоростей (которые, как мы помним, начинаются за пределом 5М). Максимальная скорость, которую имеет SpaceShipOne — это 3,09М или около 3500 км/час, которые он получает в момент отключения маршевого двигателя своей второй, суборбитальной ступени.
Ну а во-вторых — никакой ГПВРД на SpaceShipOne не стоит — он использует, как и старый-древний Х-15, всё те же технологии ракетного двигателя. Для SpaceShipOne лишь разработали специальные малотоксичные высококипящие компоненты топлива, а вся его сверхоблегчённая конструкция заточена на единственную задачу — достигнуть любой ценой высоты в 100 километров, которая уже официально по международным правилам является нижней границей настоящего космоса.
После чего счастливому пассажиру SpaceShipOne, в общем-то, и можно выдавать сертификат космического туриста.

Что можно сказать по этому поводу?
«Это фантастический опыт, — поделился своими впечатлениями пилот Брайан Бинни на послеполётной пресс-конференции. — Трудно, конечно, описать. Просто когда корабль достигает высшей точки полёта, двигатель выключается, и ты понимаешь, что больше не чувствуешь своей тяжести, наступает настоящая эйфория. За иллюминатором темнота, а где-то внизу яркая Калифорния… Это фантастическое ощущение. Там свобода! Вы все должны испытать и заплатить за это!»


Как видите — ни SpaceShipOne, ни SpaceShipTwo не штурмуют высоты гиперзвука или передний край технологии ГПВРД.
Старый ракетный двигатель SpaceShipTwo за работой.

Стоимость билетов для "почти космонавтов" уже озвучена на сайте следующей модели — SpaceShipTwo. И составляет 250 тысяч долларов США. Правда, после недавней катастрофы второй ступени SpaceShipTwo, которая произошла 31 октября 2014 года, в ходе которой один из пилотов ракетоплана погиб, а второй получил травмы, билеты на ракетоплан, возможно, подешевеют. И станут гораздо доступнее широким народным массам.
В любом случае, даже безусловно желая успеха Берту Рутану и его детищу, надо понимать, что оба концепта — и SpaceShipOne, и SpaceShipTwo — не более, чем стандартные сверхзвуковые ракетопланы, которые могут с небольшой группой избранных достигнуть нижней кромки космоса и, после непродолжительного состояния невесомости, длящейся около 6 минут и наблюдения за красотами Калифорнии из космоса — вернуться на землю. Если повезёт.

Значит, сугубо гражданские, даже столь экзотические, как космический туризм направления пока отпадают в качестве задач для гиперзвукового аппарата. Катать туристов к "воротам космоса" можно и на сверхзвуке (правда, зачем рисковать, если и так страшно?).
Те же задачи, в принципе, ставятся и решаются подобным образом и конкурентами SpaceShip в деле космического туризма. Единственно, что название их программы звучит по-русски уж совсем матерно.

Остаются военные и учёные. То бишь — война в воздухе во всех её проявлениях и вывод грузов на околоземную орбиту.

Американские военные, после успехов NASA в деле допиливания концепции советско-российского "Холода" на базе аппарата Х-43А, решили пока не пытаться делать пилотируемые гиперзвуковые аппараты, а создали первый протитип гиперзвуковой крылатой ракеты, названный Х-51A:
Белая хищная птица под крылом В-52 — экспериментальная крылатая ракета Х-51А. Сзади — серый ракетный ускоритель.

Наиболее успешный запуск Х-51А из трёх проведенных на текущий момент, произошёл 1 мая 2013 года, когда ракета, запущенная с борта бомбардировщика B-52, достигла высоты 18200 метров и развила скорость в 5,1М. Полёт крылатой ракеты продолжался в течение шести минут, за которые ракета пролетела расстояние в 426 километров.
Скорость в 5,1М уже находится "за" порогом настоящего гиперзвука, что и показывают "хищные", стреловидные формы самой ракеты и конфигурация её щелевидных воздухозаборников.

