Tu-160: di una palabra sobre los pobres supersónicos
Disparo de francotirador de ultra largo alcance
Enzo Ferrari (y / o Ferdinand Porsche) solían decir:
"El auto de carreras ideal debería terminar primero y desmoronarse de inmediato".
Los resultados óptimos solo se pueden lograr afilando el producto para las tareas más específicas (en el caso de Enzo Ferrari, se trataba del número previamente conocido de círculos que el automóvil debería conducir).
Por ejemplo, un "avión ideal" (si tal término es apropiado) sólo puede crearse si se sabe con certeza que el principal uso de combate de este avión será un conflicto específico. En este caso, la aeronave despegará de una base ubicada a una distancia conocida del objetivo, y realizará el 90% de los vuelos con una carga de 10 kg. El tiempo de vuelo no importará, o viceversa. Y muchos más parámetros.
Obviamente, tal situación es una utopía, incluso si consideramos las perspectivas a corto plazo (como la probabilidad de una guerra en una región en particular con un enemigo específico, armas existentes, etc.).
La tarea se complica aún más por la vida útil extremadamente larga de los aviones de esta clase (no necesariamente supersónicos).
Entonces, por ejemplo, el bombardero estadounidense B-52 realizó su primer vuelo el 15 de abril de 1952 y pronto celebrará su próximo aniversario: 70 años. Y el trabajo en su creación comenzó incluso antes (sin embargo, en la escala de la vida útil, esto no es tan importante). Además, Estados Unidos planea utilizar el B-52 hasta 2050. Por lo tanto, al final de este período, la aeronave tendrá 100 años.
Como resultado, al tratar de definir el concepto de aeronave "moderna", es necesario tener en cuenta no solo toda la variedad de escenarios que pueden (o no) tener lugar "hoy", teniendo en cuenta su probabilidad y la importancia del papel de la aeronave en ellos. Pero también trate de predecir el mismo conjunto de escenarios en 20, 30, 70 y 100 años.
Tal tarea equivale a un disparo de francotirador a distancias ultralargas.
Es importante comprender esto para no dejarse guiar por los criterios inicialmente utópicos de la modernidad / no modernidad del avión en el futuro.
Ala de barrido variable
Uno de los argumentos populares a favor del callejón sin salida del concepto de avión supersónico DA (y en particular el Tu-160) es que el supersónico no es necesario. Y como no es necesario, tampoco se necesita un ala con un barrido variable. Y al deshacerse de él, puede simplificar la producción, el mantenimiento y utilizar el volumen utilizable para aumentar el suministro de combustible.
Vamos a averiguarlo paso a paso.
La primera suposición es que el barrido variable es necesario solo para el sonido supersónico. Esto no es verdad. Los parámetros de las alas son importantes en todas las etapas, modos y perfiles de vuelo.
Para separarse de la franja con combustible y misiles, la aeronave necesita sustentación máxima a la velocidad mínima, y tales parámetros solo los proporcionan alas con un coeficiente alto. alargamiento. En pocas palabras, un diseño de planeador es ideal para el despegue.
Pero a medida que aumenta la velocidad, la situación cambia.
Cuanto más rápido, más barrido es óptimo. Es decir, hay un efecto en todo el rango de velocidades.
Los estadounidenses consideraron poner un ala fija en el B1, limitando la velocidad de vuelo. E incluso se construyeron esos aviones. Pero luego esto se abandonó en favor de una solución con un ángulo variable.
“El diseño final del bombardero B-1B fue algo diferente de los planes preliminares. Decidieron dejar el ala de barrido variable. La velocidad máxima a gran altitud se redujo a 1,25 m ".
Nota: Las velocidades de hasta 1,2 M se consideran transónicas. El valor de 1,25 M parece algo "burlón" en absoluto: mucho más cercano a 1,2 que a 2. Pero, formalmente, esto es supersónico.
Y, en general, la situación con el deterioro del rendimiento parece extraña: el ala se dejó, aerodinámicamente el parapente no ha cambiado mucho, en el fondo: ¿qué evitará que vuele inesperadamente a una velocidad más alta? Motores No hay garantía de que los parámetros de estos motores sean verdaderos y no tirarán de 2M. Además, hay motores en los que el avión realmente voló en el 2M, ya que se construyeron 4 de estos aviones.
