Ndege yenye kasi kubwa zaidi duniani. Ndege ya hypersonic ya Kirusi

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Ndege ya kawaida ya abiria inaruka kwa kasi ya takriban 900 km/h. Ndege ya kivita inaweza kufikia takriban mara tatu ya kasi. Walakini, wahandisi wa kisasa kutoka Shirikisho la Urusi na nchi zingine za ulimwengu wanaendeleza kikamilifu mashine za haraka zaidi - ndege za hypersonic. Je, ni mahususi gani ya dhana husika?

Vigezo vya ndege ya hali ya juu

Ndege ya hypersonic ni nini? Kwa hivyo ni kawaida kuelewa kifaa kinachoweza kuruka kwa kasi mara nyingi zaidi kuliko ile ya sauti. Mbinu za watafiti kuamua kiashiria chake maalum hutofautiana. Kuna mbinu iliyoenea kulingana na ambayo ndege inapaswa kuzingatiwa kuwa ya hypersonic ikiwa ni viashiria vingi vya kasi ya magari ya kisasa ya juu zaidi. Ambayo ni karibu 3-4,000 km / h. Hiyo ni, ndege ya hypersonic, ukifuata mbinu hii, inapaswa kufikia kasi ya 6,000 km / h.

isiyo na mtu namagari yanayodhibitiwa

Njia za watafiti pia zinaweza kutofautiana katika suala la kubainisha vigezo vya kuainisha kifaa fulani kama ndege. Kuna toleo ambalo mashine hizo tu ambazo zinadhibitiwa na mtu zinaweza kuzingatiwa kama hizo. Kuna maoni kulingana na ambayo gari lisilo na rubani pia linaweza kuzingatiwa kuwa ndege. Kwa hiyo, baadhi ya wachambuzi huainisha mashine za aina husika kuwa zile ambazo ziko chini ya udhibiti wa binadamu na zile zinazofanya kazi kwa uhuru. Mgawanyiko kama huo unaweza kuhesabiwa haki, kwa kuwa magari yasiyo na mtu yanaweza kuwa na sifa za kuvutia zaidi za kiufundi, kwa mfano, katika suala la upakiaji na kasi.

Wakati huohuo, watafiti wengi huchukulia ndege ya hypersonic kama dhana moja, ambayo kiashirio kikuu ni kasi. Haijalishi ikiwa mtu ameketi kwenye usukani wa kifaa au mashine inadhibitiwa na roboti - jambo kuu ni kwamba ndege ina kasi ya kutosha.

Kuondoka - peke yake au kusaidiwa?

Ainisho la ndege zenye nguvu nyingi ni jambo la kawaida, ambalo linatokana na kuziainisha kama zile zinazoweza kupaa kwa kujitegemea, au zile zinazohitaji kuwekwa kwenye chombo chenye nguvu zaidi - roketi au ndege ya mizigo. Kuna maoni kulingana na ambayo ni halali kutaja vifaa vya aina inayozingatiwa hasa wale ambao wanaweza kujiondoa kwa kujitegemea au kwa ushiriki mdogo wa aina nyingine za vifaa. Walakini, watafiti hao ambao wanaamini kuwa kigezo kuu kinachoashiria ndege ya hypersonic ni kasi inapaswakuwa muhimu katika uainishaji wowote. Ikiwa ni kuainisha kifaa kama kisicho na rubani, kinachodhibitiwa, chenye uwezo wa kuruka chenyewe au kwa usaidizi wa mashine zingine - ikiwa kiashirio kinacholingana kinafikia maadili yaliyo hapo juu, basi inamaanisha kuwa tunazungumza juu ya ndege ya hypersonic.

Matatizo makuu ya suluhu za hypersonic

Dhana za suluhu za hypersonic ni za miongo mingi zilizopita. Katika miaka yote ya maendeleo ya aina zinazolingana za magari, wahandisi wa dunia wamekuwa wakisuluhisha matatizo kadhaa muhimu ambayo yanazuia kwa makusudi utengenezaji wa "hypersound" kuwekwa kwenye mkondo - sawa na kuandaa utengenezaji wa ndege za turboprop.

