гиперзвук что это такое
Про гиперзвук от специалиста.
Мне задают вопросы про испытания новой ракеты «Авангард» с «гиперзвуковыми» (называется скорость полета в атмосфере 20-27 Махов, т.е. скоростей звука) боевыми блоками.
Двигатель может быть ракетным (жидкостным или твердотопливным) или воздушно-реактивным (например гиперзвуковым прямоточным воздушно-реактивным).
Ракетный двигатель работает очень непродолжительное время, измеряемое секундами (десятками). Поэтому аппарат с ракетным двигателем сначала набирает скорость, а потом, после выработки топлива и выключения двигателя, летит по инерции, тормозясь сопротивлением встречного потока воздуха. Именно поэтому ракета, часть времени летя со сверхзвуковой скоростью, НЕ ЯВЛЯЕТСЯ гиперзвуковым летательным аппаратом. Соответственно, «Кинжал» является аэробаллистической ракетой «Искандер» воздушного базирования, но не гиперзвуковым летательным аппаратом. Как те же «Сатана» или «Искандер».
Установившийся гиперзвуковой полет может обеспечить только гиперзвуковой воздушно-реактивный двигатель (ГПВРД), выгодно отличающийся от ракетного тем, что если для него топливо (горючее и окислитель) запасаются на борту летательного аппарата и сжигаются за десятки секунд, то у гиперзвукового аппарата с ГПВРД на борту только горючее, а окислитель (кислород) берется из окружающей атмосферы. Именно это обеспечивает на порядки более высокую эффективность (экономичность) ГПВРД, и время его работы десятки минут и более.
Почему «Холод»? Да потому что топливом для гиперзвуковых летательных аппаратом может быть только жидкий водород или сжиженный газ, теплоемкость которых помогает охлаждать аппарат и гиперзвуковой двигатель в полете.
Еще два момента, требующие пояснений, судя по комментам на пуск «Авангарда».
Повышение рабочих температур теплозащитных материалов
Гиперзвук. Это сколько?
Сначала стоит конечно определиться, гиперзвук – это сколько? Принято считать, что гиперзвуковая скорость, это скорость выше 5 М, то есть больше пяти чисел Маха, а если совсем просто, то это скорость в пять раз превышающая скорость звука.
Вам интересно сколько это в километрах в час? От 5380 км/ч до 6120 км/ч, в зависимости от параметров среды (для самолета — воздуха), то есть от плотности воздуха, которая разная на разных высотах полета. Так что, для простоты восприятия, все таки лучше пользоваться числами Маха. Если скорость воздушного судна превысила значение 5 М — это гиперзвуковая скорость.
Собственно почему именно 5 М? Значение 5 было выбрано потому, что при такой скорости начинают наблюдаться ионизация потока газа и другие физические изменения, что конечно влияет на его свойства.
Эти изменения особенно заметны для двигателя, обычные ТРД (турбореактивные двигатели) просто не могут работать на такой скорости, нужен принципиально иной двигатель, ракетный или прямоточный (хотя на самом деле он и не такой уж другой, просто в нем отсутствует компрессор и турбина, а свою функцию он выполняет так же: сжимает воздух на входе, смешивает его с топливом, сжигает в камере сгорания, и получает реактивную струю на выходе).
Фактически, прямоточный двигатель, это труба с камерой сгорания, очень просто и эффективно на большой скорости. Вот только у такого двигателя есть огромный недостаток, ему для работы нужна определенная начальная скорость (своего компрессора то нет, нечем сжимать воздух на малой скорости).
Важно замечание. Говорить о гиперзвуковой скорости можно только в случае достижения его в атмосфере. Если же аппарат (боевой блок межконтинентальной ракеты, сама ракета или спутник) двигаются вне атмосферы (в космосе, где сопротивление ничтожно мало), ни о какой гипер-скорости речи нет.
