A aeronave hipersônica mais rápida do mundo. aeronave hipersônica russa

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Um avião de passageiros comum voa a uma velocidade de cerca de 900 km/h. Um jato de caça pode atingir cerca de três vezes a velocidade. No entanto, engenheiros modernos da Federação Russa e de outros países do mundo estão desenvolvendo ativamente máquinas ainda mais rápidas - aeronaves hipersônicas. Quais são as especificidades dos respectivos conceitos?

Critérios para uma aeronave hipersônica

O que é uma aeronave hipersônica? Por tal, costuma-se entender um aparelho capaz de voar a uma velocidade muitas vezes superior à do som. As abordagens dos pesquisadores para determinar seu indicador específico variam. Existe uma metodologia difundida segundo a qual uma aeronave deve ser considerada hipersônica se for um múltiplo dos indicadores de velocidade dos veículos supersônicos modernos mais rápidos. Que são cerca de 3-4 mil km / h. Ou seja, uma aeronave hipersônica, se seguir essa metodologia, deve atingir velocidades de 6.000 km/h.

Não tripulado eveículos controlados

As abordagens dos pesquisadores também podem diferir em termos de determinação dos critérios para classificar um determinado dispositivo como uma aeronave. Existe uma versão que apenas as máquinas controladas por uma pessoa podem ser consideradas como tal. Há um ponto de vista segundo o qual um veículo não tripulado também pode ser considerado uma aeronave. Portanto, alguns analistas classificam as máquinas do tipo em questão entre aquelas que estão sujeitas ao controle humano e aquelas que funcionam de forma autônoma. Tal divisão pode ser justificada, pois veículos não tripulados podem ter características técnicas muito mais impressionantes, por exemplo, em termos de sobrecarga e velocidade.

Ao mesmo tempo, muitos pesquisadores consideram a aeronave hipersônica como um conceito único, para o qual o principal indicador é a velocidade. Não importa se uma pessoa está sentada no comando do dispositivo ou se a máquina é controlada por um robô - o principal é que o avião seja rápido o suficiente.

Decolagem - solo ou assistido?

É comum a classificação de aeronaves hipersônicas, que se baseia em classificá-las como aquelas que podem decolar de forma independente, ou aquelas que requerem colocação em um porta-aviões mais potente - um foguete ou um avião de carga. Há um ponto de vista segundo o qual é legítimo referir-se aos dispositivos do tipo em questão principalmente aqueles que são capazes de decolar independentemente ou com o mínimo envolvimento de outros tipos de equipamentos. No entanto, aqueles pesquisadores que acreditam que o principal critério que caracteriza uma aeronave hipersônica é a velocidade devemser primordial em qualquer classificação. Seja classificando o dispositivo como não tripulado, controlado, capaz de decolar sozinho ou com a ajuda de outras máquinas - se o indicador correspondente atingir os valores acima, significa que estamos falando de uma aeronave hipersônica.

Principais problemas de soluções hipersônicas

Os conceitos de soluções hipersônicas têm muitas décadas. Ao longo dos anos de desenvolvimento do tipo correspondente de veículos, os engenheiros mundiais têm resolvido uma série de problemas significativos que impedem objetivamente que a produção de "hiperssons" seja colocada em operação - semelhante à organização da produção de aeronaves turboélices.

A principal dificuldade no projeto de aeronaves hipersônicas é a criação de um motor que possa ser suficientemente eficiente em termos energéticos. Outro problema é o alinhamento da proteção térmica necessária do aparelho. O fato é que a velocidade de uma aeronave hipersônica nos valores que consideramos acima implica em um forte aquecimento do casco devido ao atrito com a atmosfera.

Hoje veremos várias amostras de protótipos bem-sucedidos de aeronaves do tipo correspondente, cujos desenvolvedores conseguiram fazer progressos significativos na solução dos problemas observados. Vamos agora estudar os desenvolvimentos mundiais mais famosos em termos de criação de aeronaves hipersônicas do tipo em questão.

avião mais rápido da Boeing

A aeronave hipersônica mais rápida do mundo, segundo alguns especialistas, é o americano Boeing X-43A. Assim, durante o teste deste dispositivo, foi registrado que ele atingiu a velocidadesuperior a 11 mil km/h. Isso é cerca de 9,6 vezes a velocidade do som.

