Military Review

Lucha por el hipersonido.

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Más rápido, más alto, más fuerte. El eslogan olímpico es cierto no solo para los deportes, sino también para aviación. El ansia de altas velocidades y grandes altitudes fue especialmente pronunciada en la segunda mitad del siglo XX. Ambas superpotencias mundiales en ese momento estaban trabajando en sus proyectos de aviones supersónicos y luego hipersónicos: solo la alta velocidad podría llevar el avión a grandes alturas. El deseo de altas velocidades y alturas es comprensible: un bombardero, al haber ido al espacio, podría entregar el "paquete" a la cabeza del enemigo mucho más rápido que el equipo existente. Además, si es posible crear un bombardero hipersónico espacial, entonces se deben hacer luchadores similares. Estos dispositivos tendrían que luchar no solo con bombarderos, sino también con ojivas de misiles balísticos. Sin embargo, la idea en sí no es ni la mitad ni la décima parte de todo. La creación de aviones hipersónicos, aún más tripulados, resultó ser tan difícil que el X-15 norteamericano (el primer vuelo el 8 de junio de 1959) siguió siendo el único dispositivo de este tipo en varias décadas que alcanzó los valores planeados de altitud y velocidad.

Aceleración en "espirales"

A comienzos del 60 del siglo pasado, el ejército y los ingenieros soviéticos se enteraron de que en los Estados Unidos están trabajando en el diseño de un avión aeroespacial reutilizable capaz de realizar tareas de choque y reconocimiento. La respuesta al programa X-20 fue ser "Espiral". El trabajo sobre el tema en 1965 fue encargado por el OKB-155 (firma Mikoyan), y G.Ye. Lozino-Lozinsky. Según el proyecto "Espiral", el plano orbital se lanzaría al espacio utilizando un plano de aceleración hipersónico y un propulsor de cohetes. En el contexto de considerar el problema de los aviones hipersónicos, lo más interesante no es el plano orbital, sino el acelerador. En algunas fuentes se le conoce como el producto “50-50”. Este avión sin cola con una longitud de metros 38 y con una envergadura de 16,5 m en el proyecto tenía un ala triangular con una afluencia. El barrido de este último fue 80 ° a lo largo del borde delantero, mientras que la parte principal del ala fue 60 °. En los extremos del ala se colocaron dos quillas: debido al hecho de que se debía instalar un plano orbital con una unidad de aceleración en la superficie superior del fuselaje “50-50” en un alojamiento especial, era imposible usar una quilla “clásica”. En el enfoque de hipersonido, se debía producir la cresta ventral ubicada en la sección de la cola de la aeronave. Para facilitar la producción de aterrizaje en el esparcidor, por primera vez en la práctica doméstica, se usó una sección de nariz baja (T-4 y Tu-144 se harán un poco más adelante).

Lucha por el hipersonido.


Además del exterior del avión, como si surgiera de una historia o película de ciencia ficción, se propuso utilizar motores fundamentalmente nuevos en el proyecto 50-50. OKB-165 A.M. Las cunas ordenaron un motor turborreactor, diseñado para usarse como combustible para hidrógeno líquido. Cuatro de estos motores debían colocarse en la parte trasera del automóvil en paquetes verticales de dos. El hidrógeno fue elegido como combustible por casualidad: no solo se quema con suficiente energía, sino que también es capaz de enfriar las palas de la turbina en cierta medida. Como resultado, un esquema convencional TRD podría producir más energía sin el riesgo de falla estructural. En este caso, sería posible abandonar la combinación de turborreactores y motores de flujo directo. Durante la creación del motor para el "50-50" sonaron propuestas incluso dramáticas para su diseño. Por ejemplo, se propuso retirar completamente la turbina de la ruta del gas y rotarla con hidrógeno calentado. Para evaporarse y alcanzar la temperatura deseada, debería haber estado en un intercambiador de calor antes del compresor del motor. Debo decir, en 60-x para crear un intercambiador de calor con un rendimiento termodinámico efectivo y una aerodinámica tolerable fallida. Y en 70 también. Hasta ahora, nadie en el mundo tiene tal estructura. Como medida temporal en el campo de los motores, OKB-300 recibió una tarea para desarrollar un motor de turborreactor de queroseno con la potencia adecuada. El trabajo en la planta de energía alternativa con éxito variable fue hasta el cierre del programa "Spiral".