Например, межконтинентальная ракета, развивает скорость около 7 км/сек вне атмосферы, это примерно 25 200 километров в час! Но это не гиперзвук, это не в атмосфере.
История скорости
В 50-е годы шла борьба за достижения скорости звука. Когда инженеры и ученые поняли, как ведет себя самолет при скорости выше скорости звука и научились создавать летательные аппараты предназначенные для таких полетов, пришло время идти дальше. Заставить самолеты летать еще быстрее.
В 1967 году американский экспериментальный летательный аппарат X-15 достиг скорости 6,72 М (7274 км/ч). Он был оснащен ракетным двигателем и летал на высотах от 81 до 107 км (100 км, это линия Кармана, условная граница атмосферы и космоса). Поэтому, правильнее называть X-15 не самолетом, а ракетопланом. Взлететь самостоятельно он не мог, ему требовался самолет-разгонщик. Но все таки, это был гиперзвуковой полет. Причем, летали X-15 с 1962 по 1968 годы, а 7 полетов на X-15 совершил тот самый Нил Армстронг.
Стоит понимать, что полеты вне атмосферы, какими бы быстрыми они не были не корректно считать гиперзвуковыми, ведь плотность среды в которой движется летательный аппарат очень мала. Эффектов присущих сверхзвуковому или гиперзвуковому полету просто не будет.
В 1965 году YF-12 (прототип знаменитого SR-71) достиг скорости 3,331,5 км/ч, а в 1976 уже сам серийный SR-71 — 3,529,6 км/ч. Это «всего лишь» 3,2–3,3 М. Далеко не гиперзвук, но уже для полетов на этой скорости в атмосфере пришлось разрабатывать специальные двигатели, которые на малых скоростях работали в обычном режиме, а на высоких в режиме прямоточного двигателя, а для пилотов — специальные системы жизнеобеспечения (скафандры и системы охлаждения), так как самолет нагревался слишком сильно. Позднее, эти скафандры использовались для проекта Шаттл. Очень долгое время SR-71 являлся самым скоростным самолетом в мире (летать он перестал в 1999 году).
Советский Миг-25Р теоретически мог достичь скорости в 3,2 М, но эксплуатационная скорость ограничивалась значением 2,83 М.
В те же 60-е в США и СССР существовали проекты космических проектов X-20 «Dyna Soar» и «Спираль» соответственно. Для Спирали изначально предполагалось использование гиперзвукового самолета-разгонщика, потом сверхзвукового, а потом проект вообще закрыли. Та же судьба постигла и американский проект.
Космический самолет Спираль
Вообще проекты именно гиперзвуковых летательных аппаратов того времени были связны с полетами вне атмосферы. Иначе и быть не может, на «малых» высотах слишком высока плотность и соответственно сопротивление, что приводит ко многим негативным факторам, которые в то время преодолеть не смогли.
Американский космический самолет X-20
Гиперзвук в настоящее время
За всеми перспективными исследованиями, как обычно стоят военные. В случае с гиперзвуковыми скоростями, это тоже имеет место. Сейчас исследования ведутся в основном в направлении космических аппаратов, гиперзвуковых крылатых ракет и так называемых гиперзвуковых боевых блоков. Теперь уже речь идет о «настоящем» гиперзвуке, полетах в атмосфере. Обратите внимание, работы по гиперзвуковым скоростям были в активной фазе в 60-70 годах, потом все проекты были закрыты.
Вернулись к скоростям выше 5 М только на рубеже 2000-х годов. Когда технологии позволили создавать эффективные прямоточные двигатели для гиперзвуковых полетов.
В 2001 первый полет совершил беспилотный летательный аппарат с прямоточным двигателем
Boeing X-43. Уже в 2014 он разогнался до скорости в 9,6 М (11 200 км/ч). Хотя проектировался X-43 для скоростей в 7 раз выше скорости звука. При этом рекорд был поставлен не в космосе, а на высоте всего 33 500 метров.