Ugumu kuu katika uundaji wa ndege zenye nguvu nyingi ni uundaji wa injini ambayo inaweza kuwa na nishati ya kutosha. Shida nyingine ni usawa wa ulinzi wa joto wa kifaa. Ukweli ni kwamba kasi ya ndege ya hypersonic katika maadili ambayo tulizingatia hapo juu inamaanisha joto kali la mwili kutokana na msuguano dhidi ya angahewa.

Leo tutaangalia sampuli kadhaa za prototypes zilizofaulu za ndege za aina inayolingana, watengenezaji ambao waliweza kufanya maendeleo makubwa katika kutatua kwa mafanikio shida zilizobainishwa. Wacha sasa tujifunze maendeleo maarufu zaidi ya ulimwengu katika suala la kuunda ndege za aina inayohusika.

ndege yenye kasi zaidi ya Boeing

Ndege yenye kasi kubwa zaidi duniani, kulingana na baadhi ya wataalamu, ni Boeing X-43A ya Marekani. Kwa hiyo, wakati wa kupima kifaa hiki, ilirekodi kuwa ilifikia kasizaidi ya 11,000 km / h. Hiyo ni takriban mara 9.6 ya kasi ya sauti.

Je, ni nini maalum kuhusu ndege ya X-43A hypersonic? Sifa za ndege hii ni kama zifuatazo:

- kasi ya juu zaidi iliyorekodiwa katika majaribio - 11,230 km / h;

- upana wa mabawa - 1.5 m;

- urefu wa kesi - 3.6 m;

- injini - mtiririko wa moja kwa moja, Supersonic Combustion Ramjet;

- mafuta - oksijeni ya angahewa, hidrojeni.

Inaweza kuzingatiwa kuwa kifaa kinachohusika ni mojawapo ya vifaa rafiki zaidi wa mazingira. Ukweli ni kwamba mafuta yanayotumiwa kiutendaji haijumuishi utolewaji wa bidhaa hatari za mwako.

Ndege hiyo ya X-43A iliundwa kwa juhudi za pamoja za wahandisi wa NASA, pamoja na Orbical Science Corporation na Minocraft. Ndege hiyo iliundwa kwa takriban miaka 10. Takriban dola milioni 250 ziliwekezwa katika maendeleo yake. Dhana mpya ya ndege inayozungumziwa ni kwamba ilitungwa ili kujaribu teknolojia ya hivi punde ili kuhakikisha utendakazi wa msukumo wa nia.

Imetengenezwa na Orbital Science

Sayansi ya Orbital, ambayo, kama tulivyoona hapo juu, ilishiriki katika uundaji wa kifaa cha X-43A, pia iliweza kuunda ndege yake ya hypersonic - X-34.

Kasi yake ya juu ni zaidi ya kilomita 12,000 kwa saa. Kweli, wakati wa vipimo vya vitendo haikupatikana - zaidi ya hayo, haikuwezekana kufikia kiashiria kilichoonyeshwa na ndege ya X43-A. Ndege inayozingatiwakifaa huharakisha wakati roketi ya Pegasus, ambayo inafanya kazi kwa mafuta imara, imeanzishwa. X-34 ilijaribiwa kwa mara ya kwanza mnamo 2001. Ndege inayozungumziwa ni kubwa zaidi kuliko kifaa kutoka Boeing - urefu wake ni 17.78 m, urefu wa mabawa ni 8.85 m. Upeo wa juu wa gari la hypersonic kutoka Sayansi ya Orbical ni kilomita 75.

Ndege kutoka Amerika Kaskazini

Ndege nyingine inayojulikana sana ni X-15, inayozalishwa na Amerika Kaskazini. Wachambuzi hurejelea kifaa hiki kama majaribio.

Ina injini za roketi, jambo ambalo huwapa baadhi ya wataalamu sababu ya kutoiainisha kama ndege. Walakini, uwepo wa injini za roketi huruhusu kifaa, haswa, kufanya ndege za suborbital. Kwa hiyo, wakati wa moja ya vipimo katika hali hii, ilijaribiwa na marubani. Madhumuni ya vifaa vya X-15 ni kusoma maalum ya ndege za hypersonic, kutathmini suluhisho fulani za muundo, nyenzo mpya, na sifa za udhibiti wa mashine kama hizo katika tabaka tofauti za anga. Ni muhimu kukumbuka kuwa wazo la mradi huo lilipitishwa mnamo 1954. X-15 inaruka kwa kasi ya zaidi ya elfu 7 km / h. Masafa ya safari yake ya ndege ni zaidi ya kilomita 500, mwinuko wake unazidi kilomita 100.