O que há de especial na aeronave hipersônica X-43A? As características desta aeronave são as seguintes:

- a velocidade máxima registrada nos testes - 11.230 km/h;

- envergadura - 1,5 m;

- comprimento da caixa - 3,6 m;

- motor - fluxo direto, Combustão Supersônica Ramjet;

- combustível - oxigênio atmosférico, hidrogênio.

Pode-se notar que o dispositivo em questão é um dos mais ecológicos. O fato é que o combustível utilizado praticamente não envolve a liberação de produtos nocivos da combustão.

A aeronave hipersônica X-43A foi desenvolvida pelos esforços conjuntos dos engenheiros da NASA, bem como da Orbical Science Corporation e da Minocraft. A aeronave foi criada há cerca de 10 anos. Cerca de 250 milhões de dólares foram investidos em seu desenvolvimento. A novidade conceitual da aeronave em questão é que ela foi concebida com o objetivo de testar a mais recente tecnologia para garantir o funcionamento do empuxo motor.

Desenvolvido pela Orbital Science

Orbital Science, que, como observamos acima, participou da criação do dispositivo X-43A, também conseguiu criar sua própria aeronave hipersônica - X-34.

Sua velocidade máxima é superior a 12.000 km/h. É verdade que durante os testes práticos não foi alcançado - além disso, não foi possível atingir o indicador mostrado pela aeronave X43-A. Aeronave consideradao dispositivo acelera quando o foguete Pegasus, que opera com combustível sólido, é ativado. O X-34 foi testado pela primeira vez em 2001. A aeronave em questão é significativamente maior que o dispositivo da Boeing - seu comprimento é de 17,78 m, a envergadura é de 8,85 m. A altitude máxima de voo do veículo hipersônico da Orbical Science é de 75 quilômetros.

Aeronave da América do Norte

Outra aeronave hipersônica bastante conhecida é a X-15, produzida pela North American. Os analistas referem-se a este aparelho como experimental.

Está equipado com motores de foguete, o que dá a alguns especialistas motivos para não classificá-lo como uma aeronave. No entanto, a presença de motores de foguete permite que o dispositivo, em particular, faça voos suborbitais. Assim, durante um dos testes neste modo, foi testado por pilotos. O objetivo do aparelho X-15 é estudar as especificidades dos voos hipersônicos, avaliar certas soluções de projeto, novos materiais e recursos de controle de tais máquinas em várias camadas da atmosfera. Vale ress altar que o conceito do projeto foi aprovado em 1954. O X-15 voa a uma velocidade superior a 7 mil km/h. Seu alcance de voo é superior a 500 km, sua altitude excede 100 km.

A aeronave de produção mais rápida

Os veículos hipersônicos que estudamos acima realmente pertencem à categoria de pesquisa. Será útil considerar algumas amostras seriadas de aeronaves com características próximas às hipersônicas ou que são (de acordo com uma metodologia ou outra) hipersônicas.

Entre essas máquinas está o desenvolvimento americano do SR-71. Alguns pesquisadores não estão inclinados a classificar esta aeronave como hipersônica, já que sua velocidade máxima é de cerca de 3,7 mil km/h. Entre suas características mais notáveis está o peso de decolagem, que ultrapassa 77 toneladas. O comprimento do aparelho é superior a 23 m, a envergadura é superior a 13 m.

Um dos aviões militares mais rápidos é o russo MiG-25. O aparelho pode atingir velocidades superiores a 3,3 mil km/h. O peso máximo de decolagem da aeronave russa é de 41 toneladas.

Assim, no mercado de soluções seriais, de características próximas às hipersônicas, a Federação Russa está entre as líderes. Mas o que pode ser dito sobre os desenvolvimentos russos em termos de aeronaves hipersônicas "clássicas"? Os engenheiros da Federação Russa são capazes de criar uma solução que seja competitiva com as máquinas da Boeing e da Orbital Scence?