Pero estos son "pensamientos en voz alta" y teorías de la conspiración (quizás alguien esté interesado en especular en esta dirección).
Volvamos al tema de nuestro avión.
¿Cuál es el radio de combate supersónico?
Curiosamente, hay una serie de conceptos erróneos incluso con respecto a las velocidades de la aeronave. Uno de ellos: el avión volará solo 2 km a velocidad supersónica.
Además, los motivos de tal declaración se publican en el sitio web de nada menos que el Ministerio de Defensa de la Federación de Rusia (aparentemente, la tabla se completó incorrectamente).
Sin embargo, volviendo a los orígenes de la aeronave, podemos ver lo siguiente.
Con las opciones pactadas para la carga de combate del complejo se suponía que iba a obtener: alcance con 24 misiles X-15 - 6–100 km; con dos misiles X-7 - 100-45 km; con 7 misiles Kh-300 - 8-000 km. Con 12 misiles prometedores, análogos del ALCM estadounidense (futuro Kh-55SM) -8-500 km. En este caso, la sección de vuelo supersónico se suponía que la aeronave alcanzaría los 2-300 km.
Y toda la discusión posterior tuvo lugar en torno a los números, en la escala correspondiente a los mencionados.
Es decir, estamos hablando del hecho de que el avión volará 7 km hasta el objetivo, de los cuales 000 - 2 km en modo supersónico.
¿La saga de 1,5M o cuál es la velocidad de crucero del Tu-160?
En los artículos de revisión, a menudo se encuentra una velocidad de 1,5 M (como en la siguiente tabla en el sitio web del Ministerio de Defensa). ¿Por qué exactamente ella?
¿Por qué no 1,3 o 1,7?
Además, a veces hay disputas sobre cuál es la velocidad de crucero del Tu-160 y cuál no. Digamos, bueno, hay un valor de 1,5. ¿Pero sabes qué es un postquemador? Si lo enciende, quemará todo el combustible en minutos.
Propongo hacer algunos cálculos. Entiendo que estos cálculos son extremadamente arbitrarios, al mismo tiempo te permiten comprender aproximadamente la escala de los fenómenos.
Empuje del motor sin postcombustión - 14.
Empuje del postquemador 25.
Resistencia relativa a diferentes velocidades (asumiendo que la resistencia aumenta cuadráticamente con la velocidad):
1 M = Fs
1,5 M = 2,25 Fs
2 M = 4 Fs
Comparamos el empuje máximo y la velocidad máxima de funcionamiento 2M:
25 = 4Fs
Fs = 6,25
2,25 Fs =14
Ese "absolutamente por accidente" corresponde a la fuerza de resistencia superada a una velocidad de 1,5 M, que también corresponde "absolutamente inesperadamente" al límite del funcionamiento sin postcombustión de los motores.
La combinación de todos los factores da, en mi opinión, una buena razón para creer que los parámetros especificados (7-11 mil km con una sección de 2 mil km en supersónico) implican un funcionamiento sin postcombustión de los motores con todas las consecuencias. Además, en este caso, es probable que supersónico signifique lo mismo 1,5 M.
De esto se deduce que, si es necesario, el "rango extra" se puede "convertir" fácilmente en velocidad cambiando el modo de vuelo a uno menos económico.
No olvide que la velocidad también se puede obtener a expensas del suministro de combustible.
Puede parecer contradictorio, pero no es lo mismo en el aire que en un automóvil. Un avión sobrecargado aumenta el ángulo de ataque, lo que conduce a un fuerte aumento de la resistencia y al consumo excesivo de combustible. Y un avión con una reserva de combustible de 4 mil km volará más rápido en cualquier caso que uno alimentado por 7 mil km. en el mismo modo.
Esto significa que si se vuelan 4 km hasta la línea de lanzamiento de misiles, el avión es bastante capaz de volar 000 m en toda esta distancia.
¿Es inútil la velocidad?
Una de las ventajas de los estrategas se basa en los aeródromos en las profundidades del territorio, lo que aumenta significativamente la estabilidad del combate (en comparación con los aeródromos operativos avanzados, que serán destruidos primero en caso de conflicto con el uso de armas de misiles).