Ndege inayozalisha kwa kasi zaidi

Magari yenye hypersonic tuliyosoma hapo juu ni ya kitengo cha utafiti. Itakuwa muhimu kuzingatia baadhi ya sampuli za mfululizo za ndege ambazo zina sifa zinazokaribiana na hypersonic au (kulingana na mbinu moja au nyingine) hypersonic.

Miongoni mwa mashine kama hizo ni maendeleo ya Amerika ya SR-71. Watafiti wengine hawana mwelekeo wa kuainisha ndege hii kama hypersonic, kwani kasi yake ya juu ni karibu 3.7,000 km / h. Miongoni mwa sifa zake zinazojulikana zaidi ni uzito wake wa kuondoka, unaozidi tani 77. Urefu wa kifaa ni zaidi ya m 23, upana wa mabawa ni zaidi ya m 13.

Mojawapo ya ndege za kijeshi zenye kasi zaidi ni MiG-25 ya Urusi. Kifaa kinaweza kufikia kasi ya zaidi ya 3, 3 elfu km / h. Uzito wa juu wa kupaa wa ndege ya Urusi ni tani 41.

Kwa hivyo, katika soko la suluhisho za mfululizo, karibu na sifa za hypersonic, Shirikisho la Urusi ni miongoni mwa viongozi. Lakini ni nini kinachoweza kusema juu ya maendeleo ya Kirusi katika suala la ndege ya "classic" ya hypersonic? Je, wahandisi kutoka Shirikisho la Urusi wanaweza kutengeneza suluhisho ambalo linashindana na mashine kutoka Boeing na Orbital Scence?

Magari ya Kirusi ya hypersonic

Kwa sasa, ndege ya Kirusi ya sauti kubwa inatengenezwa. Lakini yuko hai kabisa. Tunazungumza juu ya ndege ya Yu-71. Majaribio yake ya kwanza, kwa kuzingatia ripoti za vyombo vya habari, yalifanywa Februari 2015 karibu na Orenburg.

Ndege hiyo inatarajiwa kutumika kwa madhumuni ya kijeshi. Kwa hivyo, gari la hypersonic litaweza, ikiwa ni lazima, kutoa silaha za kugonga kwa umbali mkubwa, kufuatilia eneo, na pia kutumika kama sehemu ya anga ya kushambulia. Watafiti wengine wanaamini kuwa mnamo 2020-2025. Kikosi cha Strategic Missile kitapokea takriban ndege 20aina inayofaa.

Kuna habari kwenye vyombo vya habari kwamba ndege ya Kirusi ya hypersonic inayozingatiwa itawekwa kwenye kombora la balestiki la Sarmat, ambalo pia liko katika hatua ya usanifu. Wachambuzi wengine wanaamini kuwa gari la hypersonic la Yu-71 lililo chini ya maendeleo sio kitu zaidi ya kichwa cha vita ambacho kitalazimika kujitenga na kombora la mwisho katika sehemu ya mwisho ya ndege, ili, kutokana na tabia ya juu ya uendeshaji wa ndege, inaweza kushinda kombora. mifumo ya ulinzi.

Mradi wa Ajax

Miongoni mwa miradi muhimu inayohusiana na uundaji wa ndege zinazotumia nguvu nyingi ni Ajax. Hebu tujifunze kwa undani zaidi. Ndege ya Hypersonic "Ajax" - maendeleo ya dhana ya wahandisi wa Soviet. Katika jamii ya wanasayansi, mazungumzo juu yake yalianza nyuma katika miaka ya 80. Miongoni mwa sifa zinazojulikana zaidi ni uwepo wa mfumo wa ulinzi wa joto, ambao umeundwa ili kulinda kesi kutokana na kuongezeka kwa joto. Kwa hivyo, watengenezaji wa kifaa cha Ajax walipendekeza suluhisho kwa mojawapo ya matatizo ya "hypersonic" ambayo tumebainisha hapo juu.

