Avión hipersónico experimental estadounidense. Parte de 1
El desarrollo de la defensa aérea y de misiles obliga a los diseñadores a buscar nuevas formas de superar estos sistemas. Se están desarrollando varios tipos de armas, entre las cuales se encuentran los aviones hipersónicos (GLA). El mayor trabajo realizado hasta la fecha ha sido realizado por especialistas militares estadounidenses. Las aeronaves hipersónicas están diseñadas para golpear objetivos estacionarios y móviles, incluidos objetos muy protegidos o enterrados, por ejemplo, cajas de engranajes subterráneas. En los Estados Unidos, hay varios programas diferentes para desarrollar GLA.
Una de las direcciones del desarrollo de GLA es el desarrollo de cohetes hipersónicos.
Las principales ventajas de los proyectos de aeronave hipersónica con cuerpo axisimétrico, dadas las perspectivas para la creación de un misil de combate en su base, es la posibilidad de utilizar tecnología de cohetes. Esto reduce significativamente el costo de los productos y permite colocar de manera compacta los productos en los volúmenes internos de los transportistas, y utilizar los sistemas de inicio disponibles. El casco axisimétrico hace posible el lanzamiento desde los compartimentos internos de los aviones y pilones externos, desde contenedores en submarinos y barcos, utilizando sistemas de lanzamiento vertical.
Una de las compañías de desarrollo de misiles hipersónicos es Boeing. Desde 1997, Boeing, junto con Aerojet, ha desarrollado un proyecto de cohete hipersónico ARRMD, bajo contrato con DARPA. De acuerdo con los requisitos tácticos y técnicos, el lanzamiento del cohete se lanzaría fuera de la zona de defensa aérea, el rango a 1000 km, la velocidad de crucero estimada M = 6, el peso de lanzamiento 1000 kg con la masa de ojiva 110 kg. Previsto para el uso del sistema de guía inercial y corrección satelital. El cohete comenzó a inclinarse abruptamente al alcanzar el objetivo, por lo que la velocidad en el momento del impacto fue 1200 m / s: la alta energía cinética del cohete mejora el efecto de impacto. En 2001, el programa DARPA se suspendió porque la central eléctrica no estaba lista. Sin embargo, los resultados del trabajo de investigación y desarrollo sobre ARRMD en 2002 formaron la base del programa ONF de la US Navy y DARPA HyFly. El proyecto involucra a la NASA, el Centro NAW para las Fuerzas Navales y el Laboratorio de Física Aplicada APL en la Universidad Hopkins.
Boeing HyFly es un programa para desarrollar y evaluar tecnologías hipersónicas que luego pueden usarse en la producción en masa de misiles hipersónicos relativamente baratos diseñados para destruir objetivos móviles y estacionarios, incluidos objetos enterrados y muy protegidos. La compañía "Boeing" se ha asignado para I + D alrededor de 116 millones de dólares. La simplicidad de la tecnología de diseño, diseño y producción heredada de ARRMD permite a los desarrolladores afirmar que el modelo experimental se convertirá rápidamente en un misil de combate de nueva generación, equipado con ojiva penetrante y base universal.
Dado que todos los misiles son desechables, los requisitos técnicos para los mismos se debilitan: se permite la degradación del material, no hay un sistema de enfriamiento de la estructura, solo se utilizan materiales compuestos a base de cerámica. También se debe considerar el costo relativamente bajo de un cohete y una planta de energía. El diseño consta de piezas 20. El concepto presenta dos tomas de aire y tantas cámaras de combustión.
Como parte del programa, el motor DCR fue desarrollado y probado. En la primera etapa de prueba, el motor se probó en las gradas y en los túneles de viento. Terminaron con éxito. Sin embargo, las pruebas de vuelo no tuvieron éxito, en los tres lanzamientos el motor no alcanzó las características especificadas o simplemente no arrancó. Si se confirmara la eficiencia y confiabilidad del motor DCR en las pruebas de vuelo, esto acercaría significativamente la implementación de proyectos de misiles hipersónicos aire-tierra. Los resultados del programa HyFly se utilizan en el proyecto HyStrike, un misil hipersónico de tierra a tierra y aire a tierra para la Marina de los Estados Unidos.
