Das schnellste Hyperschallflugzeug der Welt. Russisches Hyperschallflugzeug

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Ein gewöhnliches Passagierflugzeug fliegt mit einer Geschwindigkeit von etwa 900 km/h. Ein Düsenjäger kann etwa die dreifache Geschwindigkeit erreichen. Moderne Ingenieure aus der Russischen Föderation und anderen Ländern der Welt entwickeln jedoch aktiv noch schnellere Maschinen - Hyperschallflugzeuge. Was sind die Besonderheiten der jeweiligen Konzepte?

Kriterien für ein Hyperschallflugzeug

Was ist ein Hyperschallflugzeug? Darunter versteht man üblicherweise einen Apparat, der mit einer um ein Vielfaches höheren Geschwindigkeit als Schall fliegen kann. Die Ansätze der Forscher zur Bestimmung des spezifischen Indikators variieren. Es gibt eine weit verbreitete Methodik, nach der ein Flugzeug als Hyperschall bezeichnet werden sollte, wenn es ein Vielfaches der Geschwindigkeitsanzeigen der schnellsten modernen Überschallfahrzeuge ist. Das sind ungefähr 3-4 Tausend km / h. Das heißt, ein Hyperschallflugzeug sollte, wenn Sie dieser Methode folgen, Geschwindigkeiten von 6.000 km/h erreichen.

Unbemannt undkontrollierte Fahrzeuge

Die Herangehensweisen der Forscher können sich auch hinsichtlich der Bestimmung der Kriterien für die Klassifizierung eines bestimmten Geräts als Flugzeug unterscheiden. Es gibt eine Version, dass nur solche Maschinen als solche betrachtet werden können, die von einer Person gesteuert werden. Es gibt eine Sichtweise, nach der auch ein unbemanntes Fahrzeug als Luftfahrzeug angesehen werden kann. Einige Analysten klassifizieren daher Maschinen des betreffenden Typs in solche, die der menschlichen Kontrolle unterliegen, und solche, die autonom funktionieren. Eine solche Aufteilung kann gerechtfertigt sein, da unbemannte Fahrzeuge weitaus beeindruckendere technische Eigenschaften haben können, beispielsweise in Bezug auf Überlastung und Geschwindigkeit.

Gleichzeitig betrachten viele Forscher Hyperschallflugzeuge als ein einziges Konzept, für das der Schlüsselindikator die Geschwindigkeit ist. Dabei spielt es keine Rolle, ob ein Mensch am Steuer des Geräts sitzt oder die Maschine von einem Roboter gesteuert wird – Hauptsache, das Flugzeug ist schnell genug.

Takeoff - allein oder assistiert?

Eine Klassifizierung von Hyperschallflugzeugen ist üblich, die darauf basiert, sie als solche zu klassifizieren, die unabhängig starten können, oder solche, die auf einem stärkeren Träger platziert werden müssen - einer Rakete oder einem Frachtflugzeug. Es gibt eine Sichtweise, nach der es legitim ist, als Geräte des betrachteten Typs hauptsächlich solche zu bezeichnen, die in der Lage sind, unabhängig oder mit minimaler Beteiligung anderer Gerätetypen zu starten. Diejenigen Forscher, die glauben, dass das Hauptkriterium für die Charakterisierung eines Hyperschallflugzeugs die Geschwindigkeit ist, sollten dies jedoch tunin jeder Klassifizierung von größter Bedeutung sein. Ob es sich um die Einstufung des Geräts als unbemannt, kontrolliert, in der Lage ist, alleine oder mit Hilfe anderer Maschinen zu starten - wenn der entsprechende Indikator die oben genannten Werte erreicht, bedeutet dies, dass es sich um ein Hyperschallflugzeug handelt.

Hauptprobleme von Hyperschalllösungen

Die Konzepte von Hyperschalllösungen sind viele Jahrzehnte alt. Im Laufe der Jahre der Entwicklung des entsprechenden Fahrzeugtyps haben Weltingenieure eine Reihe erheblicher Probleme gelöst, die objektiv verhindern, dass die Produktion von "Hypersound" in Betrieb genommen wird - ähnlich wie die Organisation der Produktion von Turboprop-Flugzeugen.

