Υπερηχητικό "Αντικείμενο 4202" και η δοκιμή του

2024 Συγγραφέας: Henry Conors | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-02-12 05:53

Το

"Αντικείμενο 4202" είναι το σύμβολο για το τελευταίο ρωσικό έργο στον τομέα των σύγχρονων στρατιωτικών υπερηχητικών αεροσκαφών (LA). Σύμφωνα με έγκυρα ξένα αναλυτικά κέντρα, η επιτυχής εφαρμογή του μπορεί να εξουδετερώσει τα πλεονεκτήματα στον τομέα των στρατηγικών όπλων που σκοπεύουν να κερδίσουν οι Ηνωμένες Πολιτείες έναντι της Ρωσίας ως αποτέλεσμα της ανάπτυξης ενός παγκόσμιου συστήματος αντιπυραυλικής άμυνας.

Πώς ταξινομούνται τα αεροσκάφη με βάση την ταχύτητα πτήσης

Τα αεροσκάφη ανάλογα με τα χαρακτηριστικά ταχύτητάς τους χωρίζονται σε υποηχητικά, υπερηχητικά και υπερηχητικά. Ταυτόχρονα, οι ταχύτητες πτήσης τους συνήθως εκφράζονται με τη μορφή αδιάστατων μεγεθών, πολλαπλάσιο των λεγόμενων. Αριθμός Mach, που πήρε το όνομά του από τον Αυστριακό φυσικό Ernst Mach και συμβολίζεται με το λατινικό γράμμα M. Ο αριθμός Mach είναι μια αδιάστατη ποσότητα και μπορεί απλά να οριστεί ως ο λόγος της ταχύτητας του αεροσκάφους προς την ταχύτητα του ήχου στον αέρα σε ένα δεδομένο ύψος. Επομένως, μια ταχύτητα αεροσκάφους 1 M (ή M=1) σημαίνει ότι πετά με την ταχύτητα του ήχου. Ταυτόχρονα, θα έπρεπενα θυμάστε ότι η ταχύτητα του ήχου μειώνεται με το ύψος, επομένως η τιμή του 1 M σε διαφορετικά ύψη θα αντιστοιχεί σε διαφορετικές τιμές, εκφρασμένες σε km/h. Έτσι, κοντά στο έδαφος, μια ταχύτητα 1 M αντιστοιχεί σε μια τιμή 1224 km / h και σε υψόμετρο 11 km / h - 1062 km / h.

Οι ταχύτητες των υπερηχητικών αεροσκαφών δεν μπορούν να υπερβαίνουν τα 5 M (ή M=5), ενώ τα υπερηχητικά αεροσκάφη πετούν με ταχύτητες πάνω από 5 M. Ταυτόχρονα, μπορούν επίσης να ελιγμώνται χρησιμοποιώντας τις αεροδυναμικές δυνάμεις που προκύπτουν κατά την πτήση στο αέρα, και επίσης γλιστρούν σε αποστάσεις πολύ μεγαλύτερες από ό,τι σε ταχύτητες υπό υπερήχους.

Φυσικοί λόγοι για την κατανομή υπερηχητικών αεροσκαφών

Το όριο των 5 M μεταξύ υπερηχητικού και υπερηχητικού αεροσκάφους δεν επιλέχθηκε τυχαία. Το γεγονός είναι ότι όταν επιτευχθεί αυτή η ταχύτητα, η φύση της ροής των αεροδυναμικών και αεριοδυναμικών διεργασιών, αντίστοιχα, κοντά στο σώμα του αεροσκάφους και εντός του κινητήρα αεριωθούμενου του, αλλάζει σημαντικά. Πρώτον, το οριακό στρώμα του αέρα που ρέει γύρω από το αεροσκάφος με ταχύτητα 5 M θερμαίνεται σε θερμοκρασία αρκετών χιλιάδων βαθμών (ειδικά μπροστά από το μετωπικό τμήμα του αεροσκάφους) και τα μόρια αερίου που αποτελούν τον αέρα αρχίζουν να αποσυντίθενται σε ιόντα (διασπώνται). Οι φυσικοχημικές ιδιότητες ενός τέτοιου ιονισμένου αερίου διαφέρουν σημαντικά από τις ιδιότητες του συνηθισμένου αέρα, τείνει να εισέρχεται σε χημικές αντιδράσεις με την επιφάνεια του αεροσκάφους και λαμβάνει χώρα έντονη μεταφορά θερμότητας και ανταλλαγή ακτινοβολίας μεταξύ αυτού και της ροής γύρω. Επομένως, η θερμική προστασία του αεροσκάφους δεν πρέπει να είναι χειρότερη από αυτή των αμερικανικών «διαστημικών λεωφορείων» ή του σοβιετικού «Buran».

