El avión hipersónico más rápido del mundo. aviones hipersónicos rusos

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Un avión de pasajeros ordinario vuela a una velocidad de unos 900 km/h. Un avión de combate a reacción puede alcanzar unas tres veces la velocidad. Sin embargo, los ingenieros modernos de la Federación Rusa y otros países del mundo están desarrollando activamente máquinas aún más rápidas: aviones hipersónicos. ¿Cuáles son los detalles de los conceptos respectivos?

Criterios para un avión hipersónico

¿Qué es un avión hipersónico? Por tal es habitual entender un aparato capaz de volar a una velocidad muchas veces superior a la del sonido. Los enfoques de los investigadores para determinar su indicador específico varían. Existe una metodología generalizada según la cual un avión debe considerarse hipersónico si es un múltiplo de los indicadores de velocidad de los vehículos supersónicos modernos más rápidos. Que son unos 3-4 mil km/h. Es decir, un avión hipersónico, si sigues esta metodología, debería alcanzar velocidades de 6.000 km/h.

No tripulados yvehículos controlados

Los enfoques de los investigadores también pueden diferir en términos de determinar los criterios para clasificar un dispositivo en particular como una aeronave. Hay una versión de que solo aquellas máquinas que están controladas por una persona pueden considerarse como tales. Existe un punto de vista según el cual un vehículo no tripulado también puede ser considerado una aeronave. Por ello, algunos analistas clasifican las máquinas del tipo en cuestión en las que están sujetas al control humano y las que funcionan de forma autónoma. Tal división puede estar justificada, ya que los vehículos no tripulados pueden tener características técnicas mucho más impresionantes, por ejemplo, en términos de sobrecarga y velocidad.

Al mismo tiempo, muchos investigadores consideran los aviones hipersónicos como un concepto único, cuyo indicador clave es la velocidad. No importa si una persona está sentada al timón del dispositivo o si la máquina está controlada por un robot; lo principal es que el avión sea lo suficientemente rápido.

Despegue: ¿solo o asistido?

Es común una clasificación de aviones hipersónicos, que se basa en clasificarlos como aquellos que pueden despegar de forma independiente o aquellos que requieren la colocación en un portaaviones más potente: un cohete o un avión de carga. Existe un punto de vista según el cual es legítimo referirse a los dispositivos del tipo considerado principalmente aquellos que son capaces de despegar de forma independiente o con mínima participación de otros tipos de equipos. Sin embargo, aquellos investigadores que creen que el criterio principal que caracteriza a un avión hipersónico es la velocidad deberíanser primordial en cualquier clasificación. Ya sea que clasifique el dispositivo como no tripulado, controlado, capaz de despegar solo o con la ayuda de otras máquinas, si el indicador correspondiente alcanza los valores anteriores, significa que estamos hablando de un avión hipersónico.

Principales problemas de las soluciones hipersónicas

Los conceptos de soluciones hipersónicas tienen muchas décadas. A lo largo de los años de desarrollo del tipo de vehículo correspondiente, los ingenieros de todo el mundo han estado resolviendo una serie de problemas importantes que impiden objetivamente que se ponga en marcha la producción de "hipersonido", similar a la organización de la producción de aviones turbohélice.

La principal dificultad en el diseño de aeronaves hipersónicas es la creación de un motor que pueda ser lo suficientemente eficiente desde el punto de vista energético. Otro problema es la alineación de la necesaria protección térmica del aparato. El hecho es que la velocidad de un avión hipersónico en los valores que consideramos anteriormente implica un fuerte calentamiento del casco debido a la fricción con la atmósfera.

Hoy veremos varias muestras de prototipos exitosos de aeronaves del tipo correspondiente, cuyos desarrolladores pudieron lograr un progreso significativo para resolver con éxito los problemas señalados. Estudiemos ahora los desarrollos mundiales más famosos en términos de creación de aviones hipersónicos del tipo en cuestión.

El avión más rápido de Boeing

El avión hipersónico más rápido del mundo, según algunos expertos, es el estadounidense Boeing X-43A. Entonces, durante la prueba de este dispositivo, se registró que alcanzó la velocidadsuperando los 11 mil km/h. Eso es aproximadamente 9,6 veces la velocidad del sonido.

