Máy bay siêu thanh nhanh nhất trên thế giới. Máy bay siêu thanh của Nga

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Một máy bay chở khách bình thường bay với tốc độ khoảng 900 km / h. Một máy bay chiến đấu phản lực có thể đạt tốc độ gấp khoảng ba lần. Tuy nhiên, các kỹ sư hiện đại từ Liên bang Nga và các quốc gia khác trên thế giới đang tích cực phát triển loại máy thậm chí còn nhanh hơn - máy bay siêu thanh. Chi tiết cụ thể của các khái niệm tương ứng là gì?

Tiêu chí cho một máy bay siêu thanh

Máy bay siêu thanh là gì? Theo thông lệ, người ta thường hiểu một thiết bị có khả năng bay với tốc độ cao hơn nhiều lần so với tốc độ phát ra âm thanh. Các phương pháp tiếp cận của các nhà nghiên cứu để xác định chỉ số cụ thể của nó khác nhau. Có một phương pháp luận phổ biến mà theo đó, một chiếc máy bay nên được coi là siêu thanh nếu nó là bội số của các chỉ số tốc độ của các phương tiện siêu thanh hiện đại nhanh nhất. Mà khoảng 3-4 nghìn km / h. Tức là, một máy bay siêu thanh, nếu bạn làm theo phương pháp này, sẽ đạt tốc độ 6.000 km / h.

Không người lái vàphương tiện được kiểm soát

Cách tiếp cận của các nhà nghiên cứu cũng có thể khác nhau về việc xác định tiêu chí phân loại một thiết bị cụ thể là máy bay. Có một phiên bản mà chỉ những máy được điều khiển bởi một người mới có thể được coi là như vậy. Theo đó, có một quan điểm cho rằng một phương tiện không người lái cũng có thể được coi là một chiếc máy bay. Do đó, một số nhà phân tích phân loại máy móc thuộc loại được đề cập thành máy móc chịu sự điều khiển của con người và máy móc hoạt động tự động. Sự phân chia như vậy có thể hợp lý, vì phương tiện không người lái có thể có các đặc tính kỹ thuật ấn tượng hơn nhiều, ví dụ như về quá tải và tốc độ.

Đồng thời, nhiều nhà nghiên cứu coi máy bay siêu thanh là một khái niệm duy nhất, trong đó chỉ số quan trọng là tốc độ. Không quan trọng việc một người ngồi ở vị trí điều khiển thiết bị hay máy được điều khiển bởi rô-bốt - điều quan trọng chính là máy bay đủ nhanh.

Cất cánh - solo hay hỗ trợ?

Việc phân loại máy bay siêu thanh là phổ biến, dựa trên việc phân loại chúng thành loại có thể cất cánh độc lập hoặc loại cần bố trí trên một tàu sân bay mạnh hơn - tên lửa hoặc máy bay chở hàng. Theo đó, có một quan điểm là hợp pháp khi đề cập đến các thiết bị thuộc loại đang được xem xét chủ yếu là những thiết bị có khả năng cất cánh độc lập hoặc có sự tham gia tối thiểu của các loại thiết bị khác. Tuy nhiên, những nhà nghiên cứu tin rằng tiêu chí chính đặc trưng của một máy bay siêu thanh là tốc độ phảilà tối quan trọng trong bất kỳ phân loại nào. Cho dù đó là phân loại thiết bị là không người lái, có điều khiển, có khả năng tự cất cánh hay nhờ sự trợ giúp của các máy móc khác - nếu chỉ số tương ứng đạt đến các giá trị trên, thì điều đó có nghĩa là chúng ta đang nói về một máy bay siêu thanh.

Các vấn đề chính của giải pháp siêu âm

Các khái niệm về dung dịch siêu âm đã có từ nhiều thập kỷ. Trong suốt nhiều năm phát triển loại phương tiện tương ứng, các kỹ sư trên thế giới đã giải quyết một số vấn đề quan trọng khiến việc sản xuất "hypersound" không được đưa vào hoạt động một cách khách quan - tương tự như việc tổ chức sản xuất máy bay động cơ phản lực.