X-43 на фото выглядит маленьким черным треугольником прикрепленным к разгонной ракете
В 2009 году начались испытания прямоточного двигателя для крылатой ракеты компании Boeing X-51A Waverider. В 2013 году аппарат X-51A разогнался до гиперзвуковой скорости — 5,1 М на высоте 21 000 метров.
X-51A Waverider гиперзвуковая крылатая ракета
Аналогичные проекты на разных стадиях осуществляют и другие страны: Германия (SHEFEX), Великобритания (Skylon), Россия («Холод» и «Игла»), Китай (WU-14) и даже Индия (Брамос), Австралия (ScramSpace) и Бразилия (14-X).
ГЛЛ-31 проекта «Холод»
Интересный проект летательного аппарата для полета с гиперзвуковой скоростью в атмосфере, американский Falcon HTV-2, считается провальным. Предположительно, Falcon смог разогнаться до огромной для атмосферы скорости — 23 М. Но только предположительно, так как все экспериментальные аппараты просто напросто сгорели.
Рекордный Falcon HTV-2 выглядит очень просто
Все перечисленные летательные аппараты (кроме Skylon) не могут самостоятельно набрать необходимую для работы прямоточного двигателя скорость и используют разные ускорители. Но Skylon пока только проект не сделавший пока ни единого испытательного полета.
Далекое будущее гиперзвука
Существуют и гражданские проекты гиперзвуковых самолетов для перевозки пассажиров. Это европейские SpaceLiner с одним типом двигателя и ZEHST который должен использовать целых 3 типа двигателя на разных режимах полета. Также над своими проектами работают и другие страны.
Такие лайнеры предположительно смогут доставить пассажиров из Лондона в Нью-Йорк всего лишь за час. Полетать на таких самолетах мы сможем не раньше 40-х, 50-х годов 21 века. А пока гиперзвуковые скорости остаются уделом военных, либо космических аппаратов.
Даёшь « гиперзвук» — или нет?
Что такое гиперзвук? Для начала определимся: правильно было бы сказать « гиперзвуковая скорость». Проблема в том, что слово « гиперзвук» обозначает также упругие волны, подобные просто звуковым и ультразвуковым. Но мы ведь имеем в виду аэродинамику и, чтобы не путаться в терминах, будем говорить « гиперзвуковая скорость».
В аэродинамике « гиперзвуковая скорость» значительно превосходит скорость звука — по аналогии со сверхзвуком, только ещё быстрее.
Где-то с семидесятых годов прошлого века устоялась следующая градация: до одного Маха — дозвуковая скорость, от одного до пяти Махов — сверхзвуковая, более пяти Махов — гиперзвук.
Число Маха ( М) в нашем контексте проще всего определить как отношение скорости тела к скорости звука в окружающей среде. Когда скорость летательного аппарата достигает М=1, это означает, что его скорость сравнялась со скоростью звука.
« Так в чём тогда соль?» — спросит внимательный читатель. Раз гиперзвука достигли в сороковых годах, и все баллистические ракеты его достигают — в чём тут интерес и новшество? Проблема в том, что ракеты пусть и развивают гиперзвуковую скорость, но летят в этот момент по баллистической траектории, активно не маневрируют и вообще лишний раз стараются не шелохнуться… это чревато катастрофой.
А вот создание крылатой ракеты или летательного аппарата, способного перемещаться на гиперзвуковых скоростях и маневрировать, стало серьёзнейшей задачей, над решением которой до сих пор бьются конструкторы и инженеры.
Гиперзвуковой летательный аппарат
Начнём с управляемости и создания пилотируемого летательного аппарата, способного двигаться на гиперзвуковой скорости, тормозить и осуществлять посадку.