При условии доведения ракеты до серийного состояния это будет грозное оружие, которое позволит армии США бороться с самыми высокоскоростными современными воздушными целями или же внезапно поражать цели на земле и на море.
Кроме того, достижением Х-51А является то, что скорость в 5М была впервые достигнута на обычном углеводородном топливе, а не на каком-то «эксклюзиве» вроде водорода. Х-51А использовала для этого JP-7 — низкоиспаряемый керосин, применявшийся на знаменитом SR-71.

А что сейчас в военном плане планируется к созданию в России?
Во-первых, стоит сразу же уйти от тех же ошибок, которые часто делают различные военные обозреватели, которые считают, что гиперзвуковая скорость — это просто "чуть-чуть" более быстрый сверхзвук.
По факту, как я уже писал в первой части рассказа, гиперзвуковое и сверхзвуковое движение отличаются столь же сильно, как отличаются дозвук и сверхзвук.

Поэтому — пробежимся по тем военным разработкам позднего СССР и России, которые ставили задачу приближения к гиперзвуку (или даже его возможного штурма), но так и не вышли на заветный рубеж 5М. Но которые, тем не менее, часто упоминаются, как "гиперзвуковое оружие".

1. Стратегическая крылатая ракета "Метеорит" (индекс 3М25):



Разрабатывалась ещё в СССР, начиная с 1977 года. Разработка ракеты прекращена в 1992 году, затем возобновлена в 2000-е годы, новейшие результаты работы над проектом не разглашаются.
История создания и испытаний достаточно полно изложена вот по этой ссылке, но нам важен конечный результат — достигнутая "Метеоритом" скорость.
Максимальная скорость "Метеорита" на испытаниях составила 3М или же 3500 км/час. Не гиперзвук, а лишь хороший сверхзвук. Лучше, чем у "Ониксов" или "Гранитов", но даже недостаточно, чтобы догнать "Чёрного Дрозда".

2. Экспериментальный гиперзвуковой летательный аппарат (ГЭЛА):



Прототип крылатой ракеты с экспериментальными двигателями, который разрабатывался в рамках работ над крылатой ракетой Х-90, начиная с конца 1970-х годов в СССР. Работы по самой ракете были закрыты в 1992 году, на фотографии — публичное появление ГЭЛА на выставке МАКС-1995.
Согласно имеющейся информации, на ГЭЛА было запланировано устанавливать два различных концепта двигателя: либо усовершенствованный СПВРД, рассчитанный на скорость 4,5М и прошедший в конце 1980-х годов наземные испытания, либо же — экспериментальный ГПВРД, который бы смог достигнуть скорости в 6М, что уже лежало бы за формальной границей "настоящего" гиперзвука.
Однако, из-за развала СССР экспериментальный ГПВРД для ГЭЛА так и не был создан — как мы помним, первый полёт "Холода" состоялся только в 1991 году, а потом все последующие 1990-е годы программа отечественного гиперзвука испытывала постоянные финансовые трудности.
В итоге ГЭЛА так никогда и не летала с гиперзвуковыми скоростями и не является гиперзвуковым летательным аппаратом, хотя и несёт часть его особенностей — в частности, характерные "рваные", остроконечные линии гиперзвуковых обводов корпуса.

3. Крылатая ракета Х-90.
Фотографии из открытых источников отсутствуют, в Сети лишь есть несколько обрывков информации о данном изделии, но даже они позволяют сказать, что прототип ракеты Х-90 никак не мог являться гиперзвуковым летательным аппаратом.
Согласно заявлению действительного академического советника Академии инженерных наук РФ Юрия Зайцева экспериментальный образец прототипа ракеты Х-90 в начале 1980-х годов достиг скорости в 3-4М.
Скорее всего, в этом случае речь может идти об использовании усовершенствованного СПВРД от ракет предыдущего поколения и, в общем-то, логично в плане того, что в рамках работ над усовершенствованием ракет Х-55, которыми должны были стать Х-90, были выбраны два направления — попытка форсировать существующие СПВРД и, одновременно, разработка ГЭЛА, на которой должны были себя зарекомендовать перспективные СПВРД и новые, ещё не созданные в 1980-х годах, ГПВРД.
В любом случае, согласно последним заявлениям, пока работы и по Х-90 и по ГЭЛА в полном объме так и не возобновлены. Кроме того, учитывая, что согласно данного источника, "ГЭЛА «неактуален уже 10 лет» и «каких-либо опытных экземпляров там не производится»", речь идёт именно об эволюционном развитии старых СПВРД для нужд перспективной ракеты Х-90, а не о возможном штурме барьера гиперзвука.