Khó khăn chính trong thiết kế máy bay siêu thanh là việc tạo ra một động cơ có thể đủ năng lượng hiệu quả. Một vấn đề khác là sự căn chỉnh của bộ phận bảo vệ nhiệt cần thiết của thiết bị. Thực tế là tốc độ của máy bay siêu thanh trong các giá trị mà chúng ta đã xem xét ở trên ngụ ý rằng thân tàu bị nóng lên mạnh do ma sát với khí quyển.

Hôm nay chúng ta sẽ xem xét một số mẫu thử nghiệm thành công của loại máy bay tương ứng, các nhà phát triển của chúng đã có thể đạt được tiến bộ đáng kể trong việc giải quyết thành công các vấn đề đã nêu. Bây giờ chúng ta hãy nghiên cứu những phát triển nổi tiếng nhất trên thế giới về việc tạo ra máy bay siêu thanh thuộc loại được đề cập.

Máy bay nhanh nhất của Boeing

Máy bay siêu thanh nhanh nhất thế giới, theo một số chuyên gia, là Boeing X-43A của Mỹ. Vì vậy, trong quá trình thử nghiệm thiết bị này, người ta đã ghi nhận rằng nó đạt tốc độvượt quá 11 nghìn km / h. Đó là khoảng 9,6 lần tốc độ âm thanh.

Điều gì đặc biệt về máy bay siêu thanh X-43A? Các đặc điểm của máy bay này như sau:

- tốc độ tối đa được ghi lại trong các bài kiểm tra - 11.230 km / h;

- sải cánh - 1,5 m;

- chiều dài vỏ - 3,6 m;

- động cơ - dòng trực tiếp, đốt cháy siêu âm Ramjet;

- nhiên liệu - oxy trong khí quyển, hydro.

Có thể lưu ý rằng thiết bị được đề cập là một trong những thiết bị thân thiện với môi trường nhất. Thực tế là nhiên liệu được sử dụng thực tế không liên quan đến việc giải phóng các sản phẩm đốt cháy có hại.

Máy bay siêu thanh X-43A được phát triển bởi nỗ lực chung của các kỹ sư NASA, cũng như Orbical Science Corporation và Minocraft. Máy bay được tạo ra trong khoảng 10 năm. Khoảng 250 triệu đô la đã được đầu tư vào sự phát triển của nó. Điểm mới về khái niệm của chiếc máy bay được đề cập là nó được hình thành để thử nghiệm công nghệ mới nhất nhằm đảm bảo hoạt động của lực đẩy động cơ.

Được phát triển bởi Khoa học quỹ đạo

Khoa học quỹ đạo, như chúng tôi đã đề cập ở trên, đã tham gia vào việc tạo ra thiết bị X-43A, cũng đã quản lý để tạo ra máy bay siêu thanh của riêng mình - X-34.

Tốc độ tối đa của nó là hơn 12.000 km / h. Đúng như vậy, trong các cuộc thử nghiệm thực tế, nó đã không đạt được - hơn nữa, không thể đạt được chỉ số như trên máy bay X43-A. Máy bay được coi làthiết bị tăng tốc khi tên lửa Pegasus, hoạt động bằng nhiên liệu rắn, được kích hoạt. X-34 được thử nghiệm lần đầu tiên vào năm 2001. Máy bay được đề cập lớn hơn đáng kể so với thiết bị của Boeing - chiều dài của nó là 17,78 m, sải cánh là 8,85 m. Độ cao bay tối đa của phương tiện siêu thanh từ Orbical Science là 75 km.

Máy bay từ Bắc Mỹ

Một máy bay siêu thanh nổi tiếng khác là X-15, do Bắc Mỹ sản xuất. Các nhà phân tích coi thiết bị này là thiết bị thử nghiệm.

Nó được trang bị động cơ tên lửa, khiến một số chuyên gia có lý do không phân loại nó là máy bay. Tuy nhiên, sự hiện diện của động cơ tên lửa cho phép thiết bị này thực hiện các chuyến bay dưới quỹ đạo. Vì vậy, trong một lần thử nghiệm ở chế độ này, nó đã được thử nghiệm bởi các phi công. Mục đích của thiết bị X-15 là nghiên cứu các chi tiết cụ thể của các chuyến bay siêu âm, đánh giá các giải pháp thiết kế nhất định, vật liệu mới và các tính năng điều khiển của các máy đó trong các tầng khác nhau của khí quyển. Đáng chú ý là ý tưởng của dự án đã được phê duyệt vào năm 1954. X-15 bay với tốc độ hơn 7 nghìn km / h. Phạm vi bay của nó là hơn 500 km, độ cao vượt quá 100 km.