Otro programa de este tipo es el RATTLRS ("Enfoque revolucionario del ataque de largo alcance en el que el tiempo es crítico"), llevado a cabo por Lockheed Martin bajo la dirección de ONR, con la participación de especialistas de la Fuerza Aérea y la NASA. Los principales objetivos del programa: la creación de un turborreactor capaz de acelerar una aeronave a una velocidad superior a M = 3 sin el uso de dispositivos auxiliares y la creación de un motor TVSS para una aeronave hipersónica reutilizable. El cohete RATTLRS, equipado con un nuevo tipo de planta de energía, está diseñado para volar a una velocidad de M> 4, durante al menos 5 minutos y luego hasta 15 minutos. El rango de vuelo será de 1000 km. Un avión de combate, que excede la velocidad de un misil de crucero en aproximadamente tres veces, puede alcanzar un objetivo en 5-10 minutos, siguiéndolo a una altitud de 21 mil metros en modo crucero. Se suponía que la velocidad de picado en el objetivo era M = 4, y la profundidad de penetración en el suelo - 9-15 m. Además, un avión hipersónico podrá dispersar submuniciones a velocidades supersónicas o subsónicas.
Hoy en día, los cohetes de esta clase utilizan un esquema de dos etapas. La primera etapa le permite desarrollar la velocidad necesaria para encender la segunda etapa. La transición a un esquema de una sola etapa reducirá el tamaño del misil hipersónico. Pero las temperaturas de funcionamiento de la cámara de combustión y la turbina aumentan significativamente; se necesitan nuevos sistemas de orientación y aviónica. El TVSS para RATTLRS se basó en el motor prototipo Rolls-Royce / Allison YJ102R desarrollado por la división Liberty Walk de Rolls Royce. El empuje específico es seis veces el de Pratt & Whitney J58. Este es un acelerador, no solo un motor de crucero.
Según el fabricante, la nueva planta de energía se distingue por un software de alta calidad para el sistema de regulación y la aerodinámica moderna. El diseño utilizó el último material LamiUoy, desarrollado por Rolls Royce. La estructura del sistema de navegación RATTLRS incluirá el INS con la corrección de la trayectoria de acuerdo con la información CRNS NAVSTAR. El misil estará equipado con una ojiva penetrante o una ojiva que consiste en elementos de combate homing. Lockheed Martin y Rolls Royce obtuvieron el millonésimo contrato de 120 para crear un modelo de demostración de un misil de crucero hipersónico de base universal RATTLRS (peso sobre 900 kg). El vehículo de lanzamiento debe ser compatible con F / A-18E / F, F / A-22 y F-35.
Una de las direcciones del desarrollo de GLA es el desarrollo de cohetes hipersónicos.
Las principales ventajas de los proyectos de aeronave hipersónica con cuerpo axisimétrico, dadas las perspectivas para la creación de un misil de combate en su base, es la posibilidad de utilizar tecnología de cohetes. Esto reduce significativamente el costo de los productos y permite colocar de manera compacta los productos en los volúmenes internos de los transportistas, y utilizar los sistemas de inicio disponibles. El casco axisimétrico hace posible el lanzamiento desde los compartimentos internos de los aviones y pilones externos, desde contenedores en submarinos y barcos, utilizando sistemas de lanzamiento vertical.
Una de las compañías de desarrollo de misiles hipersónicos es Boeing. Desde 1997, Boeing, junto con Aerojet, ha desarrollado un proyecto de cohete hipersónico ARRMD, bajo contrato con DARPA. De acuerdo con los requisitos tácticos y técnicos, el lanzamiento del cohete se lanzaría fuera de la zona de defensa aérea, el rango a 1000 km, la velocidad de crucero estimada M = 6, el peso de lanzamiento 1000 kg con la masa de ojiva 110 kg. Previsto para el uso del sistema de guía inercial y corrección satelital. El cohete comenzó a inclinarse abruptamente al alcanzar el objetivo, por lo que la velocidad en el momento del impacto fue 1200 m / s: la alta energía cinética del cohete mejora el efecto de impacto. En 2001, el programa DARPA se suspendió porque la central eléctrica no estaba lista. Sin embargo, los resultados del trabajo de investigación y desarrollo sobre ARRMD en 2002 formaron la base del programa ONF de la US Navy y DARPA HyFly. El proyecto involucra a la NASA, el Centro NAW para las Fuerzas Navales y el Laboratorio de Física Aplicada APL en la Universidad Hopkins.
