학교 백과 사전

• 진단

사실 왜 정확히 5M? 5의 값은이 속도에서 가스 유동 및 다른 물리적 변화의 이온화가 관찰되기 시작했기 때문에 선택되었는데, 물론 그 특성에 영향을 미쳤습니다. 이러한 변화는 엔진에서 특히 두드러지며, 기존의 터보 팬 엔진 (터보 제트 엔진)은 단순히 이러한 속도로 작동 할 수 없으며, 근본적으로 다른 엔진, 로켓 또는 직선 엔진이 필요합니다. (실제로 그렇게 다르지는 않지만 간단히 압축기와 터빈이 없으며 그것은 같은 방식으로 그 기능을 수행합니다 : 그것은 유입 공기를 압축하고, 연료와 혼합하고, 연소 챔버에서 연소시키고, 배출구에서 제트 스트림을받습니다.

사실, 램지 엔진 (연소실이있는 튜브)은 매우 간단하고 고속으로 효율적입니다. 이러한 엔진에는 큰 단점이 있으며 작업을위한 초기 속도가 필요합니다 (압축기가 없으며 저속으로 공기를 압축 할 수 없습니다).

속도 기록

1965 년에 YF-12 (유명한 SR-71의 프로토 타입)는 3,331.5 km / h의 속도에 도달했으며, 1976 년에 직렬 SR-71 자체는 3,529.6 km / h였습니다. 그것은 "오직"3.2-3.3 M.는 hypersound하지만, 분위기는 일반 모드에서 낮은 속도로 작동되는 특수 모터를 개발했다에 그 속도로 비행 아니다, 그리고 램제트 엔진 모드에서 가장 높은, 비행기가 너무 많이 가열 되었기 때문에 조종사에게 특별한 생활 지원 시스템 (우주복 및 냉각 시스템)이 필요했습니다. 나중에,이 우주복들은 셔틀 프로젝트에 사용되었습니다. 아주 오랫동안 SR-71은 세계에서 가장 빠른 항공기였습니다 (1999 년에 비행을 중단했습니다).

소비에트 MiG-25R은 이론적으로 3.2M의 속도에 도달 할 수 있었으나 작동 속도는 2.83M로 제한되었다.

현재 시제

군대가 일반적으로하는 것처럼 모든 유망한 연구 뒤에. 극 초음속의 경우에도 마찬가지입니다. 현재 연구는 주로 우주선, 극 초음속 순항 미사일 및 소위 극 초음속 탄두의 방향으로 수행되고 있습니다. 이제 우리는 대기 중에 날아 다니는 "진짜"하이퍼 사운드에 대해 이야기하고 있습니다.

하이퍼 스피드 속도의 작업은 60-70 년대의 활동 단계 였고 모든 프로젝트가 닫혔습니다. 2000 년대에 5M 이상의 속도로만 돌아 왔습니다. 기술이 극 초음속 비행을위한 효율적인 직접 흐름 엔진을 만들 수있게되었을 때.

극 초음속

공기 역학의 초고속 (HS) - 대기 속의 소리의 속도를 훨씬 능가하는 속도.

1970 년대 이래로이 개념은 대개 5 마하수 (M) 이상의 초음속으로 언급됩니다.

내용

일반 정보

극 초음속 비행은 초음속 비행 모드의 일부이며 초음속 기체 흐름에서 수행됩니다. 초음속 공기 흐름은 아음속과는 근본적으로 다르며, 소리의 속도 (1.2M 이상)에서의 비행기의 비행 동역학은 아음속 비행 (0.75M 이하, 0.75M에서 1.2M까지의 속도 범위는 천음속 ).

극 초음속 속도의 하한 경계의 정의는 일반적으로 약 5M에서 발생하기 시작하는 대기 중을 이동하는 장치 주변의 경계층 (PS)에서 분자의 이온화 및 해리 과정의 시작과 관련이 있습니다. 또한이 속도는 램젯 엔진 ( " ( "SPVRD")의 소닉 연소와 함께 "람 주격 (Ramjet)")은이 유형의 엔진에서 통과 공기를 제동 할 때 발생하는 극도로 높은 마찰로 인해 쓸모 없게됩니다. 따라서 초음속 범위의 속도에서 초음속 연료 연소가있는 로켓 엔진 또는 초음속 램젯 (scramjet) 만 사용하여 비행을 계속할 수 있습니다.