Máy bay sản xuất nhanh nhất

Các phương tiện siêu thanh mà chúng tôi nghiên cứu ở trên thực sự thuộc loại nghiên cứu. Sẽ rất hữu ích khi xem xét một số mẫu máy bay nối tiếp có đặc điểm gần với siêu âm hoặc (theo phương pháp này hay phương pháp khác) siêu âm.

Trong số những cỗ máy như vậy là sự phát triển của Mỹ đối với SR-71. Một số nhà nghiên cứu không có khuynh hướng phân loại máy bay này là siêu thanh, vì tốc độ tối đa của nó là khoảng 3,7 nghìn km / h. Trong số các đặc điểm đáng chú ý nhất của nó là trọng lượng cất cánh, vượt quá 77 tấn. Chiều dài của bộ máy hơn 23 m, sải cánh hơn 13 m.

Một trong những máy bay quân sự nhanh nhất là MiG-25 của Nga. Thiết bị có thể đạt tốc độ hơn 3, 3 nghìn km / h. Trọng lượng cất cánh tối đa của máy bay Nga là 41 tấn.

Vì vậy, trong thị trường các giải pháp nối tiếp, gần giống với các giải pháp siêu âm, Liên bang Nga là một trong những nước dẫn đầu. Nhưng có thể nói gì về sự phát triển của Nga đối với máy bay siêu thanh "cổ điển"? Các kỹ sư từ Liên bang Nga có đủ khả năng tạo ra một giải pháp cạnh tranh với các máy móc của Boeing và Orbital Scence không?

Xe siêu thanh của Nga

Hiện tại, máy bay siêu thanh của Nga đang được phát triển. Nhưng cô ấy khá năng động. Chúng ta đang nói về máy bay Yu-71. Các thử nghiệm đầu tiên của nó, được đánh giá bởi các báo cáo truyền thông, được thực hiện vào tháng 2 năm 2015 gần Orenburg.

Máy bay dự kiến sẽ được sử dụng cho mục đích quân sự. Do đó, một phương tiện siêu thanh sẽ có thể, nếu cần, mang vũ khí tấn công ở khoảng cách đáng kể, giám sát lãnh thổ và cũng được sử dụng như một yếu tố của hàng không tấn công. Một số nhà nghiên cứu cho rằng vào năm 2020-2025. Lực lượng Tên lửa Chiến lược sẽ nhận được khoảng 20 máy bayloại thích hợp.

Có thông tin trên các phương tiện truyền thông rằng máy bay siêu thanh của Nga đang được xem xét sẽ được đặt trên tên lửa đạn đạo Sarmat, cũng đang ở giai đoạn thiết kế. Một số nhà phân tích cho rằng phương tiện siêu thanh Yu-71 đang được phát triển không khác gì một đầu đạn sẽ phải tách khỏi tên lửa đạn đạo trong phân đoạn bay cuối cùng, do đó, nhờ đặc tính cơ động cao của máy bay, nó có thể vượt qua tên lửa. hệ thống phòng thủ.

Dự án Ajax

Trong số các dự án đáng chú ý nhất liên quan đến sự phát triển của máy bay siêu thanh là Ajax. Chúng ta hãy nghiên cứu nó chi tiết hơn. Máy bay siêu thanh "Ajax" - một ý tưởng phát triển của các kỹ sư Liên Xô. Trong cộng đồng khoa học, bàn tán về nó bắt đầu từ những năm 80. Trong số các đặc điểm đáng chú ý nhất là sự hiện diện của hệ thống bảo vệ nhiệt, được thiết kế để bảo vệ vỏ máy khỏi quá nhiệt. Do đó, các nhà phát triển bộ máy Ajax đã đề xuất giải pháp cho một trong những vấn đề "siêu âm" mà chúng tôi đã xác định ở trên.