Mpango wa kitamaduni wa ulinzi wa hali ya hewa wa ndege unahusisha uwekaji wa nyenzo maalum kwenye mwili. Waendelezaji wa Ajax walipendekeza dhana tofauti, kulingana na ambayo haikupaswa kulinda kifaa kutoka kwa joto la nje, lakini kuruhusu joto ndani ya gari, wakati wa kuongeza rasilimali yake ya nishati. Mshindani mkuu wa vifaa vya Soviet alikuwa ndege ya Aurora hypersonic, iliyoundwa nchini Merika. Hata hivyo, kutokana na ukweli kwamba wabunifu kutoka USSR wamepanua kwa kiasi kikubwa uwezekanodhana, maendeleo mapya yalikabidhiwa anuwai ya kazi, haswa, utafiti. Tunaweza kusema kwamba Ajax ni ndege yenye malengo mengi.

Hebu tuangalie kwa karibu ubunifu wa kiteknolojia uliopendekezwa na wahandisi kutoka USSR.

Kwa hivyo, watengenezaji wa Soviet wa Ajax walipendekeza kutumia joto linalozalishwa kutokana na msuguano wa chombo cha ndege dhidi ya angahewa, ili kuibadilisha kuwa nishati muhimu. Kitaalam, hii inaweza kutekelezwa kwa kuweka makombora ya ziada kwenye kifaa. Kama matokeo, kitu kama jengo la pili liliundwa. Cavity yake ilitakiwa kujazwa na aina fulani ya kichocheo, kwa mfano, mchanganyiko wa nyenzo zinazowaka na maji. Safu ya kuhami joto iliyotengenezwa kwa nyenzo ngumu huko Ajax ilitakiwa kubadilishwa na kioevu, ambayo, kwa upande mmoja, ilitakiwa kulinda injini, kwa upande mwingine, ingechangia athari ya kichocheo, ambayo, wakati huo huo, inaweza kuambatana na athari endothermic - harakati ya joto kutoka sehemu za nje za mwili ndani. Kinadharia, baridi ya sehemu za nje za kifaa inaweza kuwa chochote. Joto la ziada, kwa upande wake, lilitakiwa kutumika ili kuongeza ufanisi wa injini ya ndege. Wakati huo huo, teknolojia hii ingewezesha kutoa spishi za hidrojeni bila malipo kutokana na athari ya mafuta.

Kwa sasa, hakuna taarifa inayopatikana kwa umma kwa ujumla kuhusu kuendelea kwa maendeleo ya Ajax, lakini watafiti wanaona kuwa inatia matumaini sana kutekeleza dhana za Kisovieti.

Magari ya Kichina yenye sauti nyingi

MshindaniUrusi na USA katika soko la suluhisho za hypersonic ni Uchina. Miongoni mwa maendeleo maarufu ya wahandisi kutoka China ni ndege ya WU-14. Ni kielelezo cha hypersonic kilichowekwa kwenye kombora la balestiki.

ICBM inarusha ndege angani, kutoka mahali ambapo mashine hupiga mbizi chini, na kuendeleza kasi ya ajabu. Vifaa vya Kichina vinaweza kuwekwa kwenye ICBM mbalimbali zenye umbali wa kilomita 2,000 hadi 12,000. Ilibainika kuwa wakati wa majaribio, WU-14 iliweza kufikia kasi ya zaidi ya kilomita elfu 12 / h, na hivyo kugeuka kuwa ndege ya haraka sana kulingana na wachambuzi wengine.

Wakati huo huo, watafiti wengi wanaamini kwamba maendeleo ya Wachina si halali kabisa kuhusishwa na aina ya ndege. Kwa hivyo, toleo hilo limeenea, kulingana na ambayo kifaa kinapaswa kuainishwa kwa usahihi kama kichwa cha vita. Na ufanisi sana. Wakati wa kuruka chini kwa kasi maalum, hata mifumo ya kisasa ya ulinzi ya kombora haitaweza kutoa hakikisho la kutekwa kwa shabaha inayolingana.