Veículos hipersônicos russos

No momento, a aeronave hipersônica russa está em desenvolvimento. Mas ela é bastante ativa. Estamos falando da aeronave Yu-71. Seus primeiros testes, a julgar pelos relatos da mídia, foram realizados em fevereiro de 2015 perto de Orenburg.

A aeronave deverá ser usada para fins militares. Assim, um veículo hipersônico poderá, se necessário, lançar armas de impacto a distâncias consideráveis, monitorar o território e também ser usado como elemento de aviação de ataque. Alguns pesquisadores acreditam que em 2020-2025. as Forças de Mísseis Estratégicos receberão cerca de 20 aeronavestipo apropriado.

Há informações na mídia de que a aeronave hipersônica russa em questão será colocada no míssil balístico Sarmat, que também está em fase de projeto. Alguns analistas acreditam que o veículo hipersônico Yu-71 em desenvolvimento nada mais é do que uma ogiva que terá que se separar de um míssil balístico no segmento final de voo, para que, graças à alta manobrabilidade característica de uma aeronave, possa superar mísseis sistemas de defesa.

Projeto Ajax

Entre os projetos mais notáveis relacionados ao desenvolvimento de aeronaves hipersônicas está o Ajax. Vamos estudá-lo com mais detalhes. Aeronave hipersônica "Ajax" - um desenvolvimento conceitual de engenheiros soviéticos. Na comunidade científica, a conversa sobre isso começou nos anos 80. Entre as características mais notáveis está a presença de um sistema de proteção térmica, projetado para proteger o gabinete do superaquecimento. Assim, os desenvolvedores do aparato Ajax propuseram uma solução para um dos problemas "hipersônicos" que identificamos acima.

O esquema tradicional de proteção térmica de aeronaves envolve a colocação de materiais especiais no corpo. Os desenvolvedores do Ajax propuseram um conceito diferente, segundo o qual não deveria proteger o dispositivo do aquecimento externo, mas deixar o calor entrar no carro, aumentando seu recurso energético. O principal concorrente do aparelho soviético foi a aeronave hipersônica Aurora, criada nos Estados Unidos. No entanto, devido ao fato de que os designers da URSS expandiram significativamente as possibilidadesconceito, o novo desenvolvimento foi confiado com a mais ampla gama de tarefas, em particular, pesquisa. Podemos dizer que o Ajax é uma aeronave hipersônica multifuncional.

Vamos dar uma olhada nas inovações tecnológicas propostas por engenheiros da URSS.

Assim, os desenvolvedores soviéticos do Ajax propuseram usar o calor gerado como resultado do atrito do corpo da aeronave contra a atmosfera, para convertê-lo em energia útil. Tecnicamente, isso poderia ser implementado colocando conchas adicionais no aparelho. Como resultado, algo como um segundo edifício foi formado. Sua cavidade deveria ser preenchida com algum tipo de catalisador, por exemplo, uma mistura de material combustível e água. A camada isolante de calor feita de um material sólido em Ajax deveria ser substituída por uma líquida, que, por um lado, deveria proteger o motor, por outro, contribuiria para uma reação catalítica, que, enquanto isso, pode ser acompanhado por um efeito endotérmico - o movimento do calor das partes externas do corpo para dentro. Teoricamente, o resfriamento das partes externas do aparelho poderia ser qualquer coisa. O excesso de calor, por sua vez, deveria ser usado para aumentar a eficiência do motor da aeronave. Ao mesmo tempo, essa tecnologia possibilitaria a geração de espécies livres de hidrogênio devido à reação do combustível.

No momento, não há informações disponíveis ao público em geral sobre a continuação do desenvolvimento do Ajax, mas os pesquisadores consideram muito promissor colocar os conceitos soviéticos em prática.

Veículos hipersônicos chineses

ConcorrenteA Rússia e os EUA no mercado de soluções hipersônicas é a China. Entre os desenvolvimentos mais famosos de engenheiros da China está a aeronave WU-14. É um planador hipersônico montado em um míssil balístico.