Phương án bảo vệ nhiệt của máy bay truyền thống liên quan đến việc đặt các vật liệu đặc biệt trên thân máy bay. Các nhà phát triển Ajax đã đề xuất một khái niệm khác, theo đó nó được cho là không để bảo vệ thiết bị khỏi sự sưởi ấm bên ngoài, mà để truyền nhiệt vào trong xe, đồng thời tăng nguồn năng lượng của nó. Đối thủ cạnh tranh chính của bộ máy Liên Xô là máy bay siêu thanh Aurora, được tạo ra ở Hoa Kỳ. Tuy nhiên, do các nhà thiết kế từ Liên Xô đã mở rộng đáng kể khả năngkhái niệm, sự phát triển mới được giao cho một loạt các nhiệm vụ, đặc biệt là nghiên cứu. Có thể nói Ajax là một máy bay đa năng siêu thanh.

Hãy cùng xem xét kỹ hơn những đổi mới công nghệ do các kỹ sư từ Liên Xô đề xuất.

Vì vậy, các nhà phát triển Liên Xô của Ajax đã đề xuất sử dụng nhiệt tạo ra do ma sát của thân máy bay với khí quyển, để chuyển nó thành năng lượng hữu ích. Về mặt kỹ thuật, điều này có thể được thực hiện bằng cách đặt các vỏ bổ sung trên bộ máy. Kết quả là, một cái gì đó giống như một tòa nhà thứ hai được hình thành. Khoang của nó được cho là được lấp đầy bởi một số loại chất xúc tác, ví dụ, một hỗn hợp của vật liệu dễ cháy và nước. Lớp cách nhiệt làm bằng vật liệu rắn trong Ajax được cho là được thay thế bằng lớp cách nhiệt, một mặt, được cho là để bảo vệ động cơ, mặt khác, sẽ góp phần vào phản ứng xúc tác, trong khi đó, có thể kèm theo hiệu ứng thu nhiệt - chuyển động của nhiệt từ các bộ phận bên ngoài cơ thể vào bên trong. Về mặt lý thuyết, việc làm mát các bộ phận bên ngoài của thiết bị có thể là bất cứ điều gì. Đến lượt mình, nhiệt thừa được cho là được sử dụng để tăng hiệu suất của động cơ máy bay. Đồng thời, công nghệ này sẽ giúp tạo ra các loại hydro tự do do phản ứng của nhiên liệu.

Hiện tại, không có thông tin nào cho công chúng về việc tiếp tục phát triển Ajax, nhưng các nhà nghiên cứu cho rằng việc áp dụng các khái niệm của Liên Xô vào thực tế là rất hứa hẹn.

xe siêu thanh của Trung Quốc

Đối thủThị trường giải pháp siêu âm của Nga và Mỹ là Trung Quốc. Trong số những phát triển nổi tiếng nhất của các kỹ sư đến từ Trung Quốc là máy bay WU-14. Nó là một tàu lượn siêu thanh gắn trên một tên lửa đạn đạo.

ICBM phóng máy bay vào không gian, từ đó máy bay lao xuống rất mạnh, phát triển tốc độ siêu thanh. Bộ máy của Trung Quốc có thể được gắn trên nhiều ICBM khác nhau có tầm bắn từ 2.000 đến 12.000 km. Theo một số nhà phân tích, trong các cuộc thử nghiệm, WU-14 có thể đạt tốc độ vượt quá 12 nghìn km / h, do đó trở thành máy bay siêu thanh nhanh nhất.

Đồng thời, nhiều nhà nghiên cứu cho rằng sự phát triển của Trung Quốc không hoàn toàn hợp pháp để gán cho loại máy bay. Vì vậy, phiên bản này được phổ biến rộng rãi, theo đó thiết bị phải được phân loại chính xác là đầu đạn. Và rất hiệu quả. Khi bay xuống với tốc độ rõ rệt, ngay cả hệ thống phòng thủ tên lửa hiện đại nhất cũng không thể đảm bảo đánh chặn mục tiêu tương ứng.

