Pesawat hipersonik tercepat di dunia. Pesawat hipersonik Rusia

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Sebuah pesawat penumpang biasa terbang dengan kecepatan sekitar 900 km/jam. Sebuah jet jet tempur bisa mencapai kecepatan sekitar tiga kali lipat. Namun, insinyur modern dari Federasi Rusia dan negara-negara lain di dunia secara aktif mengembangkan mesin yang lebih cepat - pesawat hipersonik. Apa spesifikasi dari masing-masing konsep?

Kriteria pesawat hipersonik

Apa itu pesawat hipersonik? Dengan demikian, biasanya untuk memahami suatu peralatan yang mampu terbang dengan kecepatan yang berkali-kali lipat lebih tinggi daripada kecepatan suara. Pendekatan peneliti untuk menentukan indikator spesifiknya bervariasi. Ada metodologi luas yang menyatakan bahwa sebuah pesawat harus dianggap hipersonik jika itu adalah kelipatan dari indikator kecepatan kendaraan supersonik modern tercepat. Yaitu sekitar 3-4 ribu km/jam. Artinya, pesawat hipersonik, jika Anda mengikuti metodologi ini, harus mencapai kecepatan 6.000 km/jam.

Tak berawak dankendaraan yang dikendalikan

Pendekatan para peneliti mungkin juga berbeda dalam hal menentukan kriteria untuk mengklasifikasikan perangkat tertentu sebagai pesawat terbang. Ada versi yang hanya mesin yang dikendalikan oleh seseorang yang dapat dianggap demikian. Ada sudut pandang yang menurutnya kendaraan tak berawak juga dapat dianggap sebagai pesawat terbang. Oleh karena itu, beberapa analis mengklasifikasikan mesin dari jenis yang dimaksud ke dalam mesin yang dikendalikan oleh manusia dan yang berfungsi secara mandiri. Pembagian seperti itu dapat dibenarkan, karena kendaraan tak berawak dapat memiliki karakteristik teknis yang jauh lebih mengesankan, misalnya, dalam hal kelebihan muatan dan kecepatan.

Pada saat yang sama, banyak peneliti menganggap pesawat hipersonik sebagai konsep tunggal, yang indikator utamanya adalah kecepatan. Tidak masalah apakah seseorang duduk di kemudi perangkat atau mesin dikendalikan oleh robot - yang utama adalah pesawatnya cukup cepat.

Lepas landas - solo atau dibantu?

Sebuah klasifikasi pesawat hipersonik adalah umum, yang didasarkan pada pengklasifikasian mereka sebagai yang dapat lepas landas secara independen, atau yang membutuhkan penempatan pada kapal induk yang lebih kuat - roket atau pesawat kargo. Ada sudut pandang yang menyatakan sah untuk merujuk pada perangkat dari jenis yang dipertimbangkan terutama yang mampu lepas landas secara mandiri atau dengan sedikit keterlibatan jenis peralatan lain. Namun, para peneliti yang percaya bahwa kriteria utama yang mencirikan pesawat hipersonik adalah kecepatanmenjadi yang terpenting dalam klasifikasi apa pun. Apakah itu mengklasifikasikan perangkat sebagai tak berawak, dikendalikan, mampu lepas landas sendiri atau dengan bantuan mesin lain - jika indikator yang sesuai mencapai nilai di atas, maka itu berarti kita berbicara tentang pesawat hipersonik.

Masalah utama solusi hipersonik

Konsep solusi hipersonik sudah berumur puluhan tahun. Selama bertahun-tahun pengembangan jenis kendaraan yang sesuai, para insinyur dunia telah memecahkan sejumlah masalah signifikan yang secara objektif mencegah produksi "hypersound" agar tidak beroperasi - mirip dengan mengatur produksi pesawat turboprop.

Kesulitan utama dalam desain pesawat hipersonik adalah pembuatan mesin yang cukup hemat energi. Masalah lain adalah penyelarasan perlindungan termal yang diperlukan dari peralatan. Faktanya adalah bahwa kecepatan pesawat hipersonik dalam nilai-nilai yang kami pertimbangkan di atas menyiratkan pemanasan lambung yang kuat karena gesekan terhadap atmosfer.

Hari ini kita akan melihat beberapa contoh prototipe pesawat yang berhasil dari jenis yang sesuai, yang pengembangnya mampu membuat kemajuan signifikan dalam berhasil memecahkan masalah yang dicatat. Mari kita pelajari perkembangan dunia yang paling terkenal dalam hal pembuatan pesawat hipersonik dari jenis yang dimaksud.