Die Hauptschwierigkeit bei der Konstruktion von Hyperschallflugzeugen ist die Schaffung eines Triebwerks, das ausreichend energieeffizient sein kann. Ein weiteres Problem ist die Ausrichtung des notwendigen thermischen Schutzes der Apparatur. Tatsache ist, dass die Geschwindigkeit eines Überschallflugzeugs in den oben betrachteten Werten eine starke Erwärmung des Rumpfes aufgrund der Reibung gegen die Atmosphäre impliziert.

Heute werden wir uns einige Beispiele erfolgreicher Prototypen von Flugzeugen des entsprechenden Typs ansehen, deren Entwickler erhebliche Fortschritte bei der erfolgreichen Lösung der festgestellten Probleme erzielen konnten. Lassen Sie uns nun die berühmtesten weltweiten Entwicklungen in Bezug auf die Schaffung von Hyperschallflugzeugen des fraglichen Typs untersuchen.

Boeings schnellstes Flugzeug

Das schnellste Hyperschallflugzeug der Welt ist nach Ansicht einiger Experten die amerikanische Boeing X-43A. Beim Testen dieses Geräts wurde also aufgezeichnet, dass es die Geschwindigkeit erreicht hatüber 11.000 km / h. Das ist etwa die 9,6-fache Schallgeschwindigkeit.

Was ist das Besondere am Hyperschallflugzeug X-43A? Die Eigenschaften dieses Flugzeugs sind wie folgt:

- die in den Tests gemessene Höchstgeschwindigkeit - 11.230 km / h;

- Flügelspannweite - 1,5 m;

- Gehäuselänge - 3,6 m;

- Triebwerk - Direktstrom, Supersonic Combustion Ramjet;

- Kraftstoff - Luftsauerstoff, Wasserstoff.

Es kann festgestellt werden, dass das betreffende Gerät eines der umweltfreundlichsten ist. Tatsache ist, dass bei dem verwendeten Brennstoff praktisch keine schädlichen Verbrennungsprodukte freigesetzt werden.

Das Hyperschallflugzeug X-43A wurde in Zusammenarbeit von NASA-Ingenieuren sowie Orbical Science Corporation und Minocraft entwickelt. Das Flugzeug wurde für etwa 10 Jahre hergestellt. Etwa 250 Millionen Dollar wurden in seine Entwicklung investiert. Die konzeptionelle Neuheit des fraglichen Flugzeugs besteht darin, dass es konzipiert wurde, um die neueste Technologie zur Gewährleistung des Betriebs des Triebwerksschubs zu testen.

Entwickelt von Orbital Science

Orbital Science, das, wie oben erwähnt, an der Entwicklung des X-43A-Geräts beteiligt war, hat es auch geschafft, ein eigenes Hyperschallflugzeug zu entwickeln - X-34.

Seine Höchstgeschwindigkeit liegt bei über 12.000 km/h. Bei praktischen Tests wurde dies zwar nicht erreicht - außerdem war es nicht möglich, den vom X43-A-Flugzeug gezeigten Indikator zu erreichen. Als Flugzeug betrachtetDas Gerät beschleunigt, wenn die Pegasus-Rakete, die mit festen Brennstoffen betrieben wird, aktiviert wird. Der X-34 wurde erstmals im Jahr 2001 getestet. Das betreffende Flugzeug ist deutlich größer als das Gerät von Boeing – seine Länge beträgt 17,78 m, die Spannweite 8,85 m. Die maximale Flughöhe des Hyperschallfahrzeugs von Orbical Science beträgt 75 Kilometer.

Flugzeug aus Nordamerika

Ein weiteres bekanntes Hyperschallflugzeug ist die von North American produzierte X-15. Analysten bezeichnen diesen Apparat als experimentell.

