سریعترین هواپیمای مافوق صوت جهان. هواپیمای مافوق صوت روسی

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

یک هواپیمای مسافربری معمولی با سرعتی در حدود 900 کیلومتر در ساعت پرواز می کند. یک جت جنگنده می تواند حدود سه برابر سرعت داشته باشد. با این حال، مهندسان مدرن از فدراسیون روسیه و سایر کشورهای جهان به طور فعال در حال توسعه ماشین های حتی سریعتر - هواپیماهای مافوق صوت هستند. ویژگی های مفاهیم مربوطه چیست؟

معیارهای هواپیمای مافوق صوت

هواپیما مافوق صوت چیست؟ به این ترتیب، درک دستگاهی که قادر به پرواز با سرعتی چند برابر بیشتر از سرعت صدا است، مرسوم است. رویکردهای محققان برای تعیین شاخص خاص آن متفاوت است. روش‌شناسی گسترده‌ای وجود دارد که بر اساس آن یک هواپیما در صورتی که مضربی از شاخص‌های سرعت سریع‌ترین وسایل نقلیه مافوق صوت مدرن باشد، باید مافوق صوت در نظر گرفته شود. که حدود 3-4 هزار کیلومتر در ساعت هستند. یعنی یک هواپیمای مافوق صوت، اگر از این روش پیروی کنید، باید به سرعت 6000 کیلومتر در ساعت برسد.

بدون سرنشین ووسایل نقلیه کنترل شده

رویکردهای محققان همچنین ممکن است از نظر تعیین معیارهای طبقه بندی یک وسیله خاص به عنوان هواپیما متفاوت باشد. نسخه ای وجود دارد که فقط ماشین هایی که توسط یک شخص کنترل می شوند را می توان چنین در نظر گرفت. دیدگاهی وجود دارد که طبق آن می توان وسیله نقلیه بدون سرنشین را نیز یک هواپیما در نظر گرفت. بنابراین، برخی از تحلیل‌گران ماشین‌هایی از نوع مورد بحث را به ماشین‌هایی که تحت کنترل انسان هستند و ماشین‌هایی که به طور مستقل عمل می‌کنند طبقه‌بندی می‌کنند. چنین تقسیم بندی را می توان توجیه کرد، زیرا وسایل نقلیه بدون سرنشین می توانند ویژگی های فنی بسیار چشمگیرتری داشته باشند، به عنوان مثال، از نظر اضافه بار و سرعت.

در عین حال، بسیاری از محققان هواپیماهای مافوق صوت را به عنوان یک مفهوم واحد در نظر می گیرند که شاخص اصلی آن سرعت است. فرقی نمی کند که شخصی در سکان دستگاه نشسته باشد یا دستگاه توسط ربات کنترل شود - نکته اصلی این است که هواپیما به اندازه کافی سریع است.

برخاست - انفرادی یا کمکی؟

طبقه بندی هواپیماهای مافوق صوت رایج است، که بر اساس طبقه بندی آنها به عنوان هواپیماهایی است که می توانند به طور مستقل از زمین بلند شوند، یا آنهایی که نیاز به قرار دادن در یک ناو قدرتمندتر - موشک یا هواپیمای باری دارند. دیدگاهی وجود دارد که بر اساس آن می توان به دستگاه هایی از نوع مورد نظر اشاره کرد که عمدتاً می توانند به طور مستقل یا با کمترین دخالت سایر انواع تجهیزات بلند شوند. با این حال، آن دسته از محققینی که معتقدند معیار اصلی مشخص کننده یک هواپیمای مافوق صوت سرعت است، بایددر هر طبقه بندی مهم باشد. خواه این دستگاه را به عنوان بدون سرنشین، کنترل شده، قادر به بلند شدن به تنهایی یا با کمک ماشین های دیگر طبقه بندی کند - اگر نشانگر مربوطه به مقادیر بالا برسد، به این معنی است که ما در مورد یک هواپیمای مافوق صوت صحبت می کنیم.

مشکلات اصلی راه حل های مافوق صوت

مفاهیم راه حل های فراصوت چندین دهه قدمت دارند. در طول سال‌های توسعه انواع وسایل نقلیه مربوطه، مهندسان جهان تعدادی از مشکلات مهم را حل کرده‌اند که به طور عینی مانع از به جریان افتادن تولید "هایپرصوت" می‌شود - شبیه به سازماندهی تولید هواپیماهای توربوپراپ..