¿Qué tiene de especial el avión hipersónico X-43A? Las características de esta aeronave son las siguientes:

- la velocidad máxima registrada en las pruebas - 11.230 km/h;

- envergadura - 1,5 m;

- longitud de la caja - 3,6 m;

- motor - estatorreactor de combustión supersónica de flujo directo;

- combustible - oxígeno atmosférico, hidrógeno.

Cabe señalar que el dispositivo en cuestión es uno de los más ecológicos. El hecho es que el combustible utilizado prácticamente no implica la liberación de productos de combustión nocivos.

El avión hipersónico X-43A fue desarrollado por los esfuerzos conjuntos de los ingenieros de la NASA, así como Orbical Science Corporation y Minocraft. El avión fue creado durante unos 10 años. En su desarrollo se invirtieron unos 250 millones de dólares. La novedad conceptual de la aeronave en cuestión es que fue concebida con el fin de probar la última tecnología para asegurar el funcionamiento del empuje motriz.

Desarrollado por Orbital Science

Orbital Science, que, como señalamos anteriormente, participó en la creación del dispositivo X-43A, también logró crear su propio avión hipersónico: el X-34.

Su velocidad máxima supera los 12.000 km/h. Es cierto que durante las pruebas prácticas no se logró; además, no fue posible lograr el indicador que muestra el avión X43-A. Aeronaves consideradasel dispositivo acelera cuando se activa el cohete Pegasus, que funciona con combustible sólido. El X-34 se probó por primera vez en 2001. El avión en cuestión es significativamente más grande que el dispositivo de Boeing: su longitud es de 17,78 m, la envergadura es de 8,85 m. La altitud máxima de vuelo del vehículo hipersónico de Orbical Science es de 75 kilómetros.

Aviones de América del Norte

Otro avión hipersónico conocido es el X-15, producido por North American. Los analistas se refieren a este aparato como experimental.

Está equipado con motores cohete, lo que da a algunos expertos razones para no clasificarlo como un avión. Sin embargo, la presencia de motores de cohetes permite que el dispositivo, en particular, realice vuelos suborbitales. Entonces, durante una de las pruebas en este modo, los pilotos lo probaron. El propósito del aparato X-15 es estudiar los detalles de los vuelos hipersónicos, evaluar ciertas soluciones de diseño, nuevos materiales y controlar las características de tales máquinas en varias capas de la atmósfera. Es de destacar que el concepto del proyecto fue aprobado en 1954. X-15 vuela a una velocidad de más de 7 mil km / h. Su rango de vuelo es de más de 500 km, su altitud supera los 100 km.

El avión de producción más rápido

Los vehículos hipersónicos que estudiamos arriba en realidad pertenecen a la categoría de investigación. Será útil considerar algunas muestras en serie de aeronaves que tienen características cercanas a las hipersónicas o son (según una metodología u otra) hipersónicas.

Entre esas máquinas se encuentra el desarrollo estadounidense del SR-71. Algunos investigadores no se inclinan por clasificar este avión como hipersónico, ya que su velocidad máxima es de unos 3,7 mil km/h. Entre sus características más destacables está su peso al despegue, que supera las 77 toneladas. La longitud del aparato es de más de 23 m, la envergadura es de más de 13 m.

Uno de los aviones militares más rápidos es el MiG-25 ruso. El dispositivo puede alcanzar velocidades de más de 3, 3 mil km / h. El peso máximo al despegue del avión ruso es de 41 toneladas.

Por lo tanto, en el mercado de soluciones en serie, con características cercanas a las hipersónicas, la Federación Rusa se encuentra entre los líderes. Pero, ¿qué se puede decir sobre los desarrollos rusos en términos de aviones hipersónicos "clásicos"? ¿Los ingenieros de la Federación Rusa son capaces de crear una solución que sea competitiva con las máquinas de Boeing y Orbital Scence?