Es ist mit Raketentriebwerken ausgestattet, was einigen Experten Anlass gibt, es nicht als Flugzeug zu klassifizieren. Das Vorhandensein von Raketentriebwerken ermöglicht es dem Gerät jedoch insbesondere, suborbitale Flüge durchzuführen. Während eines der Tests in diesem Modus wurde es also von Piloten getestet. Der Zweck des X-15-Apparats besteht darin, die Besonderheiten von Hyperschallflügen zu untersuchen, bestimmte Konstruktionslösungen, neue Materialien und Steuerfunktionen solcher Maschinen in verschiedenen Schichten der Atmosphäre zu bewerten. Es ist bemerkenswert, dass das Konzept des Projekts bereits 1954 genehmigt wurde. X-15 fliegt mit einer Geschwindigkeit von mehr als 7.000 km / h. Seine Flugreichweite beträgt mehr als 500 km, seine Höhe über 100 km.

Das schnellste Serienflugzeug

Die Hyperschallfahrzeuge, die wir oben untersucht haben, gehören eigentlich zur Kategorie der Forschung. Es wird nützlich sein, einige Serienmuster von Flugzeugen zu betrachten, die in ihren Eigenschaften denen von Hyperschall nahe kommen oder (gemäß der einen oder anderen Methode) Hyperschall sind.

Zu diesen Maschinen gehört die amerikanische Entwicklung des SR-71. Einige Forscher neigen nicht dazu, dieses Flugzeug als Hyperschallflugzeug einzustufen, da seine Höchstgeschwindigkeit etwa 3,7 Tausend km / h beträgt. Zu seinen bemerkenswertesten Merkmalen gehört sein Startgewicht, das 77 Tonnen übersteigt. Die Länge des Apparates beträgt mehr als 23 m, die Spannweite mehr als 13 m.

Eines der schnellsten Militärflugzeuge ist die russische MiG-25. Das Gerät kann Geschwindigkeiten von mehr als 3,3 Tausend km / h erreichen. Das maximale Startgewicht des russischen Flugzeugs beträgt 41 Tonnen.

Daher gehört die Russische Föderation auf dem Markt der seriellen Lösungen, die in ihren Eigenschaften den Hyperschalllösungen ähneln, zu den führenden Anbietern. Aber was kann man über die russischen Entwicklungen in Bezug auf "klassische" Hyperschallflugzeuge sagen? Sind Ingenieure aus der Russischen Föderation in der Lage, eine Lösung zu schaffen, die mit Maschinen von Boeing und Orbital Scence konkurrenzfähig ist?

Russische Hyperschallfahrzeuge

Derzeit befindet sich das russische Hyperschallflugzeug in der Entwicklung. Aber sie ist ziemlich aktiv. Wir sprechen über das Flugzeug Yu-71. Medienberichten zufolge wurden die ersten Tests im Februar 2015 in der Nähe von Orenburg durchgeführt.

Das Flugzeug soll militärisch genutzt werden. So kann ein Hyperschallfahrzeug bei Bedarf Schlagwaffen über beträchtliche Entfernungen liefern, das Territorium überwachen und auch als Element der Angriffsluftfahrt eingesetzt werden. Einige Forscher glauben, dass in den Jahren 2020-2025. Die Strategic Missile Forces erh alten etwa 20 Flugzeugeentsprechenden Typ.

Es gibt Informationen in den Medien, dass das in Betracht gezogene russische Hyperschallflugzeug auf der ballistischen Rakete Sarmat platziert wird, die sich ebenfalls in der Entwurfsphase befindet. Einige Analysten glauben, dass das in der Entwicklung befindliche Yu-71-Hyperschallfahrzeug nichts anderes als ein Sprengkopf ist, der sich im letzten Flugsegment von einer ballistischen Rakete trennen muss, damit es dank der hohen Manövrierfähigkeit eines Flugzeugs die Rakete überwinden kann Abwehrsysteme.

Projekt Ajax

Zu den bemerkenswertesten Projekten im Zusammenhang mit der Entwicklung von Hyperschallflugzeugen gehört Ajax. Lassen Sie es uns genauer untersuchen. Hyperschallflugzeug "Ajax" - eine konzeptionelle Entwicklung sowjetischer Ingenieure. In der wissenschaftlichen Gemeinschaft begann die Diskussion darüber bereits in den 80er Jahren. Zu den bemerkenswertesten Merkmalen gehört das Vorhandensein eines Wärmeschutzsystems, das das Gehäuse vor Überhitzung schützen soll. Daher schlugen die Entwickler des Ajax-Apparats eine Lösung für eines der oben identifizierten "Hyperschall"-Probleme vor.