مشکل اصلی در طراحی هواپیماهای مافوق صوت، ایجاد موتوری است که بتواند به اندازه کافی مصرف انرژی داشته باشد. مشکل دیگر تراز بودن حفاظت حرارتی لازم دستگاه است. واقعیت این است که سرعت یک هواپیمای مافوق صوت در مقادیری که در بالا در نظر گرفتیم حاکی از گرم شدن شدید بدنه به دلیل اصطکاک در برابر جو است.

امروز به چند نمونه از نمونه های موفق هواپیما از نوع مربوطه نگاه خواهیم کرد که توسعه دهندگان آنها توانستند پیشرفت قابل توجهی در حل موفقیت آمیز مشکلات ذکر شده داشته باشند. بیایید اکنون مشهورترین تحولات جهان را از نظر ایجاد هواپیماهای مافوق صوت از نوع مورد نظر مطالعه کنیم.

سریعترین هواپیمای بوئینگ

سریعترین هواپیمای مافوق صوت جهان به گفته برخی کارشناسان، بوئینگ آمریکایی X-43A است. بنابراین در جریان تست این دستگاه ثبت شد که به سرعت رسیده استبیش از 11 هزار کیلومتر در ساعت. این تقریباً 9.6 برابر سرعت صوت است.

خاص هواپیمای مافوق صوت X-43A چیست؟ مشخصات این هواپیما به شرح زیر است:

- حداکثر سرعت ثبت شده در آزمایشات - 11230 کیلومتر در ساعت؛

- طول بال - 1.5 متر؛

- طول مورد - 3.6 متر؛

- موتور - جریان مستقیم، رام جت احتراق مافوق صوت؛

- سوخت - اکسیژن اتمسفر، هیدروژن.

می توان به این نکته اشاره کرد که دستگاه مورد نظر یکی از سازگارترین دستگاه ها با محیط زیست است. واقعیت این است که سوخت مورد استفاده عملاً شامل انتشار محصولات مضر احتراق نمی شود.

هواپیمای مافوق صوت X-43A با تلاش مشترک مهندسان ناسا و همچنین Orbical Science Corporation و Minocraft ساخته شد. این هواپیما حدود 10 سال ساخته شد. برای توسعه آن حدود 250 میلیون دلار سرمایه گذاری شده است. تازگی مفهومی هواپیمای مورد بحث این است که به منظور آزمایش آخرین فناوری برای اطمینان از عملکرد نیروی محرکه طراحی شده است.

توسعه یافته توسط Orbital Science

Orbital Science، که همانطور که در بالا اشاره کردیم، در ساخت دستگاه X-43A شرکت داشت، همچنین توانست هواپیمای مافوق صوت خود را بسازد - X-34.

حداکثر سرعت آن بیش از 12000 کیلومتر در ساعت است. درست است، در طول آزمایشات عملی به دست نیامد - علاوه بر این، دستیابی به نشانگر نشان داده شده توسط هواپیمای X43-A امکان پذیر نبود. هواپیما در نظر گرفته شده استوقتی موشک پگاسوس که با سوخت جامد کار می کند فعال می شود، دستگاه شتاب می گیرد. X-34 اولین بار در سال 2001 آزمایش شد. هواپیمای مورد بحث به طور قابل توجهی بزرگتر از دستگاه بوئینگ است - طول آن 17.78 متر، طول بال ها 8.85 متر است. حداکثر ارتفاع پرواز وسیله نقلیه مافوق صوت از Orbical Science 75 کیلومتر است.

هواپیما از آمریکای شمالی

یکی دیگر از هواپیماهای مافوق صوت معروف X-15 است که توسط آمریکای شمالی تولید شده است. تحلیلگران از این دستگاه به عنوان آزمایشی یاد می کنند.