Otro elemento importante de la planta de energía - la admisión de aire hipersónico. Para garantizar el caudal normal en la entrada de los compresores del motor, fue necesario calcular no solo el dispositivo de entrada, sino también la superficie inferior del fuselaje. A una distancia de unos 10 metros desde el inicio de la entrada de aire, tiene una superficie plana con un ángulo de ataque de 4 °. En los medidores 3,25 del dispositivo de entrada, el ángulo aumenta dramáticamente a 10 °, y en los medidores 1,3, el tercer panel comienza, ubicado bajo los grados 20 de la corriente. Debido a esta forma de "barriga" de la aeronave, la velocidad de flujo en la aproximación al motor era aceptable. La estabilidad térmica de la estructura se aseguró mediante el uso de materiales apropiados, ya que para entonces los fabricantes soviéticos y los especialistas en materiales tenían suficiente experiencia en este campo.



"50-50" con motores de queroseno, según los cálculos, debe tener una velocidad de crucero de aproximadamente M = 4 y un rango de 6-7 de mil kilómetros. Los motores de hidrógeno aumentaron estas cifras a M = 5 y 12000 km, respectivamente. La hélice del sistema Spiral fue el primer avión hipersónico con motores a reacción, que se probó en TsAGI. Algunas fuentes mencionan el desarrollo de la versión para pasajeros del "50-50", pero además del trabajo principal de aceleración, solo se proporcionó reconocimiento para este avión. La construcción de un avión de aceleración se planeó originalmente para comenzar en 1971, seguido del inicio de las pruebas de vuelo en el 72-73. Sin embargo, en lugar de colocar el esparcidor, se cerró el proyecto "Espiral". Junto con él, "mató" dos variantes de los motores a reacción. Al mismo tiempo, los desarrollos en los aviones orbitales del complejo fueron útiles para crear el sistema Energia-Buran.

Laboratorio "Chill"

Al tema de los vuelos hipersónicos y todo el equipo relacionado regresó a 1979 año. La tarea principal fue el estudio del hidrógeno líquido y el gas natural licuado como combustible. También se requiere crear motores a reacción para este combustible. Además, era necesario no solo realizar trabajos fundamentales de investigación y diseño, sino también encontrar opciones de infraestructura eficaces relacionadas con el funcionamiento de motores criogénicos. Por esta razón, muchas empresas diferentes se sintieron atraídas por el proyecto, y el Instituto Central de Motores de Aviación de Moscú fue nombrado jefe de la empresa de motores. P.I. Baranova (CIAM).



En las pruebas de motores ramerson hipersónicos (scramjet), hay un problema fundamental: es imposible recrear todas las condiciones en las que tales motores operan en plataformas de prueba terrestres. En los Estados Unidos, este problema se resolvería mediante la instalación de motores experimentales de flujo directo en el avión cohete X-15, pero una copia del avión en el que estaba previsto realizar pruebas se estrelló poco antes del primer vuelo con el GPRVD. Los ingenieros nacionales, a su vez, no comenzaron a subtitularse con un portador reutilizable de motores experimentados y eligieron como tales los misiles antiaéreos existentes. Junto con Khimki CB "Fakel", CIAM creó un laboratorio de vuelo hipersónico (GLL) "Kholod". Su base era el misil antiaéreo 5B28 complejo C-200В. En primer lugar, este cohete tenía parámetros de vuelo adecuados y, en segundo lugar, estaba previsto que se retirara del servicio en un futuro próximo, lo que tendría un efecto beneficioso en el costo de todo el programa. La ojiva se retiró del cohete 5B28 original, y en su lugar se instaló una unidad con el equipo probado. Consistía en un sistema de control, tanque de combustible, sistema de combustible, así como el motor e-57. La velocidad estimada a la que podría funcionar este scramjet fue de 3,5M a 6,5M. Altura de trabajo del motor - 15-35 km. A pesar del gran grado de unificación del diseño "Frío" con los sistemas C-200® SAM, el CIAM necesitaba recrear una máquina cisterna diseñada para trabajar con hidrógeno líquido.