Das traditionelle Schema des Wärmeschutzes von Flugzeugen beinh altet die Anbringung spezieller Materialien an der Karosserie. Die Ajax-Entwickler schlugen ein anderes Konzept vor, wonach das Gerät nicht vor externer Erwärmung geschützt, sondern Wärme in das Auto gelassen und gleichzeitig seine Energiequelle erhöht werden sollte. Der Hauptkonkurrent des sowjetischen Apparats war das in den Vereinigten Staaten hergestellte Aurora-Hyperschallflugzeug. Aufgrund der Tatsache, dass Designer aus der UdSSR die Möglichkeiten jedoch erheblich erweitert habenKonzept wurde die Neuentwicklung mit den unterschiedlichsten Aufgaben, insbesondere der Forschung, betraut. Wir können sagen, dass Ajax ein Hyperschall-Mehrzweckflugzeug ist.

Werfen wir einen genaueren Blick auf die technologischen Innovationen, die von Ingenieuren aus der UdSSR vorgeschlagen wurden.

Also schlugen die sowjetischen Entwickler von Ajax vor, die durch die Reibung des Flugzeugkörpers gegen die Atmosphäre erzeugte Wärme zu nutzen, um sie in nützliche Energie umzuwandeln. Technisch könnte dies durch das Aufsetzen zusätzlicher Schalen auf die Apparatur umgesetzt werden. Dadurch entstand so etwas wie ein zweites Gebäude. Sein Hohlraum sollte mit einer Art Katalysator gefüllt werden, zum Beispiel einer Mischung aus brennbarem Material und Wasser. Die wärmedämmende Schicht aus einem festen Material in Ajax sollte durch eine flüssige ersetzt werden, die einerseits den Motor schützen sollte, andererseits zu einer katalytischen Reaktion beitragen würde, die, inzwischen könnte von einem endothermen Effekt begleitet werden – der Bewegung von Wärme von den äußeren Körperteilen nach innen. Theoretisch könnte die Kühlung der äußeren Teile der Vorrichtung alles sein. Überschüssige Wärme wiederum sollte genutzt werden, um den Wirkungsgrad des Flugzeugtriebwerks zu steigern. Gleichzeitig würde diese Technologie es ermöglichen, durch die Reaktion von Kraftstoff freie Wasserstoffspezies zu erzeugen.

Im Moment gibt es für die breite Öffentlichkeit keine Informationen über die Fortsetzung der Entwicklung von Ajax, aber Forscher h alten es für sehr vielversprechend, sowjetische Konzepte in die Praxis umzusetzen.

Chinesische Hyperschallfahrzeuge

KonkurrentRussland und die USA auf dem Markt für Hyperschalllösungen ist China. Zu den bekanntesten Entwicklungen von Ingenieuren aus China gehört das Flugzeug WU-14. Es ist ein Hyperschallgleiter, der auf einer ballistischen Rakete montiert ist.

ICBM startet ein Flugzeug in den Weltraum, von wo aus die Maschine scharf nach unten taucht und Hyperschallgeschwindigkeit entwickelt. Das chinesische Gerät kann auf verschiedenen Interkontinentalraketen mit einer Reichweite von 2.000 bis 12.000 km montiert werden. Es wurde festgestellt, dass die WU-14 während der Tests Geschwindigkeiten von über 12.000 km / h erreichen konnte und sich damit laut einigen Analysten zum schnellsten Hyperschallflugzeug entwickelte.

Zugleich glauben viele Forscher, dass es nicht ganz legitim ist, die chinesische Entwicklung der Flugzeugklasse zuzuschreiben. So ist die Version weit verbreitet, wonach das Gerät genau als Sprengkopf einzustufen sei. Und sehr effektiv. Selbst die modernsten Raketenabwehrsysteme können beim Herunterfliegen mit deutlicher Geschwindigkeit das Abfangen des entsprechenden Ziels nicht garantieren.