Pesawat tercepat Boeing

Pesawat hipersonik tercepat di dunia, menurut beberapa ahli, adalah Boeing X-43A Amerika. Jadi, selama pengujian perangkat ini, tercatat mencapai kecepatanmelebihi 11 ribu km/jam. Itu sekitar 9,6 kali kecepatan suara.

Apa yang istimewa dari pesawat hipersonik X-43A? Ciri-ciri pesawat ini adalah sebagai berikut:

- kecepatan maksimum yang tercatat dalam tes - 11.230 km / jam;

- lebar sayap - 1,5 m;

- panjang casing - 3,6 m;

- mesin - aliran langsung, Ramjet Pembakaran Supersonik;

- bahan bakar - oksigen atmosfer, hidrogen.

Dapat dicatat bahwa perangkat yang dimaksud adalah salah satu yang paling ramah lingkungan. Faktanya adalah bahan bakar yang digunakan praktis tidak melibatkan pelepasan produk pembakaran yang berbahaya.

Pesawat hipersonik X-43A dikembangkan oleh upaya bersama para insinyur NASA, serta Orbical Science Corporation dan Minocraft. Pesawat ini dibuat selama sekitar 10 tahun. Sekitar 250 juta dolar diinvestasikan dalam pengembangannya. Kebaruan konseptual dari pesawat yang dimaksud adalah bahwa ia dirancang untuk menguji teknologi terbaru untuk memastikan pengoperasian daya dorong.

Dikembangkan oleh Ilmu Orbital

Ilmu Orbital, yang, seperti yang kami sebutkan di atas, mengambil bagian dalam pembuatan perangkat X-43A, juga berhasil membuat pesawat hipersoniknya sendiri - X-34.

Kecepatan tertingginya lebih dari 12.000 km/jam. Benar, selama tes praktis itu tidak tercapai - apalagi, tidak mungkin untuk mencapai indikator yang ditunjukkan oleh pesawat X43-A. Dianggap pesawatperangkat berakselerasi ketika roket Pegasus, yang beroperasi dengan bahan bakar padat, diaktifkan. X-34 pertama kali diuji pada tahun 2001. Pesawat yang dimaksud secara signifikan lebih besar daripada perangkat dari Boeing - panjangnya 17,78 m, lebar sayap 8,85 m. Ketinggian penerbangan maksimum kendaraan hipersonik dari Orbical Science adalah 75 kilometer.

Pesawat dari Amerika Utara

Pesawat hipersonik terkenal lainnya adalah X-15, yang diproduksi oleh Amerika Utara. Analis menyebut peralatan ini sebagai eksperimental.

Dilengkapi dengan mesin roket, beberapa ahli memberikan alasan untuk tidak mengklasifikasikannya sebagai pesawat terbang. Namun, kehadiran mesin roket memungkinkan perangkat, khususnya, untuk melakukan penerbangan suborbital. Jadi, selama salah satu tes dalam mode ini, itu diuji oleh pilot. Tujuan dari peralatan X-15 adalah untuk mempelajari spesifikasi penerbangan hipersonik, mengevaluasi solusi desain tertentu, bahan baru, dan fitur kontrol mesin tersebut di berbagai lapisan atmosfer. Perlu dicatat bahwa konsep proyek ini disetujui pada tahun 1954. X-15 terbang dengan kecepatan lebih dari 7 ribu km / jam. Jangkauan terbangnya lebih dari 500 km, ketinggiannya melebihi 100 km.

Pesawat produksi tercepat

Kendaraan hipersonik yang kita pelajari di atas sebenarnya termasuk dalam kategori penelitian. Akan berguna untuk mempertimbangkan beberapa sampel serial pesawat yang mendekati karakteristik hipersonik atau (menurut satu metodologi atau lainnya) hipersonik.

Di antara mesin tersebut adalah pengembangan SR-71 Amerika. Beberapa peneliti tidak cenderung mengklasifikasikan pesawat ini sebagai hipersonik, karena kecepatan maksimumnya sekitar 3,7 ribu km / jam. Di antara karakteristiknya yang paling menonjol adalah bobot lepas landasnya, yang melebihi 77 ton. Panjang peralatan lebih dari 23 m, lebar sayap lebih dari 13 m.

Salah satu pesawat militer tercepat adalah MiG-25 Rusia. Perangkat dapat mencapai kecepatan lebih dari 3, 3 ribu km / jam. Berat lepas landas maksimum pesawat Rusia adalah 41 ton.

Jadi, di pasar solusi serial, yang memiliki karakteristik mirip dengan solusi hipersonik, Federasi Rusia adalah salah satu pemimpinnya. Tapi apa yang bisa dikatakan tentang perkembangan Rusia dalam hal pesawat hipersonik "klasik"? Apakah insinyur dari Federasi Rusia mampu menciptakan solusi yang kompetitif dengan mesin dari Boeing dan Orbital Scence?

kendaraan hipersonik Rusia

Saat ini, pesawat hipersonik Rusia sedang dalam pengembangan. Tapi dia cukup aktif. Kita berbicara tentang pesawat Yu-71. Tes pertamanya, dilihat dari laporan media, dilakukan pada Februari 2015 di dekat Orenburg.