Первыми этого добились американцы, создав в 1959 году самолёт-ракетоплан X-15. Само слово ракетоплан прозрачно намекает, что речь идёт о ракете с крылышками. Так и есть, X-15 — это глубокая переработка идей и чертежей немецких ракетчиков 1940-х годов. Многие параметры весьма схожи с ракетой « Фау-2». Зато у американцев внутри сидел пилот, а не банальная боеголовка.
X-15 стартовала из-под крыла стратегического бомбардировщика B-52 на высоте порядка 15 километров, затем запускался ракетный двигатель, поднимавший ракетоплан до практического потолка, после чего следовали баллистический спуск, торможение и посадка на аэродроме. Всего прошло чуть меньше двухсот полётов.
Так что гиперзвуковые скорости покорились человечеству почти шестьдесят лет назад.
Гиперзвуковой двигатель
Когда в настоящее время говорят о современных гиперзвуковых аппаратах, имеют в виду летательные аппараты, оснащённые гиперзвуковым прямоточным воздушно-реактивным двигателем.
Тут всё просто. Есть классический жидкостный ракетный двигатель, в котором топливо и окислитель « везутся с собой» в двух разных баках. Летательный аппарат может достигать гиперзвуковой скорости, но он, увы, дорогой, сложный и ОЧЕНЬ неэкономичный. На современных самолётах стоят турбореактивные двигатели. В них в качестве окислителя в процессе горения используется атмосферный воздух, за счёт чего они гораздо легче и экономичней ( по сравнению с ракетным двигателем, конечно). К сожалению, эти двигатели теряют эффективность на скоростях более М 3.
Для достижения максимальных сверхзвуковых скоростей используют прямоточный воздушно-реактивный двигатель. В нём нет турбины, и он малоэффективен на низких скоростях полёта, зато может достигать больших максимальных скоростей. Но даже с его помощью добраться до гиперзвуковой скорости нереально. Знаменитый Lockheed SR-71 имел именно такую схему: турбореактивный двигатель, способный на больших скоростях работать как прямоточный, однако и он достиг максимальной скорости лишь около 3,4 чисел Маха.
Для совершения дальних и экономичных атмосферных полётов на гиперзвуковой скорости создали гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Он также использует в качестве окислителя атмосферный воздух. При этом воздух, поступающий в воздухозаборник, тормозится до сверхзвуковой скорости, участвует в процессе сгорания топлива и выходит через сопло, создавая реактивную тягу.
Проблема гиперзвука
Всё прекрасно, кроме одного: работает такой двигатель на скоростях выше шести-восьми чисел Маха. При меньшей скорости он просто не запустится, или двигатель сдетонирует. Узнать его можно по воздухозаборнику, больше похожему на модный ручной пылесос.
В настоящее время основная проблема конструкторов — преодоление « разрыва» между максимальной скоростью прямоточного воздушно-реактивного двигателя и минимальной скоростью работы гиперзвукового.
Есть различные разработки, в том числе и установка третьего « промежуточного» двигателя, который может обеспечить нужный разгон во время « разрыва». Впрочем, пока широкой публике сообщают только об испытаниях подобных двигателей.
В 1950–60-е годы существовали проекты ядерных прямоточных воздушно-реактивных двигателей, также обещавшие достижение скоростей в районе М 3 — М 4. Наиболее известен проект двигателя « Плутон» для Вот американцы, например, поставили реактор на крылатую ракету. Зачем, и что из этого вышло? Сейчас расскажем.
‘ title=>сверхзвуковой крылатой ракеты неограниченной дальности SLAM.
Противокорабельная ракета « Циркон»
До настоящего времени самой известной гиперзвуковой российской разработкой была противокорабельная ракета « Циркон». Точных данных нет, но скорее всего, она имеет гибридную силовую установку — ракетный двигатель, выводящий ракету на скорости работы гиперзвукового двигателя, — и ГПРВД ( гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель), работающий большую часть времени полёта ракеты. В пользу этой версии говорит её шахтное размещение. Предполагается использовать « Циркон» на российских боевых кораблях и подлодках нового поколения.