ΕκτόςΕπιπλέον, τα υπερηχητικά αεροσκάφη απαιτούν έναν πολύ ειδικό σχεδιασμό κινητήρα τζετ που δεν μοιάζει με κανέναν γνωστό τύπο. Το γεγονός είναι ότι στους γνωστούς κινητήρες αεροσκαφών των υπερηχητικών αεροσκαφών, ο ρυθμός ροής του αέρα που λαμβάνεται από την ατμόσφαιρα κατά το σχηματισμό του μείγματος καυσίμου-αέρα αναπόφευκτα μειώνεται σε υποηχητικό (διαφορετικά είναι αδύνατο να υπάρχει χρόνος για να εισαχθεί η απαιτούμενη ποσότητα καύσιμο στον αέρα). Σε ένα υπερηχητικό αεροσκάφος, μια τέτοια μείωση της ταχύτητας ροής αέρα είναι απαράδεκτη - λόγω του νόμου της μετατροπής ενέργειας, αυτό θα προκαλέσει τέτοια υπερθέρμανση των δομικών στοιχείων του κινητήρα που κανένα γνωστό υλικό δεν μπορεί να αντιμετωπίσει.

Λειτουργίες σχεδίασης

Ο κινητήρας ενός υπερηχητικού αεροσκάφους (στην απλούστερη εκδοχή του) μοιάζει με δύο αρθρωτές χοάνες, η μία από τις οποίες χρησιμεύει ως εισαγωγή αέρα (το στενό μέρος είναι ένα είδος συμπιεστή σε συνδυασμό με μπεκ ψεκασμού καυσίμου και επίσης λειτουργεί ως θάλαμος καύσης), και το δεύτερο χωνί είναι ένα ακροφύσιο για την απελευθέρωση καμένων αερίων που δημιουργούν ώθηση. Ένας τέτοιος κινητήρας μπορεί να τοποθετηθεί μόνο κάτω από την άτρακτο ενός αεροσκάφους, κάτι που δημιουργεί μια συγκεκριμένη εμφάνιση για υπερηχητικά οχήματα.

Ωστόσο, ένας τέτοιος κινητήρας δεν μπορεί να λειτουργήσει σε ταχύτητες μικρότερες από 5-6 M, καθώς η συμπιεσμένη ροή απλά δεν θερμαίνεται στις θερμοκρασίες που απαιτούνται για την πλήρη καύση του καυσίμου. Ως εκ τούτου, ο πιο ρεαλιστικός τρόπος για να επιταχυνθεί ένα υπερηχητικό αεροσκάφος στην απαιτούμενη ταχύτητα εκκίνησης του κινητήρα (τουλάχιστον στο παρόν στάδιο) είναι η χρήση ενός διαχωριστικού ενισχυτικού πυραύλου ως πρώτο στάδιο,μερικές φορές σε συνδυασμό με ένα booster αεροσκάφος. Η παρακάτω φωτογραφία δείχνει ένα αμερικανικό υπερηχητικό αεροσκάφος X-52 προσαρτημένο κάτω από το φτερό ενός στρατηγικού βομβαρδιστικού B-52.

Κατάσταση εργασίας σε υπερηχητικά αεροσκάφη στις ΗΠΑ

Οι ΗΠΑ έχουν ξεκινήσει εδώ και καιρό την ανάπτυξη νέων τύπων επιθετικών όπλων. Πρώτα απ 'όλα, πρόκειται για υπερηχητικά αεροσκάφη. Έτσι, στο πλαίσιο του DARPA Falcon Project, αναπτύσσεται ένα ανεμόπτερο πυραύλων, με την ονομασία HTV-2, καθώς και τα έργα των υπερηχητικών οχημάτων της εταιρείας Boeing (X-43, X-51) είναι εξοπλισμένα με κινητήρες ramjet όπως αυτός φαίνεται στην παραπάνω φωτογραφία. Είναι ικανά να φέρουν κεφαλές βάρους έως 450 κιλά, οι οποίες μπορούν να είναι τόσο πυρηνικά όπλα όσο και βόμβες ογκομετρικής έκρηξης, δίπλα τους από άποψη ισχύος, ικανές να καταστρέψουν προστατευμένες θέσεις διοίκησης του εχθρού.