Pesawat ini diharapkan dapat digunakan untuk keperluan militer. Dengan demikian, kendaraan hipersonik akan dapat, jika perlu, mengirimkan senjata serang dalam jarak yang cukup jauh, memantau wilayah, dan juga digunakan sebagai elemen penerbangan serangan. Beberapa peneliti percaya bahwa pada 2020-2025. Pasukan Rudal Strategis akan menerima sekitar 20 pesawatjenis yang sesuai.

Ada informasi di media bahwa pesawat hipersonik Rusia yang sedang dipertimbangkan akan ditempatkan pada rudal balistik Sarmat, yang juga dalam tahap desain. Beberapa analis percaya bahwa kendaraan hipersonik Yu-71 yang sedang dikembangkan tidak lebih dari sebuah hulu ledak yang harus terpisah dari rudal balistik di segmen penerbangan terakhir, sehingga, berkat karakteristik kemampuan manuver yang tinggi dari sebuah pesawat, dapat mengatasi rudal. sistem pertahanan.

Proyek Ajax

Di antara proyek yang paling penting terkait dengan pengembangan pesawat hipersonik adalah Ajax. Mari kita pelajari lebih dalam. Pesawat hipersonik "Ajax" - pengembangan konseptual insinyur Soviet. Di komunitas ilmiah, pembicaraan tentangnya dimulai pada tahun 80-an. Di antara karakteristik yang paling menonjol adalah adanya sistem perlindungan termal, yang dirancang untuk melindungi kasing dari panas berlebih. Dengan demikian, para pengembang perangkat Ajax mengusulkan solusi untuk salah satu masalah "hipersonik" yang telah kami identifikasi di atas.

Skema tradisional perlindungan termal pesawat melibatkan penempatan bahan khusus pada bodi. Pengembang Ajax mengusulkan konsep yang berbeda, yang menurutnya seharusnya tidak melindungi perangkat dari pemanasan eksternal, tetapi membiarkan panas masuk ke dalam mobil, sambil meningkatkan sumber energinya. Pesaing utama aparat Soviet adalah pesawat hipersonik Aurora, yang dibuat di Amerika Serikat. Namun, karena fakta bahwa desainer dari USSR telah memperluas kemungkinan secara signifikankonsep, pengembangan baru dipercayakan dengan berbagai tugas, khususnya, penelitian. Kita dapat mengatakan bahwa Ajax adalah pesawat serba guna hipersonik.

Mari kita lihat lebih dekat inovasi teknologi yang diusulkan oleh para insinyur dari Uni Soviet.

Jadi, pengembang Soviet di Ajax mengusulkan untuk menggunakan panas yang dihasilkan dari gesekan badan pesawat dengan atmosfer, untuk mengubahnya menjadi energi yang berguna. Secara teknis, ini dapat diimplementasikan dengan menempatkan cangkang tambahan pada peralatan. Akibatnya, sesuatu seperti bangunan kedua terbentuk. Rongganya seharusnya diisi dengan semacam katalis, misalnya, campuran bahan yang mudah terbakar dan air. Lapisan isolasi panas yang terbuat dari bahan padat di Ajax seharusnya diganti dengan lapisan cair, yang, di satu sisi, seharusnya melindungi mesin, di sisi lain, akan berkontribusi pada reaksi katalitik, yang, sementara itu, bisa disertai dengan efek endotermik - pergerakan panas dari bagian luar tubuh ke dalam. Secara teoritis, pendinginan bagian luar peralatan bisa apa saja. Kelebihan panas, pada gilirannya, seharusnya digunakan untuk meningkatkan efisiensi mesin pesawat. Pada saat yang sama, teknologi ini akan memungkinkan untuk menghasilkan spesies hidrogen bebas karena reaksi bahan bakar.

Saat ini, tidak ada informasi yang tersedia untuk masyarakat umum tentang kelanjutan pengembangan Ajax, tetapi para peneliti menganggapnya sangat menjanjikan untuk menerapkan konsep Soviet.

kendaraan hipersonik China

PesaingRusia dan Amerika Serikat di pasar solusi hipersonik adalah Cina. Di antara perkembangan paling terkenal dari para insinyur dari China adalah pesawat WU-14. Ini adalah peluncur hipersonik yang dipasang pada rudal balistik.

