Двадесети век е ерата на авиацията и космическите полети. Но ако ракета достигна пространство скоростта на (повече от 7.9 km / сек), най-бързият самолет по време на полет с много по-скромен, почти на порядък по-ниска скорост. Преодоляването на тази скорост празнина свръхзвуков самолет атмосферен ще означава нова ера - ерата на космически превозни средства. И тогава полетът от Ню Йорк до Париж ще отнеме не повече от 1-2 часа, което е сравнимо с конвенционална крайградски пътуване. Разстоянията между континентите ще станат неподходящи, както и нашата планета - ". По-малко" Около света за 8 часа - това е реалността на утрешния ден!

Днес небето е доминиран от самолети с турбореактивни двигатели, бягане обичайната ни въглеводородно гориво - керосин. Съвременните двигатели могат да предоставят самолети да ускорява малко над свръхзвукови. Да не говорим за леки пътнически самолети летят на дозвукови скорости (с изключение на тези, които вече отлетя "Конкорд" и Ту-144), максималната скорост, дори и бойни самолети само три пъти от скоростта на звука.

Какво пречи на самолета да достигне високи скорости и да напусне в околоземното пространство, като отидете на ново качество - въздушно пространство кораби? Ясно е, че по-високата скорост на самолета, толкова по-силен, трябва да му двигател. Може би бъдещето на самолет с ракетни двигатели с?

Всъщност, най-високият процент за пилотирани летателни апарати постигнато през 1967 г. amerikan¬skim експериментален самолет X-15 ракета задвижвани. Но като двигателят има значителен недостатък: тя работи с използване на гориво и окислител се съхранява на борда на превозното средство. Тези компоненти се влагат в такава огромна сума, която напълно елиминира използването на такива двигатели за дълги полети в атмосферата.

В основата на принципа на джет движение е законът за запазване на инерцията, в най-простия случай, представляваща равенство MV = СрН. (Ляв - масата и скоростта на самолета надясно - масата и скоростта на продуктите на горенето, отделяни от двигателя в обратна посока). Този закон дава възможност да летят самолети, ракети - да се откъснат от Земята и отиде в космоса, и това е причината за отката при стрелба

От тази разпоредба едно: овладяване ракети скорост самолети с реактивни двигатели. Неотдавна като окислител е кислород от въздуха, разхода на гориво са значително по-ниска, което позволява да се увеличи ефективността на полет в атмосферата. За съжаление, съвременните авиационни двигатели не могат да работят при свръхзвукови скорости (М> 3.4) се дължи на прекалена топлина въздуха по време на забавяне на приема на въздух в двигателя. За развитието на свръхзвукови скорости, необходими за създаването на изцяло нова въздушна струя задвижване.

Защо летят самолети като ракети?

Но такива свръхзвуков превозни средства ще бъдат полезни не само за военните. Битови ракетни системи, състоящи се от овърклокъри въздухоплавателни средства и връщане на орбиталния комплекс, не само ще осигуряват средства за многократна употреба за доставка, но също така и увеличаване на полезния товар доставен в орбита. С увеличаването на трафика по маршрута "земя-орбита-земя" е значително намаляване на разходите за доставка на стоки, да не говорим за възможността за космически туризъм.

За средния човек полза ще бъде значително ускоряване и задълбочаване на пътническия трафик на дълги разстояния междуконтинентални маршрути. Самолети и в размер на 10 милиона в даден момент не е твърде изтощително за пътниците - само половин ден - ще бъде в състояние да лети от САЩ или Европа до Австралия, това е, за да се преодолее 16-17000 км.!

С една дума, перспективите за свръхзвуков самолет изглежда обещаващо. Но възниква въпросът: в каква степен това е технически възможно и до каква степен са готови за страните, които са най-голям напредък в областта на космическите технологии?

Днес съществуват промишлени процеси само за производството на самолети оборудвани с турбореактивни двигатели с керосин и е предназначена за максимална скорост от 3M. За въздухоплавателни средства, способна да достигне скорост 5-6М прилагат съществуващите проекти на титан и сплави, които могат да издържат на температури до 500-600 ° C, но техните turbopryamotochnye турбореактивни или ракетни двигатели трябва да работят на топлоизолиращ въглеводородно гориво. Тъй като тези събития вече са на разположение, но се нуждаят от известно подобрение на съществуващите технологии.

Но за свръхзвуков самолет с М> 5-6 и космически кораби, трябва изцяло нова технология, различна от двете модерни самолети, както и по отношение на противоракетната и пространството. Централата за такива устройства, трябва не само да бъдат рентабилни. Той трябва да работи в безпрецедентно широк обхват от скорости - от дозвукови да свръхзвуков.