مجهز به موتور موشک است که برخی کارشناسان دلیلی برای طبقه بندی آن در زمره هواپیماها ندارند. با این حال، وجود موتورهای موشکی به این دستگاه به ویژه اجازه می دهد تا پروازهای زیر مداری را انجام دهد. بنابراین طی یکی از آزمایشات در این حالت، توسط خلبانان مورد آزمایش قرار گرفت. هدف دستگاه X-15 مطالعه ویژگی های پروازهای مافوق صوت، ارزیابی راه حل های طراحی خاص، مواد جدید و ویژگی های کنترل چنین ماشین هایی در لایه های مختلف جو است. قابل ذکر است که مفهوم پروژه در سال 1954 تصویب شد. X-15 با سرعت بیش از 7 هزار کیلومتر در ساعت پرواز می کند. برد پرواز آن بیش از 500 کیلومتر است، ارتفاع آن بیش از 100 کیلومتر است.

سریعترین هواپیمای تولیدی

خودروهای مافوق صوت که در بالا مورد مطالعه قرار دادیم در واقع به دسته تحقیقاتی تعلق دارند. در نظر گرفتن نمونه های سریالی از هواپیماهایی که از نظر خصوصیات به مافوق صوت نزدیک هستند یا (بر اساس یک روش یا روش دیگر) مافوق صوت هستند، مفید خواهد بود.

در میان چنین ماشین هایی می توان به ساخت SR-71 آمریکایی اشاره کرد. برخی از محققان تمایلی به طبقه بندی این هواپیما به عنوان مافوق صوت ندارند، زیرا حداکثر سرعت آن حدود 3.7 هزار کیلومتر در ساعت است. از بارزترین ویژگی های آن وزن برخاست آن است که بیش از 77 تن است. طول دستگاه بیش از 23 متر، طول بالها بیش از 13 متر است.

یکی از سریعترین هواپیماهای نظامی میگ-۲۵ روسی است. این دستگاه می تواند به سرعت بیش از 3، 3 هزار کیلومتر در ساعت برسد. حداکثر وزن برخاست هواپیمای روسی 41 تن است.

بنابراین، در بازار راه حل های سریال، نزدیک به ویژگی های مافوق صوت، فدراسیون روسیه در میان رهبران قرار دارد. اما در مورد تحولات روسیه در مورد هواپیماهای مافوق صوت "کلاسیک" چه می توان گفت؟ آیا مهندسان فدراسیون روسیه قادر به ایجاد راه حلی قابل رقابت با ماشین های بوئینگ و مداری هستند؟

وسایل نقلیه مافوق صوت روسی

در حال حاضر، هواپیمای مافوق صوت روسیه در دست توسعه است. اما او کاملا فعال است. ما در مورد هواپیمای یو-71 صحبت می کنیم. اولین آزمایش آن، با قضاوت بر اساس گزارش های رسانه ها، در فوریه 2015 در نزدیکی اورنبورگ انجام شد.

انتظار می رود از این هواپیما برای مقاصد نظامی استفاده شود. بنابراین، یک وسیله نقلیه مافوق صوت می‌تواند در صورت لزوم، سلاح‌های ضربه‌ای را در فواصل قابل‌توجهی تحویل دهد، قلمرو را زیر نظر داشته باشد و همچنین به عنوان عنصری از هوانوردی حمله استفاده شود. برخی از محققان معتقدند که در سال 2020-2025. نیروهای موشکی استراتژیک حدود 20 فروند هواپیما دریافت خواهند کردنوع مناسب.

اطلاعاتی در رسانه ها وجود دارد مبنی بر قرار گرفتن هواپیمای مافوق صوت روسیه بر روی موشک بالستیک سرمات که آن هم در مرحله طراحی است. برخی از تحلیلگران بر این باورند که خودروی مافوق صوت در حال توسعه یو-۷۱ چیزی بیش از یک کلاهک نیست که باید در آخرین بخش پروازی از یک موشک بالستیک جدا شود تا به لطف ویژگی مانورپذیری بالای یک هواپیما، بتواند بر موشک غلبه کند. سیستم های دفاعی.

پروژه Ajax

در میان پروژه های قابل توجه در رابطه با توسعه هواپیماهای مافوق صوت Ajax است. بیایید آن را با جزئیات بیشتر مطالعه کنیم. هواپیمای مافوق صوت "آژاکس" - توسعه مفهومی مهندسان شوروی. در جامعه علمی، صحبت در مورد آن از دهه 80 شروع شد. یکی از قابل توجه ترین ویژگی ها وجود سیستم حفاظت حرارتی است که برای محافظت از کیس از گرمای بیش از حد طراحی شده است. بنابراین، توسعه دهندگان دستگاه Ajax راه حلی را برای یکی از مشکلات "هایفوق صوت" که در بالا شناسایی کردیم، پیشنهاد کردند.