Desafortunadamente, la mayor parte del trabajo sobre el tema de "Frío" se produjo en un momento en que la ciencia ya había recibido mucha menos atención de la que debería. Por lo tanto, por primera vez, el GLL "frío" solo voló 28 en noviembre 1991 del año. En este y en los próximos vuelos, se debe tener en cuenta que, en lugar de la unidad principal con equipo de combustible y el motor, se instaló su diseño de peso y tamaño. El hecho es que durante los dos primeros vuelos, el sistema de control de misiles y el acceso a la trayectoria calculada se resolvieron. Desde el tercer vuelo, el Frío ha sido probado en conjunto completo, pero se necesitaron dos intentos más para ajustar el sistema de combustible de la unidad experimental. Finalmente, los últimos tres vuelos de prueba tuvieron lugar con el suministro de hidrógeno líquido en la cámara de combustión. Como resultado, solo se realizaron siete lanzamientos antes del 1999, pero logramos llevar el tiempo de operación del scramjet E-57 a 77 segundos, de hecho, el tiempo de vuelo máximo del cohete 5UMNUMX. La velocidad máxima alcanzada por el laboratorio de vuelo fue 28 m / s (~ 1855М). El trabajo posterior al vuelo en el equipo mostró que la cámara de combustión del motor después del drenaje del tanque de combustible mantuvo su rendimiento. Obviamente, dichos indicadores se lograron gracias a las mejoras constantes de los sistemas basados ​​en los resultados de cada vuelo anterior.



Las pruebas de GLL "Kholod" se llevaron a cabo en el sitio de prueba de Sary-Shagan en Kazajstán. Debido a los problemas con la financiación del proyecto en 90-ies, es decir, durante el período en que hubo pruebas y refinamientos del "Frío", a cambio de datos científicos tuvo que atraer a organizaciones científicas extranjeras, kazajas y francesas. Como resultado de siete lanzamientos de prueba, se recopiló toda la información necesaria para continuar el trabajo práctico sobre el scramjet de hidrógeno, se corrigieron los modelos matemáticos de los motores de ramjet a velocidades hipersónicas, etc. En este momento, el programa "Frío" está cerrado, pero sus resultados no se pierden y se utilizan en nuevos proyectos.

Barrera de sonido intermitente

El sucesor directo del trabajo iniciado en el programa "Chill" es el laboratorio de vuelo "Igla" (Research Hypersonic Aircraft). Las primeras menciones de este proyecto aparecieron en el año 1997, y el diseño se presentó por primera vez al público en la sala de exposición MAKS-99. Una vez más, varias agencias de diseño están involucradas en el trabajo del proyecto, pero la coordinación del programa y el trabajo principal todavía está a cargo del CIAM. La tarea "Aguja" se usó para determinar la velocidad dentro de M = 6-14 y en altitudes de 25 a 50 kilómetros. Además, se suponía que el nuevo laboratorio de vuelo tendría un tiempo de vuelo independiente significativamente más largo que el de "Chill": minutos 7-12. El vehículo de lanzamiento Rokot, creado sobre la base del intercontinental SD-100H, debería haber llevado la altura correcta y acelerar la "Aguja" a la velocidad de encendido del motor.



Sin embargo, hay muchas razones para creer que el primer vuelo del IgL GLL en medio de los 2000-s no se realizó, aunque fue planeado. O "The Needle" voló, pero el trabajo está clasificado. En cualquier caso, el diseño del laboratorio de vuelo se demuestra regularmente en diversas exposiciones de aviación y orientación motora, y no hablan sobre el progreso del programa. La situación es similar con una serie de otros proyectos similares: hay diseños, no hay datos. No se sabe por qué el CIAM aún no ha lanzado la "Aguja" o está ocultando el hecho del lanzamiento. Solo queda especular sobre la complejidad de dominar las nuevas tecnologías o el secreto que repentinamente afectó al proyecto.

***

Si los científicos del mundo logran recordar a las aeronaves hipersónicas, esta técnica tendrá dos usos principales: carga suborbital o vuelos de pasajeros y uso militar. Así, por ejemplo, hace varios años en la prensa había información sobre las pruebas del misil de crucero supersónico ruso para bombarderos estratégicos, en varias fuentes llamadas X-90.



Como se indicó, su velocidad de crucero alcanza M = 4-5, lo que reduce el tiempo de vuelo al objetivo al mínimo. 26 May 2010 en los Estados Unidos realizó el primer vuelo de un prototipo de un cohete X-51A hipersónico. Para los minutos 3,5 de un motor ramjet, logró superar la velocidad del sonido cinco veces. Si todo va bien, X-51 irá a las tropas solo en el año 2017-18.