Vehículos hipersónicos rusos

En este momento, el avión hipersónico ruso está en desarrollo. Pero ella es bastante activa. Estamos hablando del avión Yu-71. Sus primeras pruebas, a juzgar por los informes de los medios, se llevaron a cabo en febrero de 2015 cerca de Oremburgo.

Se espera que la aeronave se utilice con fines militares. Por lo tanto, un vehículo hipersónico podrá, si es necesario, lanzar armas de fuego a distancias considerables, monitorear el territorio y también ser utilizado como un elemento de aviación de ataque. Algunos investigadores creen que en 2020-2025. las Fuerzas de Misiles Estratégicos recibirán unos 20 avionestipo apropiado.

Hay información en los medios de que el avión hipersónico ruso que se está considerando se colocará en el misil balístico Sarmat, que también se encuentra en la etapa de diseño. Algunos analistas creen que el vehículo hipersónico Yu-71 en desarrollo no es más que una ojiva que deberá separarse de un misil balístico en el tramo final de vuelo, para que, gracias a la alta maniobrabilidad característica de una aeronave, pueda superar misiles. sistemas de defensa.

Proyecto Ajax

Entre los proyectos más destacados relacionados con el desarrollo de aviones hipersónicos se encuentra Ajax. Vamos a estudiarlo con más detalle. Aviones hipersónicos "Ajax": un desarrollo conceptual de los ingenieros soviéticos. En la comunidad científica se empezó a hablar de ello allá por los años 80. Entre las características más destacables está la presencia de un sistema de protección térmica, que está diseñado para proteger la carcasa del sobrecalentamiento. Por lo tanto, los desarrolladores del aparato Ajax propusieron una solución a uno de los problemas "hipersónicos" que hemos identificado anteriormente.

El esquema tradicional de protección térmica de las aeronaves consiste en la colocación de materiales especiales en la carrocería. Los desarrolladores de Ajax propusieron un concepto diferente, según el cual se suponía que no debía proteger el dispositivo del calentamiento externo, sino dejar entrar calor en el automóvil, al tiempo que aumentaba su recurso energético. El principal competidor del aparato soviético fue el avión hipersónico Aurora, creado en los Estados Unidos. Sin embargo, debido al hecho de que los diseñadores de la URSS han ampliado significativamente las posibilidades.concepto, al nuevo desarrollo se le confió la más amplia gama de tareas, en particular, la investigación. Podemos decir que el Ajax es un avión polivalente hipersónico.

Echemos un vistazo más de cerca a las innovaciones tecnológicas propuestas por los ingenieros de la URSS.

Entonces, los desarrolladores soviéticos de Ajax propusieron utilizar el calor generado como resultado de la fricción del cuerpo del avión contra la atmósfera, para convertirlo en energía útil. Técnicamente, esto podría implementarse colocando carcasas adicionales en el aparato. Como resultado, se formó algo así como un segundo edificio. Se suponía que su cavidad estaba llena de algún tipo de catalizador, por ejemplo, una mezcla de material combustible y agua. Se suponía que la capa de aislamiento térmico hecha de un material sólido en Ajax se reemplazaría por uno líquido que, por un lado, se suponía que protegería el motor, por otro lado, contribuiría a una reacción catalítica, que, mientras tanto, podría ir acompañado de un efecto endotérmico - el movimiento de calor desde el exterior de las partes del cuerpo hacia el interior. En teoría, el enfriamiento de las partes externas del aparato podría ser cualquier cosa. Se suponía que el exceso de calor, a su vez, se usaría para aumentar la eficiencia del motor del avión. Al mismo tiempo, esta tecnología permitiría generar especies de hidrógeno libres debido a la reacción del combustible.

Por el momento, no hay información disponible para el público en general sobre la continuación del desarrollo del Ajax, pero los investigadores consideran muy prometedor poner en práctica los conceptos soviéticos.

Vehículos hipersónicos chinos

CompetidorRusia y Estados Unidos en el mercado de soluciones hipersónicas es China. Entre los desarrollos más famosos de los ingenieros de China se encuentra el avión WU-14. Es un planeador hipersónico montado en un misil balístico.