ICBM lança uma aeronave ao espaço, de onde a máquina mergulha bruscamente, desenvolvendo velocidade hipersônica. O aparelho chinês pode ser montado em vários ICBMs com alcance de 2.000 a 12.000 km. Constatou-se que durante os testes, o WU-14 foi capaz de atingir velocidades superiores a 12 mil km/h, tornando-se assim a aeronave hipersônica mais rápida segundo alguns analistas.

Ao mesmo tempo, muitos pesquisadores acreditam que o desenvolvimento chinês não é totalmente legítimo para atribuir à classe de aeronaves. Portanto, a versão é generalizada, segundo a qual o dispositivo deve ser classificado precisamente como uma ogiva. E muito eficaz. Ao voar para baixo a uma velocidade marcada, mesmo os sistemas de defesa antimísseis mais modernos não serão capazes de garantir a interceptação do alvo correspondente.

Pode-se notar que a Rússia e os Estados Unidos também estão desenvolvendo veículos hipersônicos usados para fins militares. Ao mesmo tempo, o conceito russo, segundo o qual deveria criar máquinas do tipo correspondente, difere significativamente, como evidenciado por dados em alguns meios, dos princípios tecnológicos implementados pelos americanos e chineses. Assim, os desenvolvedores da Federação Russa estão concentrando seus esforços no campo da criação de aeronavesveículos equipados com um motor ramjet capaz de ser lançado do solo. A Rússia está planejando uma cooperação nesse sentido com a Índia. Os dispositivos hipersônicos, criados de acordo com o conceito russo, segundo alguns analistas, são caracterizados por menor custo e maior alcance.

Ao mesmo tempo, a aeronave hipersônica russa, que mencionamos acima (Yu-71), sugere, segundo alguns analistas, apenas a mesma colocação em ICBMs. Se esta tese for verdadeira, então será possível dizer que engenheiros da Federação Russa estão trabalhando simultaneamente em duas áreas conceituais populares na construção de aeronaves hipersônicas.

CV

Então, provavelmente a aeronave hipersônica mais rápida do mundo, se falarmos de aeronaves, independente de sua classificação, essa ainda é a chinesa WU-14. Embora você precise entender que informações reais sobre ele, incluindo aquelas relacionadas a testes, podem ser classificadas. Isso é consistente com os princípios dos desenvolvedores chineses, que muitas vezes se esforçam para manter sua tecnologia militar em segredo a todo custo. A velocidade da aeronave hipersônica mais rápida é superior a 12.000 km/h. Ele está "acompanhando" o desenvolvimento americano do X-43A - muitos especialistas o consideram o mais rápido. Teoricamente, a aeronave hipersônica X-43A, assim como a chinesa WU-14, pode acompanhar o desenvolvimento da Orbical Science, projetada para uma velocidade superior a 12 mil km/h.

As características da aeronave russa Yu-71 ainda não são conhecidas do público em geral. É possível que eles estejam próximos dos parâmetrosaeronaves chinesas. Engenheiros russos também estão desenvolvendo uma aeronave hipersônica capaz de decolar não com base em ICBMs, mas de forma independente.

Projetos atuais de pesquisadores da Rússia, China e EUA estão de alguma forma ligados à esfera militar. Aeronaves hipersônicas, independentemente de sua possível classificação, são consideradas principalmente como portadoras de armas, provavelmente nucleares. No entanto, nos trabalhos de pesquisadores de todo o mundo há teses de que a "hipersonância", como a tecnologia nuclear, pode muito bem ser pacífica.

Trata-se do surgimento de soluções acessíveis e confiáveis que permitem organizar a produção em massa de máquinas do tipo apropriado. O uso de tais dispositivos é possível na mais ampla gama de ramos do desenvolvimento econômico. A maior demanda por aeronaves hipersônicas provavelmente será encontrada nas indústrias espacial e de pesquisa.

À medida que o custo das tecnologias de fabricação das máquinas correspondentes se torna mais barato, as empresas de transporte podem começar a mostrar interesse em investir em tais projetos. Corporações industriais, prestadoras de serviços diversos, podem começar a considerar o "hipersom" como uma ferramenta para aumentar a competitividade dos negócios em termos de organização das comunicações internacionais.