Además, en ambos países, obviamente, se está trabajando en las ojivas hipersónicas para misiles. Sin embargo, por razones obvias, casi nada se sabe acerca de estos proyectos. Es cierto que los estadounidenses que aman anunciar sus creaciones durante algún tiempo no ocultan su trabajo en el campo de la doctrina del "ataque rápido global". Desde 2010, ha habido varios lanzamientos de dispositivos experimentales AHW (Advanced Hypersonic Weapon - hypersonic Weapon - hipersónico prometedor оружие) y Falcon HTV-2. Se alega que la segunda unidad durante el primer vuelo aceleró a 20M. Se desconoce qué tan cierto es esto, aunque hay razones para dudar del registro. El hecho es que los propios estadounidenses no ocultan que hubo grandes problemas con la telemetría en este vuelo, y que el dispositivo experimentado simplemente no pudo transferir datos precisos al suelo. Además, se alega que poco después de la separación del vehículo de lanzamiento, HTV-2 comenzó a girar el barril. Cuando la velocidad de rotación excedió lo permitido, la trayectoria del dron experimental se cambió y se envió al océano. El segundo vuelo del Falcon HTV-2 en abril del año pasado fue un poco mejor: los primeros minutos 25 del vuelo se realizaron sin problemas, y luego la conexión con el dispositivo desapareció. Ahora en el Pentágono decide si va a ser el tercer vuelo. Sobre el proyecto AHW la información aún menos. Solo se sabe que el dispositivo con la designación HGB en noviembre 2011 del año durante media hora de vuelo se aceleró para acelerar 5M o 8M.

Probablemente, Rusia también tiene proyectos similares de sistemas de combate. Sin embargo, por razones obvias, es poco probable que sus detalles se anuncien en un futuro próximo. Aún así, muchos nuevos desarrollos requieren un secreto apropiado. O tal vez no hay información debido a la falta de programas. Pero espero que tengamos algo que contestar sobre AHW y Falcon Project.
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9 comentarios
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  1. Strabo
    Strabo 26 января 2012 10: 51
    +4
    Cita: lo más probable es que Rusia también tenga proyectos similares de sistemas de combate. Sin dudas Solo todos estos desarrollos se encuentran en el patio de la Oficina de Diseño y se pudren a la intemperie. No es necesario lamentar fondos para el desarrollo militar.
    1. 755962
      755962 26 января 2012 14: 30
      +5
      Los expertos rusos están desarrollando misiles de aviones hipersónicos capaces de volar a una velocidad 10-12 veces mayor que la velocidad del sonido.
      Lea más aquí: http://ru.tsn.ua/svit/rosiya-pochala-rozrobku-giperzvukovih-raket-novogo-pokolin


      nya.html Rusia, con la ayuda de una nueva super arma, quiere demostrar sus capacidades a Estados Unidos. Se llama X-90 y es la respuesta del Kremlin al programa de defensa antimisiles de Washington. En el oeste, el proyecto se conoce con el nombre inofensivo "AS-19 Koala". Según los datos rusos, la designación X-90 esconde el primer misil de crucero guiado hipersónico del mundo, cuya apariencia y datos tácticos y técnicos son secretos militares. Según los informes, debería adoptarse para 2010.

      El X-90 se lanza con la ayuda de los bombarderos estratégicos Tu-160M, que son el símbolo del poder militar ruso. "M" - modificado - significa en este caso que las alas de la máquina están agrandadas.

      Según Putin, el X-90 es capaz de superar todos los sistemas de defensa antimisiles existentes, así como prometedores, y destruir objetivos con gran precisión, incluso en otros continentes. Se probó un modelo experimental de "armas milagrosas" en febrero de 2004, durante los ejercicios del puesto de Comando de Seguridad de 2004, en presencia del presidente Putin, con el misil intercontinental RS-18 (designación de la OTAN Stiletto SS-19) como portador, y, en un futuro cercano, estará armado con fuerzas estratégicas de misiles.
      1. 755962
        755962 26 января 2012 14: 36
        +3
        descripción
        Desarrollador ICB "Rainbow"
        Designación X-90 GEL
        Nombre de código de la OTAN AS-19 "Koala"
        Avión experimental hipersónico de misiles de crucero de tipo estratégico.
        Sistema de control inercial y de mando por radio.
        Portador de tu-95
        Dimensiones y peso
        Longitud, m aproximadamente 12
        Envergadura, m 6,8-7
        Peso, kg
        El número de ojivas 2
        central eléctrica
        Motor scramjet
        Acelerador RDTT
        de datos de vuelo
        Velocidad de vuelo, M = 4-5
        Altura, comienzo m XUMUM
        vuelo 7000-20000
        Distancia, km 3000
  2. Bereg
    Bereg 26 января 2012 12: 31
    -1
    Sí, no se revolcan, hiper sonido como en 2005 comenzaron a hacer en Rusia
  3. dred
    dred 26 января 2012 13: 43
    -2
    No comenzaron a desarrollar nada, solo hay un pedido y no hay financiamiento.
    1. beard999
      beard999 26 января 2012 16: 19
      -1
      Cita: dred
      solo hay orden y no hay financiación