유동 특성

초음속 유동 (GP)의 판단으로 인해 초음파 및 초음속 유동 사이에 명확한 경계의 부족 논란이지만, SE는 즉 고려하면 무시할 수없는 특정 물리 현상에 의해 특징 지어 질 수있다 :

• 충격파의 얇은 층;
• 점성 충격 층의 형성;
• 아음속 및 초음속 유동에 내재하지 않는 PS의 불안정한 파동의 출현 [1];
• 고온 유동 [2].

충격파의 얇은 층

속도와 상응하는 마하 수가 증가함에 따라, 충격파 (SW) 뒤의 밀도도 증가하는데, 이는 질량 보존으로 인하여 SW 뒤의 체적이 감소하는 것에 해당한다. 따라서, 충격파 층, 즉 장치와 충격파 사이의 체적이 높은 마하 수에서는 얇아지고, 장치 주위에 얇은 경계층 (PS)이 생성된다.

점성 충격 층의 형성

M> 3 (점성 유동)이 점성 상호 작용으로 인해 내부 에너지로 변환 될 때 공기 흐름으로 둘러싸인 큰 운동 에너지의 일부. 내부 에너지의 증가는 온도의 증가로 실현됩니다. 경계층 내의 유동에 수직 방향을 따라 지향 된 압력 구배가 대략 0이기 때문에, 큰 마하 수에 대한 온도의 상당한 증가는 밀도의 감소를 초래한다. 따라서, 장치의 표면상의 PS는 커지고 커다란 마하 수는 코 근처의 충격파의 얇은 층과 합쳐져서 점성 충격 층을 형성한다.

아음속 및 초음속 흐름의 특성이 아닌 PS의 불안정성 파동의 출현

항공기 주위의 유동에 대한 층류의 난류 유동에 대한 중요한 문제에서 중요한 역할은 PS에서 형성된 불안정성 파동에 의해 이루어진다. 이러한 파동의 성장과 비선형 상호 작용은 초기에는 층류를 난류로 전환시킵니다. 아음속 및 초음속에서 층류 - 난류 전이에서 핵심적인 역할은 와류 특성을 지닌 Tolmin-Schlichting 파에 의해 수행됩니다. M = 4.5에서 시작하여 II 유형의 음향 파가 나타나고 지배적 인 전이 시나리오 (바이 패스 전이 메커니즘이 있음)에서 난류로의 전이가 발생하기 때문에 모드 II 또는 Makav 모드가 지배적으로 나타납니다.

고온 흐름

차량의 전방 지점에서의 고속 흐름 (지점 또는 저지 영역)은 가스가 매우 높은 온도 (수천도까지)로 가열되도록합니다. 고온은 차례로 가스 분자의 해리 및 재조합, 원자의 이온화, 흐름의 화학 반응 및 장치의 표면으로 구성된 흐름의 비평 형 화학 특성을 생성합니다. 이러한 조건 하에서, 대류와 복사 열 교환의 과정은 중요 할 수있다 [2].

유사성 매개 변수

가스 흐름의 매개 변수는 일반적으로 유사성 그룹의 집합으로 설명되며 실제적으로 무한한 수의 물리 상태를 유사 그룹으로 축소 할 수 있으며 서로 다른 물리적 매개 변수 (압력, 온도, 속도 등)와의 가스 흐름을 비교할 수 있습니다. 그것은이 원칙에 풍동에서 실험을 기반으로하고있는 튜브 실험 해상도 모델, 등등 흐름 열 부하의 속도가., 실제 비행 모드 다를 수 있다는 사실에도 불구하고, 실제 항공기에 이러한 실험의 결과를 전송 동일에있는 동안 시간, 유사성 매개 변수 (Mach, Reynolds, Stanton 등)가 해당 비행에 해당합니다.

트랜스 및 초음속 또는 압축성 유동의 경우 대부분의 경우 마하 수 (유속과 국부 음속의 비)와 레이놀즈와 같은 매개 변수가 유량의 전체 설명에 충분합니다. 극 초음속 데이터 흐름 매개 변수의 경우 종종 충분하지 않습니다. 첫째, 충격파의 형태를 나타내는 방정식은 10M의 속도에서 거의 독립적이된다. 둘째, 극 초음속 유동의 온도가 증가한다는 것은 비 이상 기체와 관련된 효과가 현저해진다는 것을 의미한다.

실제 가스에서의 효과에 대한 설명은 가스의 상태를 완전히 기술하는 데 필요한 더 많은 변수를 의미합니다. 고정 가스가 압력, 온도, 열용량 (단열 지수)의 세 가지 양으로 완전히 기술되어 있고 움직이는 가스가 속도를 포함하는 네 가지 변수로 설명되는 경우 화학 평형의 고온 가스는 화학 성분에 대한 상태 방정식과 공정 가스 해리 및 이온화는 또한 그 상태의 변수 중 하나로서 시간을 포함해야한다. 일반적으로 이것은 비 평형 흐름에 대한 임의의 선택된 시간에 가스의 상태를 기술하기 위해 10 내지 100 개의 변수가 필요하다는 것을 의미한다. 또한 Knudsen 수에 관해 일반적으로 설명되는 희귀 극 초음속 흐름 (GP)은 Navier-Stokes 방정식을 따르지 않고 수정해야합니다. GP는 일반적으로 총 엔탈피 (mJ / kg), 전체 압력 (kPa) 및 유속 감속 온도 (K) 또는 속도 (km / s)를 사용하여 표현 된 총 에너지를 사용하여 분류됩니다.

엔지니어링 응용 프로그램의 경우 W. D. Hayes는 Vitcomb 공간 규칙에 가까운 유사성 매개 변수를 개발하여 엔지니어가 한 모델에 대해 수행 된 일련의 테스트 또는 계산 결과를 추가 테스트 나 상세없이 모델의 유사한 구성으로 개발할 수있게했습니다 계산.

모드 목록

극 초음속 흐름은 많은 특수한 경우로 나뉩니다. 서로 또는 흐름 정권 분류 GP 때문에 이러한 현상이 가스에서 발견 또는 수학적 모델링의 측면에서 현저하게되는 "번짐"상태의 경계에 어려운 작업입니다.

완벽한 가스

이 경우 통과하는 공기 흐름은 이상적인 가스 흐름으로 간주 될 수 있습니다. 이 모드의 GP는 여전히 마하 수에 따라 달라지며 시뮬레이션은 저속에서 발생하는 단열 벽이 아닌 온도 불변량에 의해 유도됩니다. 이 영역의 하한은 약 5M의 속도에 해당하며, 아음속 연소를하는 SPVRD는 비효율적이며 상한은 10-12M의 속도의 속도에 해당합니다.

2 가지 온도의 완벽한 가스

통과하는 공기 흐름이 화학적으로 이상적이라고 간주 될 수있는 큰 속도의 이상 기체 흐름 영역의 경우의 일부이지만 진동 온도와 기체의 회전 온도는 별도로 고려해야하므로 두 개의 별도 온도 모델이 필요합니다. 이는 분자의 여기로 인한 진동 냉각이 중요 해지는 초음속 노즐을 설계 할 때 특히 중요합니다.

해리 된 가스

이 경우, 가스 분자는 이동체에 의해 생성 된 충격파와 접촉하게되면 해리하기 시작합니다. 흐름은 자체 화학적 성질을 고려하여 각각의 특정 가스에 따라 다르기 시작합니다. 이러한 반응에서 촉매의 역할을하는 장치의 본체 물질의 능력은 표면 가열의 계산에 중요한 역할을하는데, 이는 초음속의 흐름이 이동체의 화학적 성질에 의존한다는 것을 의미합니다. 정권의 하한은 2000K에서 질소에 해당하는 주어진 유속 감속 온도에서 해리되기 시작하는 기체의 첫 번째 성분에 의해 결정된다.이 정권의 상한선은 HJ 내의 기체 원자들의 이온화 과정의 시작에 의해 결정된다.

이온화 된 가스

이 경우, 원자에 의해 손실 된 전자의 수는 현저 해지고 전자는 개별적으로 모델링되어야한다. 종종 전자 가스의 온도는 다른 가스 성분으로부터 격리 된 것으로 간주된다. 이 모드는 GP 10-12 km / s (> 25 M)의 속도 범위에 해당하며이 경우 가스의 상태는 비 방사성 또는 비 방사성 플라즈마의 모델을 사용하여 설명됩니다.

방사선 전달 우세 모드

12 km / s 이상의 속도에서, 장치로의 열전달은 열 전달과 함께 열역학 전달을 지배하기 시작하는 방사선 전달을 통해 주로 발생하기 시작합니다. 이 경우 가스 시뮬레이션은 두 가지 경우로 나뉩니다 :

• 광학적으로 얇은 -이 경우 가스는 다른 부분 또는 선택된 부피의 부피에서 오는 방사선을 재 흡수하지 않는다고 가정합니다.
• 광학적으로 두꺼운 곳 - 플라즈마에 의한 방사선 흡수를 고려한 다음 장치의 몸체를 포함하여 재사용됩니다.

광학적으로 두꺼운 가스를 모델링하는 것은 어려운 작업입니다. 왜냐하면 흐름의 각 지점에서 복사 전달의 계산으로 인해 계산 된 양은 고려 된 포인트의 수의 증가에 따라 기하 급수적으로 증가하기 때문입니다.

레드 에어

항공, 낙하산, 패러 글라이더

극 초음속

소련 극 초음속 로켓 X-90

소련 극 초음속 로켓 X-90 접힌 날개

극 초음속은 4 가지 속도 이상의 속도로 날고 있습니다. 항공 전문가들 중에는 "속도"보다 "소리의 속도"라는 이름이 가장 많이 사용됩니다. 이 이름은 오스트리아 과학자 물리학 자 Ernst Mach (Ernst Mach)의 성에서 유래되었으며, 그는 신체의 초음속 운동에 동반되는 공기 역학 과정을 연구했습니다. 따라서 1Max는 단 한 번의 소리입니다. 따라서, 극 초음속은 4 마하 이상입니다. 1987 년 12 월 7 일 워싱턴에서 소련과 미국의 수뇌 인 미하일 고르바초프와 로널드 레이건은 중거리 핵 미사일 제거에 관한 파이오니어와 퍼싱 2 협정에 서명했다. 이 사건의 결과로, 극 초음속 비행 속도를 가진 소련 전략 크루즈 미사일 "X-90"의 개발이 중단되었습니다. X-90 로켓의 제작자는 단 하나의 시험 비행을 수행 할 수있는 허가를 받았습니다. 이 성공적인 시험은 초음속 비행 속도로 소련 공군 항공기의 웅대 한 재 장비로 이어질 수 있으며 소련 항공의 우월성을 보장 할 수 있습니다.

미국의 초음속 실험 항공기 Bell X-1

1943 년 미국 항공사 인 벨 (Bell)은 소리의 속도를 극복해야 할 항공기를 만들기 시작했습니다. 소총에서 발사 된 총알이 소리의 속도보다 빠르게 날아 오기 때문에 아무도 새 항공기의 동체 형태에 대해 생각하지 않았습니다. 그의 디자인은 큰 안전 마진을 가정했습니다. 어떤 곳에서는 판금이 1 센티미터의 두께를 초과했습니다. 빨래는 무거웠습니다. 독립적 인 이륙에 대해서는 의문의 여지가 없습니다. 하늘에서, 새로운 비행기는 B-29 폭격기의 도움으로 길러졌습니다. 미국 항공기는 소리의 속도를 극복하기 위해 "X-1"이라고 불렀습니다 ( "알 수없는 항공기"기사 참조). X-1 동체의 형태는 극 초음속 비행 속도에 적합 할 수 있습니다.

최초의 소비에트 초음속 항공기 인 La-176

토목 테스트 파일럿 Chalmers Goodlin은 조건을 설정했습니다. 사운드 속도를 극복하기위한 프리미엄은 15 만 달러입니다! 그런 다음 USAF 선장의 급여는 월 283 달러였다. 이십사년의 나이에 젊은 선장은 척 예거, 군 장교 파일럿 에이스는, 그가 그 소리의 속도를 극복 할 것을 결정, 한 전투에서 아래로 19 개 나치면, 그 중 5 촬영. 아무도 소리의 속도를 극복하기 위해 비행하는 동안 두 갈래 갈비뼈가 부러졌고 오른팔은 잘 움직이지 않는다는 것을 알았습니다. 이것은 전날 그의 아내와 함께 산책하는 동안 말에서 떨어진 결과 일어난 일입니다. 척 예거 (Chuck Yeager)는 이것이 이것이 병원 앞에서의 마지막 비행임을 이해하고 비행이 취소되지 않도록 조용히 유지했습니다. 극 초음속 비행 속도로 나아 가기위한 첫 걸음은 소리의 속도를 극복하는 것입니다.

발사 위치에있는 첫 번째 소비에트 탄도 미사일 R-1

1947 년 10 월 14 일, 미국의 B-29 전략 폭격기가 폭탄 부대에 부착 된 비행기가있는 비밀 공군 기지에서 하늘로 날아 들었습니다. 고도 약 7km에서 유인 우주선은 그 당시 특이한 모습을 보였다. 몇 분 후 여러 번 총을 발사 할 때와 마찬가지로 귀가 먹은 뱅이가 있었지만 재앙이 아니 었습니다. 이 날, 더 나은 척 예거 (척 예거) 또는 척 예거, 인류 역사상 처음으로 알려진 미국의 테스트 파일럿 찰스 엘우드 예거는 실험 평면 X-1에 소리의 속도를 극복했다. 1천5백56km/h과 X 1의 직선 날개 천장입니다 - - 초음속 항공기 X-1은 가장 높은 비율 필터를 가지고 13 115m, 최대 엔진 추력 - 2500 KGF. X-1 자체를 계획 모드로 착륙 시켰습니다. 나중에 더 나은 남부 네바다에있는 말린 소금 호수 신랑 (신랑)의 하단에 위치 "ZONE-51 '로 알려진이 같은 공군 기지는 극 초음속 비행 속도로 시험 장치를 실시 하였다.

비행 중 첫 번째 소비에트 탄도 미사일 R-1

미국이 핵전쟁 교리를 채택한 이후 미국의 전략 폭격기가 4 배가되었다. 수천의 F-80과 F-82 제트 전투기가 폭격기를 방어하기로되어있었습니다. 척 Yeager 1 년 후, 소련 시험 파일럿 이반 Yevgrafovich Fedorov는 라 176 전투기에 소리의 속도를 극복.

발사 중 발사대에 첫 번째 소련의 날개 달린 미사일 "폭풍"

La-176 윙의 스윕은 45도이고, 최대 엔진 추력은 2,700 kgf이고 실제 실링은 15,000 m이며 최대 속도는 1,105 km / h입니다. 그 순간 2 ~ 3 배의 소리가 유인 항공기의 한계로 보였다. 그러나 소련의 비밀 시험 장소에서, 심지어 초음속 비행 속도를 가진 차량이 시험되고있었습니다. 최대 속도가 1,465 m / s이고 비행 거리가 270 km 인 R-1 로켓이었습니다. P-1의 테스트는 Astrakhan 지역의 Kapustin Yar 테스트 사이트에서 수행되었습니다. 초음속으로 움직이는 미래 항공기는 새로운 엔진과 신소재뿐만 아니라 새로운 연료도 필요로했습니다. R-1 탄도 미사일의 비밀 연료는 가장 높은 순도의 에틸 알콜이었다.

비행 중 첫 번째 소련의 날개 달린 미사일 "폭풍"

BALLISTIC 로켓 R-1은 Sergei Pavlovich Korolev의 지도력하에 개발되었습니다. 공정하게 우리는 제 2 차 세계 대전 이후 소련으로 이동 한 독일 로켓 전문가 중 일부도 R-1 개발에 적극적으로 참여했다고 말합니다. R-1 미사일은 극 초음속을 갖고 있으며 절대적으로 핵무기를 운반 할 수있는 수단이 될 것으로 예상되는 인터 콘티넨탈 탄도 미사일 개발의 출발점이었다. 지구의 최초의 인공 위성과 최초의 유인 우주 비행은 이미 대륙간 탄도 미사일의 출현으로 인해 발생했습니다.

우주 왕복선은 발사 단지로가는 길에 미국 우주선을 재사용 할 수 있습니다.

소련 탄도 미사일 R-1의 첫 번째 성공적인 발사는 1948 년 10 월 10 일에 수행되었다. 미국과 군사적 평형을 이루기 위해서는 수백에서 수천 킬로미터의 비행 범위를 가진 미사일이 필요했다. Korolev 미사일의 시험은 성공적이었고 이후의 각 모델은 지속적으로 증가하는 극 초음속 비행 속도와 증가하는 비행 범위를 획득했습니다. 로켓 연료 교체 문제는 의제에있다. 에틸 알콜은 연료로서 불충분 한 연소 속도와 충분한 열용량, 즉 에너지의 양 때문에 더 이상 적합하지 않습니다. 사실 극 초음속으로 날아 가기 위해서는 수소 연료 만이 연료로 적합합니다. 다른 화학 원소는 그렇게 빨리 날 수 없습니다! 수소는 높은 연소율과 높은 열 용량, 즉 높은 연소 온도를 가지지 만, 가능한 한 적은 양의 수소 연료를 갖는다. 따라서, HYDROGEN을 적용 할 때 최대 엔진 추력이 얻어집니다. 이 모든 수소 연료는 절대적으로 생태 학적으로 깨끗한 연료입니다. S.P. Korolyov는 초음속 비행 속도로 지구 근처의 우주 공간에서의 운동 문제를 해결할 수있는 연료라고 믿었습니다.