Inaweza kuzingatiwa kuwa Urusi na Marekani pia zinatengeneza magari yenye sauti ya juu yanayotumika kwa madhumuni ya kijeshi. Wakati huo huo, dhana ya Kirusi, kulingana na ambayo inapaswa kuunda mashine za aina inayofanana, inatofautiana kwa kiasi kikubwa, kama inavyothibitishwa na data katika baadhi ya vyombo vya habari, kutoka kwa kanuni za kiteknolojia zinazotekelezwa na Wamarekani na Wachina. Kwa hivyo, watengenezaji kutoka Shirikisho la Urusi wanazingatia juhudi zao katika uwanja wa kuunda ndegemagari yenye injini ya ramjet yenye uwezo wa kurushwa kutoka ardhini. Urusi inapanga ushirikiano katika mwelekeo huu na India. Vifaa vya Hypersonic, vilivyoundwa kulingana na dhana ya Kirusi, kulingana na wachambuzi wengine, vina sifa ya gharama ya chini na wigo mpana.

Wakati huo huo, ndege ya Kirusi ya hypersonic, ambayo tulitaja hapo juu (Yu-71), inapendekeza, kulingana na baadhi ya wachambuzi, uwekaji sawa tu kwenye ICBM. Ikiwa nadharia hii itageuka kuwa kweli, basi itawezekana kusema kwamba wahandisi kutoka Shirikisho la Urusi wanafanya kazi wakati huo huo katika maeneo mawili ya dhana maarufu katika ujenzi wa ndege za hypersonic.

CV

Kwa hivyo, labda ndege ya kasi zaidi ulimwenguni, ikiwa tunazungumza juu ya ndege, bila kujali uainishaji wao, hii bado ni WU-14 ya Uchina. Ingawa unahitaji kuelewa kuwa habari halisi juu yake, pamoja na zile zinazohusiana na vipimo, zinaweza kuainishwa. Hii ni sawa na kanuni za watengenezaji wa Kichina, ambao mara nyingi hujitahidi kuweka teknolojia yao ya kijeshi kwa siri kwa gharama zote. Kasi ya ndege ya haraka sana ya hypersonic ni zaidi ya 12,000 km / h. Ni "kukamata" na maendeleo ya Marekani ya X-43A - wataalam wengi wanaona kuwa ni ya haraka zaidi. Kinadharia, ndege ya X-43A hypersonic, pamoja na Uchina WU-14, zinaweza kupata maendeleo kutoka kwa Sayansi ya Orbical, iliyoundwa kwa kasi ya zaidi ya kilomita elfu 12 / h.

Sifa za ndege ya Urusi aina ya Yu-71 bado hazijajulikana kwa umma. Inawezekana kwamba watakuwa karibu na vigezoNdege ya China. Wahandisi wa Urusi pia wanaunda ndege ya hypersonic inayoweza kupaa si kwa msingi wa ICBM, lakini kwa kujitegemea.

Miradi ya sasa ya watafiti kutoka Urusi, Uchina na Marekani kwa namna fulani ina uhusiano na nyanja ya kijeshi. Ndege za Hypersonic, bila kujali uainishaji wao unaowezekana, huzingatiwa kimsingi kama wabebaji wa silaha, uwezekano mkubwa wa nyuklia. Walakini, katika kazi za watafiti kutoka kote ulimwenguni kuna nadharia kwamba "hypersound", kama vile teknolojia ya nyuklia, inaweza kuwa ya amani.

Ni kuhusu kuibuka kwa suluhu za bei nafuu na za kutegemewa zinazokuruhusu kupanga uzalishaji kwa wingi wa mashine za aina zinazofaa. Matumizi ya vifaa vile inawezekana katika aina mbalimbali za matawi ya maendeleo ya kiuchumi. Hitaji kubwa zaidi la ndege za hypersonic linaweza kupatikana katika anga na tasnia ya utafiti.

Kadiri gharama ya teknolojia ya utengenezaji wa mashine husika inavyozidi kuwa nafuu, biashara za usafiri zinaweza kuanza kuonyesha nia ya kuwekeza katika miradi kama hiyo. Mashirika ya viwanda, watoa huduma mbalimbali wanaweza kuanza kuzingatia "hypersound" kama chombo cha kuongeza ushindani wa biashara katika masuala ya kuandaa mawasiliano ya kimataifa.