Pero esta seguridad tiene un precio: debe cubrir la misma distancia que sirve como "protección" para el aeródromo local.
Mediante simples transformaciones matemáticas, se puede entender que, en igualdad de condiciones, con un alcance de vuelo de 4 km, un avión que vuele a una velocidad de 000 km por hora lo superará en 1 horas.
Un avión que vuele a una velocidad de 1,5 M hará lo mismo en 2 horas (con un breve intervalo de postcombustión).
Teniendo en cuenta la naturaleza de los objetivos potenciales, estas 2 horas abstractas se convierten en 2 horas de la vida del aeródromo en el que se basan los aviones enemigos. ¿Quién sabe cuántos vuelos se proporcionarán desde este aeródromo en estas 2 horas? ¿Cuántos cohetes volarán en nuestra dirección desde los aviones que despegan?
En el caso de vuelos repetidos, esta cifra aumentará aún más.
Teniendo esto en cuenta, la velocidad no puede considerarse una característica inútil.
¿Cuándo es posible que deba "sumergirse"?
Además de las cosas obvias (llegar a tiempo para las "vacaciones" y salir rápidamente de la zona) hay otras menos obvias: el uso de armas de misiles y armas hipersónicas prometedoras, en particular.
¿Cuál es la diferencia entre lanzamiento terrestre y aéreo?
Desde el punto de vista de la física, un cohete lanzado desde el suelo debe elevarse de forma independiente a la altitud de vuelo, mientras que simultáneamente se acelera a la velocidad deseada.
Partiendo de un avión, la sección vertical de aceleración está completamente excluida, y el cohete ya se encuentra en las capas enrarecidas de la atmósfera, donde la resistencia al movimiento es mucho menor, además, ya tiene energía potencial y velocidad inicial.
La combinación de estos factores puede proporcionar potencialmente una ventaja significativa en el alcance (aunque en la práctica esto no siempre es realizable; después de todo, para esconderse del radar, el cohete debe presionarse contra el suelo).
Sin embargo, esta ventaja se vuelve más crítica cuando se trata del uso de prometedores hipersónicos armas.
El caso es que para los misiles hipersónicos, los parámetros de vuelo iniciales son aún más importantes, ya que sus motores, aerodinámica y perfil de vuelo (especialmente) están altamente optimizados para supersónicos. No es casualidad que los supersónicos MiG-31 (velocidad máxima de 2,35 M) fueran elegidos como portadores de las Dagas.
Como resultado, el concepto de un avión DA prometedor dependerá, entre otras cosas, del éxito de los países en el desarrollo de armas hipersónicas. ¿Considerarán conveniente equipar a los estrategas con tales misiles? Tendrán que hacerlo supersónico y aumentar el techo. Por otro lado, puede ser preferible mantener el hipersonaje en el armamento de aviones más pequeños.
O actuarán de manera diferente: para cuando se lance la serie PAK YES, el Tu-160 permanecerá en servicio (al igual que el Tu-95 ahora) y será portador de misiles hipersónicos. Y PAK DA está optimizado para otras tareas.
Cabe mencionar el proyecto Burlak, que implicó el uso del Tu-160 como una primera etapa reutilizable para el lanzamiento de satélites militares en órbita. Ahora Rusia no está a la altura de esas perspectivas. Pero, ¿quién sabe cómo cambiará el mundo en 20-50 años?
Hallazgos
Teniendo en cuenta toda la información presentada anteriormente, podemos concluir que la pregunta sobre la velocidad del "estratega" moderno "ideal" es una pregunta multifactorial y es poco probable que se le pueda dar una respuesta inequívoca (aunque cada uno de nosotros gravita hacia un punto de vista más, que el otro).
Puede construir un avión supersónico y nunca enfrentarse a una situación real que requiera críticamente este régimen (como, por ejemplo, los estadounidenses en el caso del B-2, que por sí solo cuesta hasta un tercio de un portaaviones).
Y puedes construir uno "subsónico" e incluso tener una justificación matemática (en forma de una probabilidad del 80% calculada por una supercomputadora (que no es necesaria. Pero, de hecho, "dibuja una coincidencia breve" y te encuentras en una situación en la que los aviones llegarán 10 minutos tarde en el momento más decisivo confrontación.
información