طرح سنتی حفاظت حرارتی هواپیما شامل قرار دادن مواد ویژه بر روی بدنه است. توسعه دهندگان آژاکس مفهوم متفاوتی را پیشنهاد کردند که بر اساس آن قرار بود از دستگاه در برابر گرمایش خارجی محافظت نکند، بلکه گرما را به خودرو وارد کند و در عین حال منبع انرژی آن را افزایش دهد. رقیب اصلی دستگاه شوروی هواپیمای مافوق صوت Aurora بود که در ایالات متحده ایجاد شد. با این حال، با توجه به این واقعیت که طراحان اتحاد جماهیر شوروی به طور قابل توجهی امکانات را گسترش داده اندمفهوم، توسعه جدید با گسترده ترین طیف وظایف، به ویژه، تحقیقات محول شد. می توان گفت که آژاکس یک هواپیمای چند منظوره مافوق صوت است.

بیایید نگاهی دقیق‌تر به نوآوری‌های فناوری ارائه‌شده توسط مهندسان اتحاد جماهیر شوروی بیندازیم.

بنابراین، توسعه دهندگان شوروی آژاکس پیشنهاد کردند که از گرمای تولید شده در نتیجه اصطکاک بدنه هواپیما در برابر جو برای تبدیل آن به انرژی مفید استفاده کنند. از نظر فنی، این می تواند با قرار دادن پوسته های اضافی بر روی دستگاه اجرا شود. در نتیجه چیزی شبیه به ساختمان دوم شکل گرفت. قرار بود حفره آن با نوعی کاتالیزور، به عنوان مثال، مخلوطی از مواد قابل احتراق و آب پر شود. قرار بود لایه عایق حرارتی ساخته شده از یک ماده جامد در آژاکس با یک لایه مایع جایگزین شود که از یک سو قرار بود از موتور محافظت کند و از سوی دیگر به یک واکنش کاتالیزوری کمک کند. در همین حال، می تواند با یک اثر گرماگیر همراه باشد - حرکت گرما از قسمت های بیرونی بدن در داخل. از نظر تئوری، خنک کننده قسمت های خارجی دستگاه می تواند هر چیزی باشد. به نوبه خود قرار بود از گرمای اضافی برای افزایش کارایی موتور هواپیما استفاده شود. در عین حال، این فناوری تولید گونه‌های هیدروژن آزاد را در اثر واکنش سوخت ممکن می‌سازد.

در حال حاضر، هیچ اطلاعاتی در مورد تداوم توسعه Ajax در دسترس عموم مردم نیست، اما محققان اجرای مفاهیم شوروی را بسیار امیدوارکننده می دانند.

خودروهای مافوق صوت چینی

رقیبروسیه و ایالات متحده آمریکا در بازار راه حل های مافوق صوت چین است. یکی از معروف ترین پیشرفت های مهندسان چینی هواپیمای WU-14 است. این یک گلایدر مافوق صوت است که روی یک موشک بالستیک نصب شده است.

ICBM یک هواپیما به فضا پرتاب می کند، از جایی که دستگاه به شدت به پایین شیرجه می زند و سرعت مافوق صوت را توسعه می دهد. دستگاه چینی را می توان بر روی ICBM های مختلف با برد 2000 تا 12000 کیلومتر نصب کرد. مشخص شد که در طول آزمایشات، WU-14 توانست به سرعت بیش از 12 هزار کیلومتر در ساعت برسد، بنابراین به گفته برخی از تحلیلگران، به سریع ترین هواپیمای مافوق صوت تبدیل شد.

در عین حال، بسیاری از محققان بر این باورند که توسعه چینی برای نسبت دادن به کلاس هواپیما کاملاً مشروع نیست. بنابراین، نسخه گسترده است، که بر اساس آن دستگاه باید دقیقا به عنوان یک کلاهک طبقه بندی شود. و بسیار موثر است. هنگام پرواز با سرعت مشخص، حتی مدرن ترین سیستم های دفاع موشکی نیز نمی توانند رهگیری هدف مربوطه را تضمین کنند.