Что характерно, несмотря на сообщения об удачных испытаниях, российскую ракету широкой публике так и не показали. Чаще всего для её иллюстрации использовали картинку с изображением американской разработки Boeing Х-51 ( да-да, тот самый автомобильный пылесос).
Подведение итогов
Противокорабельную ракету « « Кинжал»?’ data-src=/system/images/000/090/270/teaser/8c304c6eba70db2122965262ec751912fa78c4c7.jpg?1579248442 data-lead=’Ракетный комплекс « Кинжал» реален. Однако вопросы его происхождения остаются открытыми. Прототип ракеты уже удалось установить. Но что лежит в основе носителя? У нас есть одно предположение.
‘ title=>Кинжал», созданную на базе ракеты « Искандер», бессмысленно называть гиперзвуковой. Да, во время полёта она достигает скорости более пяти чисел Маха, но при этом летит по аэробаллистической траектории. Также нет смысла говорить о гиперзвуковой скорости, описывая стратегический ракетный комплекс « Сармат». Как и большинство баллистических ракет, он развивает гиперзвуковую скорость — и это нормально.
Что известно о российском и американском гиперзвуковом оружии
Читайте «Хайтек» в
Еще одно важное преимущество гиперзвука — он существенно уменьшает время для принятия решения по ответному удару. В условиях, когда все стратегическое командование замыкается на главе государства, возможности для эффективного ответа значительно снижаются.
Проблема в том, что даже самые современные системы противоракетной обороны заточены на ракеты, летящие по баллистической траектории. Их полет рассчитывается: вычисляется место гипотетического удара вероятного противника, после чего там сосредотачиваются достаточные для отражения атаки силы.
Исчезновение фактора сдерживания в таком случае резко повышает вероятность превентивной атаки. Может появиться соблазн использовать гиперзвук для нанесения быстрого и эффективного удара и обезоруживания противника с целью принудить его к выгодным для себя условиям.
Прежде всего бросается в глаза носовая часть. Мы привыкли к тому, что все существующие ракеты — хоть межконтинентальные, хоть тактические, имеют внешний вид этакого «заточенного карандаша». А гиперзвуковая напоминает гигантскую акулу со срезанным носом.
С чего начался конфликт США и России об оружии?
Трамп напомнил своим сторонникам, что у России есть «супер-пупер-гиперзвуковая ракета», которая развивает скорость в пять раз больше, чем обычная. По его словам, у США же есть ракета, летящая с намного большей скоростью
Но Россия получила эту информацию (о технологии создания гиперзвуковой ракеты) от администрации Обамы, Россия похитила эту информацию. Вы об этом знали? Россия получила эту информацию и потом создала ее.
Дональд Трамп, президент США
Что еще важно знать?
Трамп говорил о «супер-пупер-ракете», которая в 17 раз быстрее всех существующих, в мае. Позже в Пентагоне уточнили, что президент США имел в виду мартовские испытания, во время которых скорость ракеты в 17 раз превышала скорость звука. При этом, по данным CNN, разработки США уступают российским или китайским, а на вооружение поступят вряд ли раньше 2023 года.
А что говорит Герберт Ефремов, который лично выступил с идеей создания гиперзвукового блока «Авангард»?
Бывший гендиректор военно-промышленной корпорации «НПО машиностроения» Герберт Ефремов дал интервью, где рассказал подробнее о своей работе.
Работа Герберта Ефремова была засекречена более 60 лет. Он начинал инженером в одной из ведущих ракетно-космических фирм СССР и России (ОКБ-52 Минавиапрома СССР, сейчас — ВПК «НПО машиностроения»), где разрабатывали спутники и пилотируемые космические корабли. Генеральный конструктор, а позже генеральный директор НПО, Ефремов участвовал в разработке межконтинентальных баллистических ракет УР-100, пилотируемой орбитальной станции «Алмаз», системы морской космической разведки и серии научных спутников-лабораторий «Протон». Ракетный комплекс «Бастион», который использовался Россией в Сирии, также создавался под руководством Ефремова. С 2007 года конструктор занимает в НПО должность советника по науке.
Эксперты при этом считают, что «Авангард» будет очень заметным, потому что при полете нагреется до очень высоких температур и будет светиться в инфракрасном диапазоне. На это Ефремов ответил, что, несмотря на видимость, в ракету будет нельзя попасть в любом случае из-за ее высокой скорости.
Еще один критик российской гиперзвуковой ракеты, инженер Андрей Горбачевский в разговоре с «Новой газетой» утверждает, что на подлете к цели скорость у «Авангарда» уже будет ниже гиперзвуковой — в том числе из-за маневрирования.
Еще одна российская разработка, которую испытали 6 октября, — гиперзвуковая крылатая ракета «Циркон».
Вчера в 7 часов 15 минут из акватории Белого моря фрегатом «Адмирал флота Советского Союза Горшков» в рамках летных испытаний впервые выполнена стрельба гиперзвуковой крылатой ракетой «Циркон» по морской цели, расположенной в Баренцевом море.
Валерий Герасимов, начальник Генерального штаба
Американцы в свою очередь продолжают испытания гиперзвуковой крылатой ракеты X-51A Waverider. Правда, скорость ее значительно ниже, чем у «Авангарда», — не более 7 500 км/час (около 6 Махов).
Пентагон планирует использовать ракету в рамках стратегии быстрого глобального удара, которая предполагает возможность атаковать любую цель на всем земном шаре в течение одного часа.
В США гиперзвуковые проекты развивались в рамках инициативы Prompt Global Strike. При этом тестировались две конкурирующих разработки — Advanced HypersonicWeapon (AHW) и HypersonicTechnologyVehicle 2 (HTV-2). Из них лишь одно испытание AHW в 2011 году прошло успешно, хотя детальной информации о нем нет. Однако последний испытательный запуск в 2014 году оказался неудачным.
Также сообщается, что США сотрудничают с Австралией в рамках исследовательского проекта HIFiRE (Hypersonic International Flight Research Experimentation Program). Уже были проведены несколько запусков гиперзвуковых летательных аппаратов, и в июле 2017 года разработчикам удалось достичь скорости Маха 7,5. На другой гиперзвуковой проект Tactical Boost Glide (TBG), разрабатываемый на опыте HTV-2 и финансируемым DARPA (Агентством перспективных исследований обороны) уже потрачено 147 млн долларов.
А что с суперпуперракетой?
«Супер-пупер-ракета», появление которой ранее анонсировал президент США Дональд Трамп, представляет собой гиперзвуковую ракету AGM-183A, создаваемую в интересах американских военно-воздушных сил. Об этом заявил военный эксперт и главный редактор журнала «Арсенал Отечества» Виктор Мураховский.
Он раскрыл характеристики AGM-183A: она должна развивать максимальную скорость до 20 Махов, ее оценочная дальность стрельбы составит порядка 900 км.
По словам эксперта, в такой ракете нет прорыва, так как при создании используются известные материалы и технологии. По сути, это аэробаллистическая ракета, стартующая с воздушного носителя. Она разгоняется твердотопливной ступенью, а дальше летит сам гиперзвуковой блок по баллистической траектории, описал Мураховский.
Что в итоге?
Гиперзвук или на испуг
Если бы подобная гласность существовала в СССР, то высока вероятность, что такие проекты, как многоразовая ракетно-космическая система «Энергия-Буран», так бы и остались на бумаге. Не стали бы создавать и «Спираль». Или взять, к примеру, самолет Т-4, титановую «Сотку». Вовремя спохватились, сэкономив огромные деньги. А сколько вложили средств в разработку ядерных силовых установок для самолетов, и все впустую. Не лучше обстояло дело и с проектом пассажирского Ту-144. Правда, из всех этих проектов что-то извлекли полезное, но эта малость не окупала вложенных затрат.