4. Проект крылатой ракеты "Болид", проект крылатой ракеты "Циркон", проект крылатой ракеты "Брамос-2"



Новый проект крылатой ракеты, который ведёт "НПО Машиностроения".
Официальная информация о проекте очень обрывочная, базирующаяся в основном на скрупулёзном анализе утечек в открытую прессу.
Основные данные приведены по вышеприведенным ссылкам.
Согласно информации, ракетный комплекс "Циркон" (в экспортном варианте - "Брамос II") должен быть принят на вооружение в 2020 году.
Однако, судя по имеющимся данным, его скорость не превысит 4,5М, что тоже не выводит его в разряд гиперзвукового оружия. Но, судя по выбранным формам для обводов ракеты — конструкторы пока не теряют надежды на то, что разработчики ГПВРД в ближайшем будущем смогут обеспечить им двигатель, который позволит им побороться за настоящий гиперзвук.

Что же есть в активе у России, после того, как мы отбросили все заведомо не гиперзвуковые проекты?
Есть наследие "Холода".
Прямым продолжателем работ, начатых в программе «Холод» является летающая лаборатория «Игла» (Исследовательский Гиперзвуковой Летательный Аппарат).


ГЛЛ "Игла" на выставке МАКС-1999.

Изначальным заданием на «Иглу», которое было выдано ещё в 1999 году, определялась скорость в пределах от 6М до 14М, которую предполагалось достигать на высотах от 25 до 50 километров. Кроме того, новая летающая лаборатория должна была иметь значительно большую продолжительность самостоятельного полета, чем «Холод», позволяя достигать времени гиперзвукового полёта в 7-12 минут. Выводить на нужную высоту и разгонять «Иглу» до скорости включения двигателя должна была ракета-носитель «Рокот», затем, с целью удешевления стоимости запуска, было предложено использовать для этих целей самолёты-носители.

С тех пор, к сожалению, информация об испытаниях «Иглы» совершенно отсутствует. Это свидетельствует либо о засекречивании таковых работ — либо же о продолжающемся поиске финансовых средств со стороны ЦИАМа на предмет продолжения работ по гиперзвуку.
В пользу второго варианта, к сожалению, свидетельствует тот момент, что прототип «Иглы» по-прежнему появляется на военных и специализированных выставках, понемногу уменьшаясь в размерах:


ГЛЛ "Игла" на выставке "Двигатели-2010".


ГЛЛ "Игла" на выставке МАКС-2011.

Исходя из вышеизложенного, можно констатировать: у России пока ещё есть все возможности "догнать и перегнать" США в плане создания реального гиперзвукового оружия.
Скорее всего, наиболее реальным проектом для военных была бы оперативно-тактическая или стратегическая крылатая ракета, которая бы смогла стартовать с бомбардировщика-носителя, достигать скорости запуска своего маршевого ГПВРД с помощью ракетных ускорителей, а потом бы переходила на полёт с использованием своего собственного гиперзвукового двигателя.

В случае, если бы такая ракета обеспечивала скорость в пределах от 7 до 14М, она бы была реальной угрозой для безопасности вероятного противника, обеспечивая подлётное время в районе 1 часа к выбранной цели практически из любого места земного шара. Кроме того, высокая скорость ракеты не позволяла бы перехватить её стандартными средствами ПВО и ПРО и вынуждала бы вероятного противника использовать сложные схемы по борьбе с ней.

Вот чего хотят военные от будущего гиперзвука.

А в чём интерес учёных, которым хочется в космос?

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив