Gần đây, hàng ngày, bạn bắt gặp những thông báo trên sóng siêu âm: "Đầu đạn của tên lửa cơ động, bay ở tốc độ siêu âm và ở tầm liên lục địa …" "Một động cơ phản lực siêu âm đang được thử nghiệm ở Nga!" Vân vân và vân vân.
Một bức tranh tuyệt đẹp ngay lập tức hiện ra trước mắt một người đàn ông bình thường trên đường phố - máy bay siêu thanh cất cánh và bắn trúng tên lửa của họ, một lần nữa vào các mục tiêu siêu thanh, liên lục địa … Cả bản thân máy bay và tên lửa phản lực của họ đều tàng hình và không bị đánh chặn.
Có phải như vậy không? Hãy xem nào
Bài báo xem lại "Siêu âm, dòng trực tiếp, ruồi" trong "Công nghệ - Tuổi trẻ" từ năm 1991.
Bài báo viết: “Động cơ scramjet, hay như người ta nói,“dòng trực tiếp siêu âm”, sẽ cho phép bay từ Moscow đến New York trong 2-3 giờ, rời chiếc máy có cánh từ bầu khí quyển vào không gian. Một máy bay hàng không vũ trụ sẽ không cần máy bay tăng áp, như đối với Zenger, hoặc phương tiện phóng, đối với tàu con thoi và Buran, - việc vận chuyển hàng hóa lên quỹ đạo sẽ rẻ hơn gần mười lần. Bài báo được viết bởi Yuri SHIKHMAN và Vyacheslav SEMENOV, các nhà nghiên cứu tại CIAM.
Tất nhiên, tôi rất quen biết với cả hai người, vì tôi đã tham gia cùng họ trong nhiều công trình về chủ đề của viện. Kể cả về chủ đề scramjet. Mặc dù phần công việc của tôi không thuộc về cái chính và cái chính, nhưng nó vẫn cần thiết và quan trọng. Tôi đã tham gia vào công việc này vào năm 84, với tư cách là một chuyên gia trẻ và nhà nghiên cứu cấp cơ sở. Vào thời điểm đó, Ruvim Isaevich Kurziner vẫn là người lãnh đạo tất cả các công việc về chủ đề "Lạnh" tại CIAM.
Động cơ phản lực có kinh nghiệm về chủ đề "Lạnh", hoặc sản phẩm 057, là một phần của phòng thí nghiệm bay siêu âm (HLL), là một đối tượng nghiên cứu, nhiệm vụ chính của nó là chứng minh khả năng đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu-không khí tại tốc độ siêu âm của dòng chảy chất lỏng làm việc trong mạch buồng đốt. Không thể mô phỏng tất cả các chế độ đốt cháy trên mặt đất, vì vậy người ta quyết định điều tra một vấn đề như vậy trong điều kiện bay thực tế.
Một tên lửa phòng không 5В28 thuộc tổ hợp С-200В (SA-5) được sử dụng làm tàu sân bay, máy gia tốc và mô phỏng các chế độ bay cho nghiên cứu. Thay vì phần đầu của GLL được gắn với một động cơ scramjet với bình nhiên liệu và các hệ thống kiểm soát và bảo dưỡng.
Chuyến bay đầu tiên của GLL với một máy bay phản lực được thực hiện vào ngày 28 tháng 11 năm 1991. Trong lần bay thử đầu tiên của động cơ scramjet, số M tối đa là 5, 8, động cơ làm việc tổng cộng 28 s, trong suốt chuyến bay nó tự động bật hai lần. Do đó, lần đầu tiên trên thế giới trong điều kiện bay thử nghiệm, hiệu suất của một động cơ phản lực siêu âm (tạp chí "Động cơ" số 6 năm 2006).
Trong giai đoạn 1991-98, khoảng 8 lần phóng (bao gồm cả ném). Ngoài các chuyên gia Nga, người Pháp đã tham gia nghiên cứu động cơ máy bay phản lực thử nghiệm - vào năm 1992 và 1995 theo hợp đồng với Trung tâm Khoa học Quốc gia Pháp (ONERA), và vào năm 1997 và 1998 - người Mỹ, theo hợp đồng với Mỹ. Cơ quan Vũ trụ Quốc gia (NASA).
Vậy là đã hơn 20 năm trôi qua. Những gì chúng tôi có?
Có máy bay siêu thanh, tức là, bay ở tốc độ siêu âm (M> 5) không? Có
Đầu tiên, có các tàu quỹ đạo Buran và tàu con thoi.
Ví dụ, trở về từ quỹ đạo "Buran", có kế hoạch khoảng nửa giờ siêu âm ở khoảng cách khoảng 8000 km từ độ cao 100 km và lên đến 20.
Đặc điểm kỹ thuật và chiến thuật của OK "Buran" ở chế độ giảm dần ở tốc độ siêu âm:
• Trọng lượng phóng - 105 tấn
• Khoảng cách đến bãi đáp - 8270 km
• Tốc độ trên quỹ đạo đi xuống - khoảng 7, 592 … 0, 520 km / s (27.330-1.872 km / h). 27-1, 8Max
• Phạm vi độ cao xuống - 100 … 20 km
Hãy tiến hành một "thí nghiệm suy nghĩ". Liệu có thể quay lại toàn bộ hồ sơ hạ cánh của "tàu vũ trụ quỹ đạo siêu thanh" "Buran" không?
Có thể!
Để làm được điều này, chúng ta cần một tên lửa phòng không "Energia".
"Và nếu trên GPRD?" - người đọc sẽ hỏi. Có thể. Nhưng đối với điều này, trước tiên cần phải "đẩy" toàn bộ hệ thống bằng một thứ gì đó tương tự như PRD để đảm bảo rằng GPJE đạt được chế độ. tăng tốc "bột". Và sau đó đưa nó lên quỹ đạo tròn, "nuôi" các động cơ bằng lượng oxy dự trữ hoặc trên động cơ tên lửa sạch. Kết quả là, "tiết kiệm" trên chất oxy hóa, khi sử dụng oxy khí quyển trên động cơ scramjet, sẽ rất tốt, khoảng 20%. Nhưng sau đó có rất nhiều khó khăn mà Chúa cấm!
Các kỹ sư có hình dung về loại "hệ thống tiết kiệm" sử dụng không khí bên ngoài không? Có, càng nhiều càng tốt! "Zenger" và "Hotol" cũng vậy.
Và … hãy nói một cách khiêm tốn - phiên bản đầu tiên của ICBM Topol nổi tiếng thế giới. Vâng, thực sự! Toàn bộ hệ thống này được gọi là "Gnome"
"Gnome" là tên lửa đạn đạo xuyên lục địa ba giai đoạn được trang bị động cơ đẩy chất rắn ramjet giai đoạn một, động cơ đẩy chất rắn giai đoạn hai và ba cùng một máy gia tốc. Thiết kế được thực hiện từ đầu những năm 60 tại Cục Thiết kế Cơ khí (Kolomna) dưới sự lãnh đạo của Boris Shavyrin.
Tầm bắn tối đa, km 11000
Trọng lượng khởi động, t 29
Trọng lượng tải trọng, kg 470
Chiều dài tên lửa, m 16, 14
Số bước 3
Sau đó, nhà thiết kế của MIT A. D. Nadiradze, dựa trên kinh nghiệm tạo ra OTR "Temp" di động, đã đề xuất một dự án ICBM trên động cơ nhiên liệu rắn thông thường. Anh được sự ủng hộ của lãnh đạo Bộ Công nghiệp Quốc phòng và kết quả là chúng tôi đã nhận được một tàu chiến liên lục địa di động “Temp-2S” nặng 45 tấn. Hơn nữa, sự hiện đại hóa và cải tiến của nó - "Pioneers" (RSD) và "Topol" (MBR) … Nhiều người coi đây là sự quỷ quyệt của anh ta (45 tấn thay vì 29 như đã hứa). Tuy nhiên, điều tương tự cũng có thể xảy ra với "Gnome". Tính toán là một chuyện - triển khai thực tế là một chuyện khác!
Tên lửa hành trình liên lục địa siêu thanh "Tempest" ("sản phẩm 351"), gần nhất với các thông số yêu cầu của máy bay có động cơ scramjet.
Chiều dài, m - 20, 396
Sải cánh, m - 7, 746
Chiều cao, m - 6, 642
Diện tích cánh, m2 - 44,6
Trọng lượng khởi động, kg - 98.280
Khối lượng của giai đoạn duy trì ban đầu, kg - 33,522
Trọng lượng đầu đạn, kg - 3403
Tốc độ bay, km / h - 3300
Độ cao bay, km - 18 - 25, 5
Phạm vi, km - 7830
Về mặt lý thuyết, hệ thống này, sử dụng vật liệu, nhiên liệu hiện đại, "máy gia tốc" đẩy chất rắn, có thể được tăng tốc, có thể lên đến Mach 5. Nhưng đây là câu hỏi: liệu nó có siêu vượt trội so với các ICBM hiện có không?
Thời gian tiếp cận mục tiêu ở cự ly tối đa sẽ là khoảng 1,5 giờ (ICBM - 30 phút).
Sẽ có một số lợi ích - ví dụ: độ trễ phát hiện.
ICBM được phát hiện khá nhanh, thứ nhất là ngọn đuốc ban đầu và thứ hai là độ cao tăng dần của quỹ đạo đạn đạo (lên đến 1600 km).
Mặc dù "Topol-M" và "Yarsy" cuối cùng của chúng tôi và những người khác cùng họ, theo họ, có thể bay trên các tuyến đường tròn gần như kiểu khác, chẳng hạn như (100-200 km), đó là lý do tại sao sức mạnh của chúng tỷ lệ và khối lượng khác biệt đáng kể so với "Minutemans" gầy được tối ưu hóa cho quỹ đạo đạn đạo.
Về vấn đề này, tôi nhớ lại sự nhiệt tình của một kỹ sư tên lửa NASA (hoặc Lầu Năm Góc) - “người Nga không biết cách chế tạo tên lửa, thậm chí họ còn có những tên lửa hiện đại nặng hơn và lớn hơn của chúng ta, được phát triển vào những năm 70. Những câu cảm thán, tuy nhiên, nhanh chóng tắt lịm. Rõ ràng, những đồng đội có năng lực hơn đã giải thích cho anh ta vấn đề là gì …
Vì vậy, câu hỏi chính đối với máy bay tên lửa siêu thanh là - chúng có cần thiết hay chúng ta sẽ kiềm chế ngay bây giờ?
Như chúng ta đã thấy, tên lửa và tàu quỹ đạo đã được thực hiện từ lâu, mặc dù không phải trên động cơ scramjet.
Và về những chiếc máy bay …
Trong hơn 20 năm, quân đội đã giữ M <3,5 (SR-71, Sotka, MiG-31). Tốc độ tăng hơn nữa không đồng nghĩa với lợi thế bổ sung, tất cả giống nhau, tên lửa phòng không trên động cơ nhiên liệu rắn sẽ có được nó nếu chúng đánh chặn đầu ICBM và vệ tinh trên không gian thứ nhất.
Về tàu điện dân dụng …
Đối với tôi, dường như những chiếc máy bay nhanh như vậy là cần thiết trước thời đại của Internet. Lý do tại sao bạn hỏi? Và bởi vì bây giờ các doanh nhân, doanh nhân và quan chức của tất cả các sọc không cần phải vội vã nhanh chóng trên khắp các châu lục: chúng vẫn sẽ không hoạt động nhanh hơn chữ ký điện tử và hội nghị truyền hình.
Và tuy nhiên, nếu ai đó thiếu kiên nhẫn - muốn nhìn thấy một đứa con trai mới sinh hoặc bắt đầu một kế hoạch cho sự ra đời của nó - họ sẽ phải tiết chế sự nhanh nhẹn của mình. Và từ từ "nôn", như những người bạn của tôi, những người theo chủ nghĩa tự ái của thương hiệu BMW nói, với một con ngựa buổi tối ở dạng đường chính hoặc "dưa hấu" hoặc "Boeing" với tốc độ trung bình 900 km / h, trà, chúng ta đến muộn với thế giới tiếp theo …
Nhưng động cơ siêu âm - động cơ scramjet, đặc điểm phân biệt chính của nó là dòng chảy siêu âm của chất lỏng làm việc qua buồng đốt, vẫn chưa được tạo ra.
Có thể ai đó sẽ thành công. Hơn nữa, từ các nhà phát triển không được cảnh báo rằng điều đó là không thể, và họ, mà không biết điều đó, đã thực hiện và thực hiện một dự án tuyệt vời. Lịch sử khoa học kỹ thuật cũng biết đến những ví dụ như vậy …
* Trong chế tạo động cơ, người ta phân biệt hai dạng hoạt động không ổn định của động cơ phản lực - "dâng" và "ngứa" ở cửa vào. "Ngứa" - xung động không khí tần số cao trong khu vực chế độ hoạt động siêu tới hạn của bộ khuếch tán đầu vào động cơ, được coi là một âm thanh ngứa đặc trưng. Ngược lại, "tăng" là rung động tần số thấp hơn. Ngứa là do sự gián đoạn dòng chảy trong ống dẫn phía sau họng máy khuếch tán.