Таких примеров, связанных с ненужными или не имеющими практического применения разработками, можно найти немало не только в авиастроении, но и в других областях. Но самым неприятным является то, что вроде бы образованные люди не желают учиться на ошибках прошлого, предлагая и поддерживая вредные для страны идеи.
Одно дело проводить исследования, направленные на обеспечение перспективных разработок, а другое, сходу «брать быка за рога», запуская в серийное производство экспериментальные образцы, не выдержавшие испытание. Главным источником таких нелепых решений была политика, но она, похоже, и сегодня одолевает умы некоторых специалистов. А прессе остается лишь раздувать брошенные известными личностями слова.
Последнее время все чаше можно услышать рассуждения о гиперзвуковых летательных аппаратах. О полетах, со скоростью в пять и более раз превышающую звуковую, начали говорить в специальной литературе свыше полувека назад, причем на полном серьезе, когда мы еще толком не имели представления даже о сверхзвуковых скоростях. Рассматривались различные схемы силовых установок и самих летательных аппаратов (ЛА), даже пытались что-то моделировать на наземных стендах и в полете. Но до полномасштабной реализации гиперзвуковых проектов за прошедшие десятилетия дело не дошло. Единственными ЛА, летающими с гиперзвуковой скоростью, до сих пор являются спускаемые космические аппараты и головные части межконтинентальных баллистических ракет, но они даже косвенного отношения к авиастроению не имеют.
Конечно, можно сослаться на полеты экспериментального американского самолета Х-15, а также космических аппаратов «Спейс шаттл» и «Буран», но при этом следует уяснить, что продолжительность их полета с гиперзвуковой скоростью исчисляется минутами. Зато появляются разного рода сенсационные сообщения, лишь подстегивающие гонку вооружения.
Не так давно в Государственной думе РФ проходили слушания о возобновлении серийного производства истребителя-перехватчика МиГ-31, казалось бы, не имеющего к этому никакого отношения. Этот самолет завершил эволюцию семейства Е-15 ОКБ А.И. Микояна. Правда, задачи, стоящие перед ним, еще актуальны, но уровень технологии машиностроения, на которой он основывался, ушел в прошлое. Это породило разговоры о создании нового истребителя-перехватчика. Его даже окрестили как МиГ-41, и некоторые издания тиражируют гипотетические рисунки будущей машины. Впрочем, как показывает опыт, на деле новая машина обычно получается совсем с другим обликом, более приближенным к земному, чем это подается в СМИ.
При этом заслуженный летчик-испытатель, Герой России Анатолий Квочур в феврале 2014 года, комментируя сообщение депутата Госдумы Александра Тарнаева о разработке в России МиГ-41 на базе МиГ-31, в интервью РИА Новости сообщил, что новейший истребитель-перехватчик МиГ-41 должен летать со скоростью, превосходящей звуковую не менее, чем в 4–4,3 раза, то есть близкой к гиперзвуковой. Только мало кто задумывается о том, что дадут перехватчику эти лишние 1000 км/ч? Если это правда, а не дезинформация, то новый «МиГ» может стать реальностью не ранее 2030 года.
Заявление Квочура последовало после публикации в американском журнале Aviation Week & Space Technology от 1 ноября 2013 года статьи Гая Норриса под названием Exclusive: Skunk Works Reveals SR-71 Successor Plan о разработке компанией Lockheed Martin перспективного высотного разведчика SR-72 с турбопрямоточными двигателями, способного совершать полет со скоростью, в 5,5–6 раз превосходящую звуковую. Его первый летный образец планируется поднять в воздух в 2020 году. Но американский проект относить к разряду ударных не стоит, он будет таким дорогим, что если дело и дойдет до серийного производства, то за океаном ограничатся выпуском не более десятка машин, в лучшем случае.