Es kann festgestellt werden, dass Russland und die Vereinigten Staaten auch Hyperschallfahrzeuge entwickeln, die für militärische Zwecke verwendet werden. Gleichzeitig unterscheidet sich das russische Konzept, nach dem Maschinen des entsprechenden Typs hergestellt werden sollen, erheblich von den von den Amerikanern und Chinesen umgesetzten technologischen Prinzipien, wie Daten in einigen Medien belegen. Daher konzentrieren Entwickler aus der Russischen Föderation ihre Bemühungen auf den Bereich der FlugzeugentwicklungFahrzeuge, die mit einem Staustrahltriebwerk ausgestattet sind, das vom Boden aus gestartet werden kann. Russland plant eine Zusammenarbeit in dieser Richtung mit Indien. Laut einigen Analysten zeichnen sich Hyperschallgeräte, die nach russischem Konzept hergestellt wurden, durch niedrigere Kosten und einen größeren Anwendungsbereich aus.

Zur gleichen Zeit schlägt das russische Hyperschallflugzeug, das wir oben erwähnt haben (Yu-71), laut einigen Analysten genau die gleiche Platzierung auf Interkontinentalraketen vor. Wenn sich diese These bewahrheitet, kann man sagen, dass Ingenieure aus der Russischen Föderation beim Bau von Hyperschallflugzeugen gleichzeitig auf zwei populären Konzeptfeldern arbeiten.

Lebenslauf

Also, das wahrscheinlich schnellste Hyperschallflugzeug der Welt, wenn wir über Flugzeuge sprechen, unabhängig von ihrer Klassifizierung, ist dies immer noch die chinesische WU-14. Obwohl Sie verstehen müssen, dass echte Informationen über ihn, einschließlich derjenigen, die sich auf Tests beziehen, klassifiziert werden können. Dies steht im Einklang mit den Prinzipien chinesischer Entwickler, die oft bestrebt sind, ihre Militärtechnologie um jeden Preis geheim zu h alten. Die Geschwindigkeit des schnellsten Hyperschallflugzeugs beträgt über 12.000 km/h. Es "holt" mit der amerikanischen Entwicklung des X-43A auf - viele Experten h alten es für das schnellste. Theoretisch können das Hyperschallflugzeug X-43A sowie die chinesische WU-14 die Entwicklung von Orbical Science einholen, die für eine Geschwindigkeit von mehr als 12.000 km / h ausgelegt ist.

Die Eigenschaften des russischen Yu-71-Flugzeugs sind der Öffentlichkeit noch nicht bekannt. Es ist möglich, dass sie nahe an den Parametern liegenChinesische Flugzeuge. Russische Ingenieure entwickeln auch ein Hyperschallflugzeug, das in der Lage ist, nicht auf der Basis von Interkontinentalraketen, sondern unabhängig davon zu starten.

Aktuelle Projekte von Forschern aus Russland, China und den USA sind irgendwie mit dem militärischen Bereich verbunden. Hyperschallflugzeuge gelten unabhängig von ihrer möglichen Klassifizierung in erster Linie als Träger von Waffen, höchstwahrscheinlich nuklearen. In den Arbeiten von Forschern aus aller Welt gibt es jedoch Thesen, dass "Hyperschall" wie die Kerntechnik durchaus friedlich sein könnte.

Es geht um das Aufkommen erschwinglicher und zuverlässiger Lösungen, mit denen Sie die Massenproduktion von Maschinen des entsprechenden Typs organisieren können. Der Einsatz solcher Geräte ist in den unterschiedlichsten Wirtschaftszweigen möglich. Die größte Nachfrage nach Hyperschallflugzeugen dürfte in der Raumfahrt- und Forschungsindustrie zu finden sein.

Da die Herstellungstechnologien für die entsprechenden Maschinen günstiger werden, könnten Transportunternehmen beginnen, Interesse an Investitionen in solche Projekte zu zeigen. Industrieunternehmen und Anbieter verschiedener Dienstleistungen könnten beginnen, "Hypersound" als ein Instrument zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen in Bezug auf die Organisation internationaler Kommunikation in Betracht zu ziehen.