Решението - свръхзвуков права през?

Обикновено двигателната реактивен двигател може да работи ефикасно само на свръхзвукови скорости (N> 2) за излитане и кацане режими, не е подходящ. Ето защо, за свръхзвуков самолет в тези случаи трябва да се използва по-нататък конвенционални турбореактивни или ракетни двигатели. Друг вариант - различни комбинации или хибридни задвижващи системи.

Разходите реактивни двигатели може да се увеличи чрез включване на ракетно гориво - течен водород или, например, течен метан. Водородът е най-доброто общо авиационно гориво. Първо, тя е с висока калоричност, при изгарянето на което максималната енергия за единица маса гориво. На второ място, по време на горенето се превръща в обикновена вода, тъй като чисто гориво, което е важно.

Сега е общоприето, че за да се тества и тестване на пълномащабна scramjet при естествени условия е по-целесъобразно да се използват специални експериментални безпилотни превозни средства, които се показват на траекторията на свръхзвуков скорост на полета на "сила", ракета или самолет превозвач. Такива системи се наричат ​​свръхзвукови летящи лаборатории. Пример за това е звънец "студено." на

Развитието на scramjet, започна преди повече от 40 години, сега се случва в много страни с напреднал космическата индустрия: в България, САЩ, Великобритания, Франция и т.н. Все пак, въпреки напредъка, постигнат голям напредък, двигателят създаване на задача, която може да се използва в реален проект на свръхзвуков. въздухоплавателни средства, не остава напълно решен.

Как да се справим с аеродинамичен отопление

Един от най-важните проблеми в създаването на свръхзвуков и космически самолети е жега на въздухоплавателното средство, когато пътувате със свръхзвукова скорост. Този проблем се отнася и еърфрейм и двигателни структури (полет ресурс, който трябва да бъде поне 30-60000. Часа) и на авиационното гориво, както вече бе споменато по-горе.

За нашата технология време производството на термоустойчива дизайни са създадени във връзка с връщането на орбиталния комплекс. По този начин, в края на 1950-те години, той е разработен така наречените горещи неохладени структури от суперсплави, които могат да служат като пример за облицовка на пчелна пита. Подобни проекти могат да бъдат използвани за свръхзвуков самолет.

Освен "горещи" строежите са били предложени още два вида. Първият - т.нар екраниран строителството с изолация и екран, която се отделя от компонентите на топлинна мощност на двигателя и корпуса на самолета. В този случай, последното изпълнение при умерени температури, така че традиционните, по-леки материали могат да се използват за тях.

Друг подход е да активно охлаждане апарат външна обвивка. Привлекателен охладител течност се използва водород като гориво за двигателя. Най-ефективният дизайн включва комбинация от охлаждане с течно гориво система и на конвекция на топлина щитове разделени с въздушна междина от охлаждане елемент. Така Hladoresurs изразходвано гориво за охлаждане на двата двигателя и корпуса на самолета.

САЩ изследвания са показали, че охлаждането свръхзвуков транспортен самолет достига скорости от 6М и като scramjet обикновено, такова аксиално симетрична конфигурация, трябва да бъдат изразходвани почти всички hladoresurs гориво. Ето защо е толкова важно да се развива структурата на входящия въздух, който намали на неизбежните топлинните потребители на борда на самолета.

От началото на 1970-те години в ITAM SB RAS провежда изследвания върху развитието на триизмерни, така наречените сближили отвори за въздух. Струята на въздух, така че приемът на въздуха се захваща, се пресова в схождащи посоки. В резултат на напречно сечение двигателя вътрешния канал става компактен близо до кръгла форма, осигурявайки по този начин относително малък (промива) площ най-вход на топлина и стените на горивната камера. Това значително опростява мотор термична защита, в сравнение, например, с вход за въздух с ротационно-симетрични структура, шлиц-като форма с вътрешен канал на двигателя. Конвергентна приема също така осигуряват по-голяма строгост съотношение на компресия при по-ниски ъгли на наклон на повърхността на компресия.

Вчера и днес свръхзвуков самолет

В Германия националната програма на свръхзвукови технологии в 1985-1986 разработи проект на два етапа космическата Сангър система. една от целите в този случай е да се гарантира независимостта на Европа в областта на космическите пътешествия.