Το έργο Boeing X-51 θα είναι ικανό να επιταχύνει έως και 6400 km/h. Για πρώτη φορά αυτή η συσκευή ανυψώθηκε στον αέρα τον Μάιο του 2010. Υπήρξαν δύο ανεπιτυχείς εκτοξεύσεις συνολικά, που κατέληξαν στην καταστροφή του ανεμόπτερου. Μετά τον διαχωρισμό από το αεροσκάφος μεταφοράς, η συσκευή επιταχύνεται από έναν πρόσθετο ενισχυτή που κατασκευάζεται με βάση έναν στρατιωτικό τακτικό πύραυλο. Μόνο όταν φτάσει σε ταχύτητα 5400 km/h, ο κινητήρας του ίδιου του αεροσκάφους ενεργοποιείται, γεγονός που το επιταχύνει στην ταχύτητα πλεύσης.

Τι χάσαμε από τις σοβιετικές υπερηχητικές εξελίξεις

Φυσικά, η Ρωσία έπρεπε να αποκρούσει μια τέτοια απειλή. Σήμερα έρχονται στο μυαλό οι αντίστοιχες σοβιετικές εξελίξεις. Στη δεκαετία του '80 του περασμένου αιώνα,είχαμε προηγμένες εξελίξεις σε αυτόν τον τομέα και ακόμη και ένα τελικό προϊόν - το αεροπλάνο πυραύλων X-90 του έργου Gala. Σύμφωνα με τους ειδικούς, το X-90 εκτοξεύτηκε με επιτυχία από αεροσκάφος ειδικά προσαρμοσμένο για το σκοπό αυτό και επιτάχυνε στα 5400 km/h, που είναι το όριο του υπερήχου. Αλλά μετά ήρθε η «ευλογημένη δεκαετία του 90» και το έργο έκλεισε.

Ρωσική απάντηση στο "Washington"

Πρόσφατα, το γνωστό βρετανικό στρατιωτικό ερευνητικό κέντρο Janes Information Group δημοσίευσε πληροφορίες ότι τον Φεβρουάριο του περασμένου έτους στη Ρωσία στο εκπαιδευτικό έδαφος Dombarovsky (περιοχή Όρενμπουργκ) δοκιμές πτήσης υπερηχητικού αεροσκάφους με το σύμβολο Yu-71 (Yu -71). Το αντικείμενο 4202, το οποίο, σύμφωνα με το ίδιο κέντρο, είναι ένα γενικό σύμβολο για όλες τις ρωσικές υπερηχητικές εξελίξεις, είναι μέρος του πυραυλικού μας προγράμματος.

Αλλά τυπικά δεν είναι το στρατιωτικό τμήμα που το παραγγέλνει από τη βιομηχανία, αλλά η Ομοσπονδιακή Διαστημική Υπηρεσία της Ρωσικής Ομοσπονδίας, που στις σύγχρονες συνθήκες δεν αποτελεί επιπλέον «κάλυμμα» για αυτή τη δουλειά. Ο κύριος ανάδοχος Ε&Α στο θέμα «Object 4202» είναι ο «NPO Mashinostroenie» από το Reutov κοντά στη Μόσχα (το πρώην γραφείο σχεδιασμού πυραύλων του γενικού σχεδιαστή Vladimir Chelomey, ο οποίος ήταν ο κύριος κατασκευαστής πυραύλων κρουζ και βαλλιστικών πυραύλων μεσαίου βεληνεκούς στην ΕΣΣΔ)..