Не представляется возможным реализовать в обозримом будущем и российский проект. Такие самолеты будут чрезвычайно дороги и намного сложнее МиГ-31, поскольку придется решать многочисленные проблемы, связанные с созданием турбопрямоточных двигателей (это самые наукоемкие агрегаты в самолетостроении) и с охлаждением очень теплонапряженных элементов конструкции планера, нагревающихся от трения о воздух до 500–600 градусов Цельсия (предел для титана), и обеспечением жизнедеятельности экипажа.
Да, в нашей стране наука не стоит на месте, и имеется определенный опыт по созданию прямоточных воздушно-реактивных двигателей, в том числе и предназначенных для полета с гиперзвуковой скоростью (ГПВРД). В «НВО» об этом неоднократно сообщалось. В частности, рассказывалось о совместном создании в 1970-е годы Химкинским КБ «Факел» и ЦИАМ гиперзвуковой летающей лаборатории (ГЛЛ) «Холод». Ее основой стала зенитная ракета 5В28 комплекса С-200В. При этом на носовой части изделия 5В28 разместили экспериментальный ГПВРД Э-57. По сообщениям СМИ, исследования прошли успешно и был получен бесценный экспериментальный результат.
Но одно дело, ГПВРД, а другое дело – комбинированная турбопрямоточная силовая установка, поскольку самолет должен взлететь с аэродрома, разогнаться до скорости не менее 3 тыс. км/ч, а затем в работу должны вступить ГПВРД, а ТРД – отключиться. Подобные силовые установки рассматривались инженерами полвека назад, но они так и не появились. Нельзя исключать, что для гиперзвукового ЛА, самостоятельно взлетающего с аэродрома, придется создавать еще более сложные двигатели, в том числе переменного цикла.
В качестве примера приведу температуру поверхности самолета SR-71 при полете на крейсерском режиме со скоростью, соответствующей числу М=3. Температура передних кромок и внутри воздухозаборника – приблизительно 427 градусов Цельсия, а на наружной поверхности обшивки в области форсажных камер двигателей – почти 600 градусов.
Вспомните слова А.Н. Туполева, брошенные суховцам по поводу Т-4: «Вы хотите разорить страну?». Время подтвердило правоту Андрея Николаевича, поскольку его место занял более простой и дешевый бомбардировщик-ракетоносец Ту-22М3.
Можно, конечно, вернуться к стальному корпусу, подобного тому, что использовали на МиГ-25, или к тонкостенным конструкциям «Стальных» самолетов 1930-х годов. И наверняка эти конструкции должны быть охлаждаемыми, особенно это касается их самых теплонапряженных узлов. Но будет ли при этом достигнут конечный результат, неизвестно.
В 1958 году мы уже наступали на почти «гиперзвуковые грабли», когда военные хотели увидеть перехватчик Е-155, летящий со скоростью 4 тыс. км/ч на высоте от 30 до 50 км, и осуществлять перехват любой воздушной цели на рубеже 140–170 км. К счастью, такой цели не оказалось, и вовремя одумались.
Гиперзвуковая скорость в авиастроении не за горами. Но столь скоростными делать надо не пилотируемые аппараты, а беспилотные разведчики и боевые ракеты. Но и здесь есть «подводные камни»: к примеру, как защитить от того же нагрева ядерную боевую часть. А без нее в будущей войне не обойдешься, несмотря на огромный запас кинетической энергии быстродвижущейся ракеты. Да и стартовать такие изделия, вероятно, будут не с гиперзвуковых, а сверхзвуковых пилотируемых самолетов-носителей, и это направление вполне реально.
Правда, даже в этом качестве создать подобные изделия будет не просто, и на это уйдет не одно десятилетие. Один лишь пример: на разработку крылатой сверхзвуковой ракеты Х-31 при активном ее финансировании понадобилось свыше 20 лет, работы шли с 1977 года.