Обещаващ посока в развитието на космически превозни средства е да осигури комбинирано реактивен двигател. В апарат с такъв двигател захващане въздух се втечнява и след това от него в течна форма се освобождава окислител - кислород. Натрупване на течния кислород се извършва във фазата на достатъчно дълъг полет в атмосферата, след което включва ракетни двигатели кислород водород гориво и устройството влиза в орбита. Изследванията в тази посока се извършват в България, САЩ и други страни. Един от най-известните - за многократна употреба система космическата HOTOL - установено в Обединеното кралство.

Първият вътрешен въздух и пространство проект занаят е разработен през 1966 г. в НОИ-1 (сега Research Center. Келдиш), първата публична организация в ракета на страната, която по това време е работил ES четина. Почти по същото време на проектирането на свръхзвуков самолет за различни цели и се занимават с редица експериментални проектантско бюро на Министерството на авиационната индустрия. Първият съветски проект за многократна употреба система космическите изследвания - "Спиралата" - започна да се развива в ОКБ Микоян само за 4 години, след като космически полет на Юрий Гагарин.

Развитие на свръхзвуков самолет на различни нива на трудност, с свръхзвуково горене или такива комбинирани електроцентрали са били проведени в други изследователски организации - Централната Aerohydrodynamic институт (Централен аерохидродинамически институт) в CIAM, Новосибирск ИСМАОТ. заинтересованите Тези експериментални и теоретични изследвания, по-специално със свръхзвукова поток от изгаряне на горива проблеми аеродинамика и аеродинамичен отопление важни пребори техническа ефективност на апарата като цяло.

Слово за Аякс

Уникалната непрекъснат поток реактивен двигател йонизация "Аякс" трябва да става и магнито-хидродинамични (MHD) инхибиране на въздушния поток, докато освобождава кинетичната енергия се преобразува в електрическа енергия.

"Свободен" топлина от аеродинамичен отопление единица жилища и канал мотор се използва за подобряване характеристиките на разхода на гориво. Идеята е, че първоначалният източник на енергия (конвенционален реактивно гориво) се подлага на паров реформинг, за който се добавя вода към него и е принуден чрез активно охлаждане система на въздухоплавателно средство, което включва регенериране на топлината химически реактор, изградени в канала на двигателя корпус и планери.

В резултат на въглеводородно гориво се произвежда от свободен водород, който е смесен с керосин, сместа форми гориво - Convertino. Тази реакция се придружава от силна абсорбция на топлина, който осигурява охлаждане до желаните части на устройството. Самата Convertino влиза в горивната камера, която осигурява по-добро изгаряне от оригиналната гориво.

Проектът има за цел да развие самолети за различни цели: транспорт и пътнически самолети; Ускорител на въздухоплавателни средства; космическата система; тестови модули и др. Работната програма е предназначена за 20 години, но, за съжаление, държавната подкрепа не е получено. Въпреки това следва да се отбележи, че уникалната технология, която може да бъде създадена в рамките на "Аякс", ще намери широко приложение в националната икономика.

Какво ще се случи утре?

През следващите 10-15 години можем да очакваме практическата реализация на проекти на свръхзвукови крилати ракети и индивидуалното развитие на експериментални самолети с scramjet.

Създаване на свръхзвуков военни самолети и самолетоносачи овърклокърите значителни технически трудности. Основната пречка по този път - високата цена и несигурността на тяхното значение в днешната международна обстановка.

Рационални аргументи в полза на необходимостта от "свръхзвуков" технология може да доведе до по-дълъг период от време, но дълбоко в себе си, може би всеки един от нас се крие още и ясен детински желание - поглед към родната им планета от височината на полета на летателните апарати.

Въвеждането в експлоатация на свръхзвуков транспорт и пътническите самолети ще се определя от два фактора: темпът на нарастване на пътническия трафик на дълги разстояния и възможността за увеличаване на ефективността на машини, които изискват значителен технологичен напредък.

Бъдещето днес свръхзвуков самолет може да се види съвсем ясно. Но дори и ако и свръхзвуков самолет космическата никога не се отдели от земната повърхност, която се появява в резултат на съвременната им високи технологии няма да се превърне в "излишни" на човечеството. Термоустойчиви материали и дизайн, на резултатите от проучванията на горивни процеси в под- и свръхзвуков въздушен поток, устойчиви на топлина и криогенно гориво, различните подсистеми, които работят в трудни условия, както и друга развитие ще намерят своето място в голямо разнообразие, включително - без авиация, индустрии.

Условия за ползване на материали

Електронни плащания се извършват чрез центъра за обработка PayOnline и сервиз ROBOKASSA