Có thể lưu ý rằng Nga và Hoa Kỳ cũng đang phát triển các phương tiện siêu thanh được sử dụng cho mục đích quân sự. Đồng thời, khái niệm của Nga, theo đó được cho là tạo ra các loại máy móc tương ứng, có sự khác biệt đáng kể, bằng chứng là dữ liệu trên một số phương tiện truyền thông, từ các nguyên tắc công nghệ được thực hiện bởi người Mỹ và người Trung Quốc. Vì vậy, các nhà phát triển đến từ Liên bang Nga đang tập trung nỗ lực vào lĩnh vực chế tạo máy bayphương tiện được trang bị động cơ phản lực có khả năng phóng từ mặt đất. Nga đang có kế hoạch hợp tác theo hướng này với Ấn Độ. Theo một số nhà phân tích, các thiết bị siêu thanh, được tạo ra theo quan niệm của Nga, có đặc điểm là chi phí thấp hơn và phạm vi rộng hơn.

Đồng thời, máy bay siêu thanh của Nga, mà chúng tôi đã đề cập ở trên (Yu-71), theo một số nhà phân tích, cho thấy, chỉ có cùng một vị trí trên ICBM. Nếu luận điểm này trở thành sự thật, thì có thể nói rằng các kỹ sư từ Liên bang Nga đang làm việc đồng thời trong hai lĩnh vực khái niệm phổ biến trong việc chế tạo máy bay siêu thanh.

CV

Vì vậy, có lẽ là máy bay siêu thanh nhanh nhất trên thế giới, nếu chúng ta nói về máy bay, bất kể phân loại của chúng, đây vẫn là WU-14 của Trung Quốc. Mặc dù bạn cần hiểu rằng thông tin thực về anh ta, bao gồm cả những thông tin liên quan đến các bài kiểm tra, có thể được phân loại. Điều này phù hợp với nguyên tắc của các nhà phát triển Trung Quốc, những người thường cố gắng giữ bí mật công nghệ quân sự của họ bằng mọi giá. Tốc độ của máy bay siêu thanh nhanh nhất là hơn 12.000 km / h. Nó đang "bắt kịp" sự phát triển của Mỹ đối với X-43A - nhiều chuyên gia đánh giá là nhanh nhất. Về mặt lý thuyết, máy bay siêu thanh X-43A, cũng như WU-14 của Trung Quốc, có thể bắt kịp sự phát triển của Orbical Science, được thiết kế cho tốc độ hơn 12 nghìn km / h.

Các đặc điểm của máy bay Yu-71 của Nga vẫn chưa được công chúng biết đến. Có thể là chúng sẽ gần với các thông sốMáy bay Trung Quốc. Các kỹ sư Nga cũng đang phát triển một loại máy bay siêu thanh có khả năng cất cánh không phải trên cơ sở ICBM mà là độc lập.

Các dự án hiện tại của các nhà nghiên cứu từ Nga, Trung Quốc và Mỹ bằng cách nào đó được kết nối với lĩnh vực quân sự. Máy bay siêu thanh, bất kể phân loại nào, chủ yếu được coi là tàu sân bay mang vũ khí, rất có thể là hạt nhân. Tuy nhiên, trong các công trình của các nhà nghiên cứu từ khắp nơi trên thế giới, có những luận điểm cho rằng "cường điệu", giống như công nghệ hạt nhân, cũng có thể là hòa bình.

Đó là về sự xuất hiện của các giải pháp đáng tin cậy và giá cả phải chăng cho phép bạn tổ chức sản xuất hàng loạt các loại máy móc thích hợp. Việc sử dụng các thiết bị như vậy có thể thực hiện được trong phạm vi rộng nhất của các ngành phát triển kinh tế. Nhu cầu lớn nhất về máy bay siêu thanh có thể được tìm thấy trong các ngành công nghiệp nghiên cứu và vũ trụ.

Khi chi phí sản xuất công nghệ cho các loại máy móc tương ứng trở nên rẻ hơn, các doanh nghiệp vận tải có thể bắt đầu quan tâm đến việc đầu tư vào các dự án như vậy. Các tập đoàn công nghiệp, các nhà cung cấp các dịch vụ khác nhau có thể bắt đầu coi "hypersound" là một công cụ để tăng khả năng cạnh tranh của doanh nghiệp trong việc tổ chức truyền thông quốc tế.