Παρεμπιπτόντως, ο ιστότοπος αυτής της εταιρείας περιέχει πληροφορίες ότι στα τέλη της δεκαετίας του '50 του περασμένου αιώνα, το αεροσκάφος MP-1 δημιουργήθηκε στο γραφείο σχεδιασμού, ικανό να κάνει ελιγμούς στην ατμόσφαιρα με τη βοήθεια αεροδυναμικής πηδάλια με υπερηχητικές ταχύτητες. Ξεκίνησε με επιτυχία το 1961! Το θέμα λοιπόνΤο "Object 4202" έχει μακρά ιστορία.

Προοπτικές για τον ρωσικό "υπερήχο"

Από πολλές πηγές είναι γνωστό ότι από τις αρχές της δεκαετίας του 2000, η Ρωσία άρχισε να εργάζεται για τον "στρατιωτικό υπερήχο" και πρόκειται να εγκαταστήσει το προϊόν Yu-71 στον πολλά υποσχόμενο βαλλιστικό πύραυλο Sarmat. Το νέο ρωσικό υπερηχητικό αντικείμενο 4202 είναι ικανό να επιταχύνει σε ταχύτητα 11.000 km/h και μπορεί να φέρει συμβατική ή πυρηνική κεφαλή. Σε τέτοιες γιγαντιαίες ταχύτητες, η συσκευή μπορεί να ελίσσεται ενώ βρίσκεται στην ατμόσφαιρα σε υψόμετρα από 40 έως 50 km. Επομένως, δεν μπορεί να αναχαιτιστεί από κανένα από τα πιο πρόσφατα συστήματα αντιπυραυλικής άμυνας.

Και παρόλο που οι κεφαλές των σύγχρονων διηπειρωτικών βαλλιστικών πυραύλων φθάνουν επίσης σε υπερηχητικές ταχύτητες κατά την πτήση, οι τροχιές τους μπορούν να υπολογιστούν και, ως εκ τούτου, σε πιθανή αναχαίτιση από συστήματα πυραυλικής άμυνας. Το προϊόν Yu-71 (αντικείμενο 4202), σε αντίθεση με αυτά, είναι ικανό να κινείται κατά μήκος μιας πολύπλοκης απρόβλεπτης τροχιάς, αλλάζει πορεία και υψόμετρο, επομένως είναι σχεδόν αδύνατο να το αναχαιτίσει.

Ταυτόχρονα, υπάρχει λόγος να πιστεύουμε ότι οι πρώτες δοκιμές του αντικειμένου 4202 έγιναν το 2004. Τότε ήταν που ο Αναπληρωτής Αρχηγός του Γενικού Επιτελείου των Ενόπλων Δυνάμεων της Ρωσικής Ομοσπονδίας, ο Μπαλουγιέφσκι ανέφερε σε συνέντευξη Τύπου για τις δοκιμές ενός υπερηχητικού αεροσκάφους που έκανε ελιγμούς κατά μήκος της πορείας και του ύψους.

"Αντικείμενο 4202": στις ακτές της Αμερικής με υπερηχητικό ήχο

Ο αμερικανικός Τύπος αντέδρασε στις δοκιμές του ρωσικού υπερηχητικού ανεμόπτερου. Πολλές εφημερίδες μίλησαν ανοιχτά για το γεγονός ότι είχε η αμερικανική στρατηγική ενός αστραπιαίου παγκόσμιου χτυπήματοςσοβαρός ανταγωνιστής. Εάν οι εργασίες για το έργο Object 4202 ολοκληρωθούν με επιτυχία, τότε σε 10 χρόνια η Ρωσία θα λάβει ένα σοβαρό «ατού» στις διαπραγματεύσεις με τις Ηνωμένες Πολιτείες. Γεγονός είναι ότι με την παρουσία υπερηχητικών αεροσκαφών, θα είναι δυνατό να χτυπηθεί οποιοσδήποτε στόχος στις Ηνωμένες Πολιτείες με έναν μόνο πύραυλο. Για παράδειγμα, το ίδιο "Sarmat" στο οποίο θα εγκατασταθεί το αεροσκάφος, που δημιουργήθηκε σύμφωνα με το έργο "Object 4202". Υπερήχος στην ταχύτητα πτήσης συν την ευελιξία ενός νέου τύπου αεροσκάφους - αυτές είναι οι νέες ιδιότητες αυτού του όπλου, που, ίσως, θα κάνουν παράλογη την τεράστια δαπάνη πόρων για τη δημιουργία αμερικανικών συστημάτων πυραυλικής άμυνας.