ICBM lanza un avión al espacio, desde donde la máquina se sumerge bruscamente hacia abajo, desarrollando una velocidad hipersónica. El aparato chino se puede montar en varios misiles balísticos intercontinentales con un alcance de 2.000 a 12.000 km. Se descubrió que durante las pruebas, el WU-14 pudo alcanzar velocidades superiores a los 12 mil km/h, convirtiéndose así en el avión hipersónico más rápido según algunos analistas.

Al mismo tiempo, muchos investigadores creen que el desarrollo chino no es del todo legítimo para atribuirlo a la clase de aeronave. Entonces, la versión está muy extendida, según la cual el dispositivo debe clasificarse precisamente como una ojiva. Y muy eficaz. Al volar hacia abajo a una velocidad marcada, incluso los sistemas de defensa antimisiles más modernos no podrán garantizar la intercepción del objetivo correspondiente.

Cabe señalar que Rusia y Estados Unidos también están desarrollando vehículos hipersónicos para fines militares. Al mismo tiempo, el concepto ruso, según el cual se supone que debe crear máquinas del tipo correspondiente, difiere significativamente, como lo demuestran los datos en algunos medios, de los principios tecnológicos implementados por los estadounidenses y los chinos. Entonces, los desarrolladores de la Federación Rusa están concentrando sus esfuerzos en el campo de la creación de aviones.vehículos equipados con un motor estatorreactor capaz de ser lanzado desde el suelo. Rusia está planeando una cooperación en esta dirección con la India. Los dispositivos hipersónicos, creados según el concepto ruso, según algunos analistas, se caracterizan por un menor costo y un alcance más amplio.

Al mismo tiempo, el avión hipersónico ruso, que mencionamos anteriormente (Yu-71), sugiere, según algunos analistas, la misma ubicación en los misiles balísticos intercontinentales. Si esta tesis resulta ser cierta, entonces será posible decir que los ingenieros de la Federación Rusa están trabajando simultáneamente en dos áreas conceptuales populares en la construcción de aeronaves hipersónicas.

CV

Entonces, probablemente el avión hipersónico más rápido del mundo, si hablamos de aviones, independientemente de su clasificación, este sigue siendo el chino WU-14. Aunque debe comprender que la información real sobre él, incluida la relacionada con las pruebas, puede clasificarse. Esto es coherente con los principios de los desarrolladores chinos, que a menudo se esfuerzan por mantener en secreto su tecnología militar a toda costa. La velocidad del avión hipersónico más rápido supera los 12.000 km/h. Se está "poniendo al día" con el desarrollo estadounidense del X-43A; muchos expertos lo consideran el más rápido. Teóricamente, el avión hipersónico X-43A, así como el chino WU-14, pueden ponerse al día con el desarrollo de Orbical Science, diseñado para una velocidad de más de 12 mil km/h.

Las características del avión ruso Yu-71 aún no son conocidas por el público en general. Es posible que estén cerca de los parámetros.aviones chinos. Los ingenieros rusos también están desarrollando un avión hipersónico capaz de despegar no sobre la base de misiles balísticos intercontinentales, sino de forma independiente.

Los proyectos actuales de investigadores de Rusia, China y EE. UU. están relacionados de alguna manera con la esfera militar. Los aviones hipersónicos, independientemente de su posible clasificación, se consideran principalmente portadores de armas, muy probablemente nucleares. Sin embargo, en los trabajos de investigadores de todo el mundo hay tesis de que el "hipersonido", como la tecnología nuclear, bien puede ser pacífico.

Se trata de la aparición de soluciones asequibles y fiables que le permitan organizar la producción en masa de máquinas del tipo adecuado. El uso de tales dispositivos es posible en la más amplia gama de ramas del desarrollo económico. Es probable que la mayor demanda de aeronaves hipersónicas se encuentre en las industrias espacial y de investigación.

A medida que el costo de las tecnologías de fabricación para las máquinas correspondientes se abarata, las empresas de transporte pueden comenzar a mostrar interés en invertir en dichos proyectos. Las corporaciones industriales, los proveedores de diversos servicios pueden comenzar a considerar el "hipersonido" como una herramienta para aumentar la competitividad de las empresas en términos de organización de las comunicaciones internacionales.