ICBM meluncurkan pesawat ke luar angkasa, dari tempat mesin menukik tajam ke bawah, mengembangkan kecepatan hipersonik. Peralatan China dapat dipasang pada berbagai ICBM dengan jangkauan 2.000 hingga 12.000 km. Ditemukan bahwa selama pengujian, WU-14 mampu mencapai kecepatan lebih dari 12 ribu km / jam, sehingga berubah menjadi pesawat hipersonik tercepat menurut beberapa analis.

Pada saat yang sama, banyak peneliti percaya bahwa perkembangan China tidak sepenuhnya sah untuk dikaitkan dengan kelas pesawat. Jadi, versinya tersebar luas, yang menurutnya perangkat harus diklasifikasikan secara tepat sebagai hulu ledak. Dan sangat efektif. Saat terbang dengan kecepatan tinggi, bahkan sistem pertahanan misil paling modern pun tidak akan dapat menjamin intersepsi target yang sesuai.

Dapat dicatat bahwa Rusia dan Amerika Serikat juga mengembangkan kendaraan hipersonik yang digunakan untuk tujuan militer. Pada saat yang sama, konsep Rusia, yang menurutnya seharusnya membuat mesin dari jenis yang sesuai, berbeda secara signifikan, sebagaimana dibuktikan oleh data di beberapa media, dari prinsip-prinsip teknologi yang diterapkan oleh Amerika dan Cina. Jadi, pengembang dari Federasi Rusia memusatkan upaya mereka di bidang pembuatan pesawatkendaraan yang dilengkapi dengan mesin ramjet yang mampu diluncurkan dari tanah. Rusia sedang merencanakan kerja sama ke arah ini dengan India. Perangkat hipersonik, dibuat sesuai dengan konsep Rusia, menurut beberapa analis, ditandai dengan biaya yang lebih rendah dan cakupan yang lebih luas.

Pada saat yang sama, pesawat hipersonik Rusia, yang kami sebutkan di atas (Yu-71), menunjukkan, menurut beberapa analis, penempatan yang sama pada ICBM. Jika tesis ini ternyata benar, maka dapat dikatakan bahwa para insinyur dari Federasi Rusia bekerja secara bersamaan di dua area konseptual populer dalam konstruksi pesawat hipersonik.

CV

Jadi, mungkin pesawat hipersonik tercepat di dunia, jika kita berbicara tentang pesawat, terlepas dari klasifikasinya, ini tetaplah WU-14 China. Meskipun Anda perlu memahami bahwa informasi nyata tentang dia, termasuk yang terkait dengan tes, dapat diklasifikasikan. Ini konsisten dengan prinsip-prinsip pengembang Cina, yang sering berusaha untuk merahasiakan teknologi militer mereka dengan cara apa pun. Kecepatan pesawat hipersonik tercepat adalah lebih dari 12.000 km/jam. Ini "mengejar" dengan pengembangan Amerika dari X-43A - banyak ahli menganggapnya sebagai yang tercepat. Secara teoritis, pesawat hipersonik X-43A, serta WU-14 China, dapat mengejar perkembangan dari Orbical Science, yang dirancang untuk kecepatan lebih dari 12 ribu km / jam.

Karakteristik pesawat Yu-71 Rusia memang belum banyak diketahui masyarakat. Ada kemungkinan bahwa mereka akan dekat dengan parameterpesawat Cina. Insinyur Rusia juga mengembangkan pesawat hipersonik yang mampu lepas landas tidak berdasarkan ICBM, tetapi secara mandiri.

Proyek peneliti saat ini dari Rusia, Cina, dan AS entah bagaimana terhubung dengan bidang militer. Pesawat hipersonik, terlepas dari kemungkinan klasifikasinya, dianggap terutama sebagai pembawa senjata, kemungkinan besar nuklir. Namun, dalam karya para peneliti dari seluruh dunia ada tesis bahwa "hypersound", seperti teknologi nuklir, mungkin damai.

Ini tentang munculnya solusi yang terjangkau dan andal yang memungkinkan Anda mengatur produksi massal mesin dengan jenis yang sesuai. Penggunaan perangkat semacam itu dimungkinkan dalam jangkauan terluas cabang pembangunan ekonomi. Permintaan terbesar untuk pesawat hipersonik kemungkinan akan ditemukan di industri luar angkasa dan penelitian.

Karena biaya teknologi manufaktur untuk mesin yang sesuai menjadi lebih murah, bisnis transportasi mungkin mulai menunjukkan minat untuk berinvestasi dalam proyek semacam itu. Perusahaan industri, penyedia berbagai layanan mungkin mulai mempertimbangkan "hypersound" sebagai alat untuk meningkatkan daya saing bisnis dalam hal menyelenggarakan komunikasi internasional.