Boeing HyFly es un programa para desarrollar y evaluar tecnologías hipersónicas que luego pueden usarse en la producción en masa de misiles hipersónicos relativamente baratos diseñados para destruir objetivos móviles y estacionarios, incluidos objetos enterrados y muy protegidos. La compañía "Boeing" se ha asignado para I + D alrededor de 116 millones de dólares. La simplicidad de la tecnología de diseño, diseño y producción heredada de ARRMD permite a los desarrolladores afirmar que el modelo experimental se convertirá rápidamente en un misil de combate de nueva generación, equipado con ojiva penetrante y base universal.
Dado que todos los misiles son desechables, los requisitos técnicos para los mismos se debilitan: se permite la degradación del material, no hay un sistema de enfriamiento de la estructura, solo se utilizan materiales compuestos a base de cerámica. También se debe considerar el costo relativamente bajo de un cohete y una planta de energía. El diseño consta de piezas 20. El concepto presenta dos tomas de aire y tantas cámaras de combustión.
Como parte del programa, el motor DCR fue desarrollado y probado. En la primera etapa de prueba, el motor se probó en las gradas y en los túneles de viento. Terminaron con éxito. Sin embargo, las pruebas de vuelo no tuvieron éxito, en los tres lanzamientos el motor no alcanzó las características especificadas o simplemente no arrancó. Si se confirmara la eficiencia y confiabilidad del motor DCR en las pruebas de vuelo, esto acercaría significativamente la implementación de proyectos de misiles hipersónicos aire-tierra. Los resultados del programa HyFly se utilizan en el proyecto HyStrike, un misil hipersónico de tierra a tierra y aire a tierra para la Marina de los Estados Unidos.
Otro programa de este tipo es el RATTLRS ("Enfoque revolucionario del ataque de largo alcance en el que el tiempo es crítico"), llevado a cabo por Lockheed Martin bajo la dirección de ONR, con la participación de especialistas de la Fuerza Aérea y la NASA. Los principales objetivos del programa: la creación de un turborreactor capaz de acelerar una aeronave a una velocidad superior a M = 3 sin el uso de dispositivos auxiliares y la creación de un motor TVSS para una aeronave hipersónica reutilizable. El cohete RATTLRS, equipado con un nuevo tipo de planta de energía, está diseñado para volar a una velocidad de M> 4, durante al menos 5 minutos y luego hasta 15 minutos. El rango de vuelo será de 1000 km. Un avión de combate, que excede la velocidad de un misil de crucero en aproximadamente tres veces, puede alcanzar un objetivo en 5-10 minutos, siguiéndolo a una altitud de 21 mil metros en modo crucero. Se suponía que la velocidad de picado en el objetivo era M = 4, y la profundidad de penetración en el suelo - 9-15 m. Además, un avión hipersónico podrá dispersar submuniciones a velocidades supersónicas o subsónicas.
Hoy en día, los cohetes de esta clase utilizan un esquema de dos etapas. La primera etapa le permite desarrollar la velocidad necesaria para encender la segunda etapa. La transición a un esquema de una sola etapa reducirá el tamaño del misil hipersónico. Pero las temperaturas de funcionamiento de la cámara de combustión y la turbina aumentan significativamente; se necesitan nuevos sistemas de orientación y aviónica. El TVSS para RATTLRS se basó en el motor prototipo Rolls-Royce / Allison YJ102R desarrollado por la división Liberty Walk de Rolls Royce. El empuje específico es seis veces el de Pratt & Whitney J58. Este es un acelerador, no solo un motor de crucero.
Según el fabricante, la nueva planta de energía se distingue por un software de alta calidad para el sistema de regulación y la aerodinámica moderna. El diseño utilizó el último material LamiUoy, desarrollado por Rolls Royce. La estructura del sistema de navegación RATTLRS incluirá el INS con la corrección de la trayectoria de acuerdo con la información CRNS NAVSTAR. El misil estará equipado con una ojiva penetrante o una ojiva que consiste en elementos de combate homing. Lockheed Martin y Rolls Royce obtuvieron el millonésimo contrato de 120 para crear un modelo de demostración de un misil de crucero hipersónico de base universal RATTLRS (peso sobre 900 kg). El vehículo de lanzamiento debe ser compatible con F / A-18E / F, F / A-22 y F-35.
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