      ¿Zircon tiene los mismos fondos?
  4. Asceta
    Asceta 26 января 2012 15: 06
    +4
    El Departamento de Defensa de EE. UU. Ha probado una nueva bomba hipersónica de planificación, AHW (Advanced Hypersonic Weapon), según Defense News. La prueba de municiones se realizó el 17 de noviembre de 2011. Gracias a la nueva bomba, el ejército de los EE. UU. Podrá atacar objetivos ubicados en cualquier parte del mundo durante una hora. El objetivo principal de la prueba fue probar la munición para la maniobrabilidad, la capacidad de control y la resistencia a los efectos de alta temperatura.

    El Pentágono no revela ningún detalle de la prueba. Solo se sabe que AHW fue lanzado a la atmósfera superior por un vehículo de lanzamiento lanzado desde las islas hawaianas. Después de separar la munición del misil, planeó el objetivo en el atolón Kwajalein, ubicado a cuatro mil kilómetros al suroeste de Hawai, a una velocidad hipersónica. Aunque el Pentágono llamó al AHW una bomba, estrictamente hablando, esta munición es más como una ojiva de maniobra o un dispositivo supersónico.

    El desarrollo del proyecto AHW redunda en interés del Ejército de los EE. UU. Como parte de un programa global de ataque rápido más amplio. Según el Servicio de Investigación del Congreso de EE. UU. (CRS), el rango de AHW es significativamente más corto que el de otro dispositivo hipersónico: Falcon HTV-2. Este último puede alcanzar objetivos a distancias de hasta 27 mil kilómetros y alcanzar velocidades de hasta 20 números Mach (23 mil kilómetros por hora). Las últimas pruebas del FHTV-2 tuvieron lugar a mediados de agosto de 2011 y no tuvieron éxito.

    El FHTV-2 también se está desarrollando como parte de un programa de ataque global rápido. Como parte de este programa, también se está trabajando para crear un misil balístico con una ojiva convencional, un misil hipersónico Waverider X-51A y, presumiblemente, un dron orbital X-37B. Según CRS, la financiación del programa en 2011 fue de $ 239,9 millones,

    La Tactical Missile Armaments Corporation ha comenzado a investigar un proyecto para crear un misil hipersónico. Sobre esto, según lo informado por "Interfax", dijo el diseñador general de la corporación Boris Obnosov. Según él, el nuevo cohete podrá desarrollar una velocidad que será de 12 a 13 veces la velocidad del sonido. "Nuestra tarea, en el futuro, es realmente el desarrollo del tema de los misiles hipersónicos. Este año estamos realizando el primer trabajo en nuestra empresa en Dubna", señaló Obnosov. "Espero que esta idea se extienda a nivel nacional y abriremos un proyecto real: la creación de productos hipersónicos". "- agregó el diseñador general de la preocupación TRV, sin revelar más detalles del nuevo proyecto. Cabe señalar que en la URSS existía anteriormente un proyecto para crear un cohete con un motor ramjet hipersónico. En la década de 1970, se creó el laboratorio de vuelo Kholod sobre la base del sistema de misiles antiaéreos S-200. Durante la prueba de vuelo, el cohete pudo desarrollar una velocidad de 5,2 números Mach (aproximadamente seis mil kilómetros por hora).

    Se cree que en la actualidad este proyecto se ha desarrollado y su posterior desarrollo se encuentra bajo el nombre "Kholod-2". Presumiblemente, el trabajo en el proyecto lo está llevando a cabo el Instituto Central de Motores de Aviación de Baranov. En particular, está involucrado en la creación del avión hipersónico Igla.

    Además, la empresa conjunta ruso-india BrahMos está desarrollando actualmente un misil hipersónico capaz de alcanzar velocidades de hasta seis Mach. La creación de una nueva munición se lleva a cabo sobre la base del misil supersónico BrahMos ya existente, que anteriormente había entrado en servicio con la Fuerza Aérea y el Ejército de la India. El BrahMos se basa en el misil ruso Onyx.
    http://pakfa.ucoz.ru/news/rossija_nachala_razrabotku_giperzvukovoj_rakety/2011-0
    8-19-2169
  5. nbus
    nbus 26 января 2012 15: 49
    +1
    ¿Algo no mencionado sobre el proyecto Ajax?
  6. gonario
    gonario 10 января 2015 19: 18
    0
    Las mujeres estadounidenses tampoco tienen ese tipo de equipo, aunque están publicitando con gran poder.