می توان اشاره کرد که روسیه و ایالات متحده نیز در حال توسعه وسایل نقلیه مافوق صوت هستند که برای اهداف نظامی استفاده می شوند. در عین حال، مفهوم روسی، که طبق آن قرار است ماشین هایی از نوع مربوطه ایجاد شود، به طور قابل توجهی متفاوت است، همانطور که داده ها در برخی رسانه ها نشان می دهد، با اصول تکنولوژیکی اجرا شده توسط آمریکایی ها و چینی ها. بنابراین، توسعه دهندگان از فدراسیون روسیه تلاش خود را در زمینه ایجاد هواپیما متمرکز می کنندوسایل نقلیه مجهز به موتور رم جت با قابلیت پرتاب از زمین. روسیه در حال برنامه ریزی برای همکاری در این راستا با هند است. به گفته برخی از تحلیلگران، دستگاه های مافوق صوت، که بر اساس مفهوم روسی ساخته شده اند، با هزینه کمتر و دامنه وسیع تر مشخص می شوند.

در همان زمان، هواپیمای مافوق صوت روسی، که در بالا به آن اشاره کردیم (Yu-71)، به گفته برخی تحلیلگران، دقیقاً همان قرارگیری را در ICBMها پیشنهاد می کند. اگر این تز درست باشد، می توان گفت که مهندسان فدراسیون روسیه به طور همزمان در دو حوزه مفهومی محبوب در ساخت هواپیماهای مافوق صوت کار می کنند.

CV

بنابراین، احتمالاً سریعترین هواپیمای مافوق صوت در جهان است، اگر در مورد هواپیما صحبت کنیم، صرف نظر از طبقه بندی آنها، این هنوز WU-14 چینی است. اگرچه باید درک کنید که اطلاعات واقعی در مورد او، از جمله اطلاعات مربوط به تست ها، قابل طبقه بندی هستند. این با اصول توسعه دهندگان چینی سازگار است، که اغلب تلاش می کنند فناوری نظامی خود را به هر قیمتی مخفی نگه دارند. سرعت سریعترین هواپیمای مافوق صوت بیش از 12000 کیلومتر در ساعت است. این هواپیما با پیشرفت آمریکایی X-43A "پیشرفت" می کند - بسیاری از کارشناسان آن را سریع ترین می دانند. از نظر تئوری، هواپیمای مافوق صوت X-43A، و همچنین WU-14 چینی، می‌توانند به پیشرفت‌های Orbical Science که برای سرعت بیش از 12 هزار کیلومتر در ساعت طراحی شده است، برسند.

ویژگی های هواپیمای روسی یو-۷۱ هنوز برای عموم مردم شناخته شده نیست. این امکان وجود دارد که آنها به پارامترها نزدیک شوندهواپیمای چینی مهندسان روسی همچنین در حال توسعه یک هواپیمای مافوق صوت هستند که قادر است نه بر اساس ICBM، بلکه به طور مستقل از زمین بلند شود.

پروژه های فعلی محققان روسیه، چین و ایالات متحده به نوعی با حوزه نظامی مرتبط هستند. هواپیماهای مافوق صوت، صرف نظر از طبقه بندی احتمالی آنها، در درجه اول به عنوان حامل تسلیحات، به احتمال زیاد هسته ای در نظر گرفته می شوند. با این حال، در آثار محققان از سراسر جهان تزهایی وجود دارد مبنی بر اینکه «هیپرصوت»، مانند فناوری هسته‌ای، ممکن است صلح‌آمیز باشد.

این در مورد ظهور راه حل های مقرون به صرفه و قابل اعتماد است که به شما امکان می دهد تولید انبوه ماشین آلات از نوع مناسب را سازماندهی کنید. استفاده از چنین وسایلی در گسترده ترین شاخه های توسعه اقتصادی امکان پذیر است. بیشترین تقاضا برای هواپیماهای مافوق صوت احتمالاً در صنایع فضایی و تحقیقاتی است.

با ارزان‌تر شدن هزینه فناوری‌های ساخت ماشین‌های مربوطه، کسب‌وکارهای حمل‌ونقل ممکن است علاقه خود را به سرمایه‌گذاری در چنین پروژه‌هایی نشان دهند. شرکت های صنعتی، ارائه دهندگان خدمات مختلف ممکن است شروع به در نظر گرفتن فراصوت به عنوان ابزاری برای افزایش رقابت کسب و کار در زمینه سازماندهی ارتباطات بین المللی کنند.