우주 왕복선 미국 우주 왕복선 우주 왕복선 운전 중 우주 왕복선

그러나 우주 속도에 대한 또 다른 해결책이있었습니다. 유명한 학자 인 Mikhail Kuzmich Yangel과 Vladimir Nikolaevich Chelomei가 제안했습니다. 그것은 암모니아와 같은 액체 였고 수소와 달리 간단하고 제조 비용이 저렴했습니다. 그러나 코롤 레브는 그것이 무엇인지를 배웠을 때 HORROR에 왔습니다! 이 우수한 로켓 연료는 HEPTIL이라고 불 렸습니다. 그는 SINYLIC ACID의 6 시간 동안 독극물로 밝혀졌으며, ZARIN 및 FOSGEN 독성 물질에 해당하는 위험도 측면에서! 그러나 소련 정부는 로켓트 무기가 가능한 결과보다 중요하다는 것과 어떤 비용으로 만들어 져야한다고 결정했습니다. 그 후 Yangel과 Chelomey 로켓은 헵틸로부터 연료를 추진했다.

인터콘티넨탈 R-7 로켓 발사

1954 년, 소련의 정보는 미국 거주자로부터 비밀 메시지를받은 감사는에 소련은 극 초음속 비행 속도 항공기의 창조 작업을 시작했다. 미국에서이 프로젝트의 이름은 Navajo였습니다. 비밀 메시지가 나온 지 2 개월 후, 소련 정부는 전략적 WING 미사일의 제작을 시작하기로 결정했다. 소련, 이러한 미사일의 개발은 Lavochkin 디자인 국 (기사 "세미 온 Lavochkin"참조) 충전. 이 프로젝트의 이름은 "Storm"입니다. 단 3 년 만에 "The Tempest"는 Kapustin Yar 테스트 사이트에서 테스트를 받기 시작했습니다. "폭풍"의 구성은 현대 미국 우주 왕복선 "우주 왕복선"에 부합했다. 테스트 당시 "Storm"은 미국 프로젝트 "Navajo"가 폐쇄 된 것으로 알려졌습니다. 당시 미국 디자이너들이 필요한 엔진을 만들 수 없었기 때문에 이런 일이 일어 났을 가능성이 큽니다.

대륙간 미사일 R-7 비행 중

"폭풍"은 극 초음속 비행 속도를 위해 설계된 것이 아니라 약간 낮은 속도를 위해, 3 가지의 반음음 속도를 위해 설계되었습니다. 이것은 그 당시에는 대응하는 극 초음속 속도의 가열에 견딜 수있는 물질을 아직 만들지 않았다는 사실 때문이었습니다. 또한 온보드 기기는 높은 가열 온도에서 작동 할 수 있어야합니다. "스톰"을 만들 때, 그들은이 가열 온도 조건을 견딜 수있는 재료를 개발하기 시작했습니다.

극 초음속 속도를 자랑하는 "부리 (Buri)"크루즈 미사일이 성공적으로 발사 된 시점에서 Korolev 로켓 인 R-7은 이미 첫 번째 인공 지구 위성과 최초의 살아있는 생명체 인 Laika를 가까운 지구 궤도에 발사했습니다. 현재 서방 언론과의 인터뷰에서 USSR 소장 인 N.S. Khrushchev는 R-7 로켓을 사용하여 핵무기를 설치하고 미국에서 목표를 달성 할 수 있다고 공개적으로 언급했습니다. 이 순간부터 대륙간 탄도 미사일은 소련 우주 로켓 방어의 기본이되었다. 크루즈 미사일 "스톰"은 같은 임무를 수행하도록 만들어졌지만 당시 소련 정부는이 두 프로그램을 동시에 끌면 비용이 너무 많이 들며 "스톰"은 폐쇄되었다고 결정했습니다.

미국 실험 항공기 X-31Rockwell

1950 년대 후반과 1960 년대 전반에 걸쳐 초음속 비행 속도로 첨단 항공 기술을 개발하기 위해 미국과 소련에서 실험이 수행되었습니다. 그러나 대기의 조밀 한 층에서는, 항공기는 과열하고, 어떤 지역에서는 녹았다조차, 대기에있는 극 초음속 속도의 달성은 불명확 한 시간 동안 몇번이고 연기되었다. 미국에는 "X"라는 실험용 항공기를 만드는 프로그램이 있는데,이 시스템을 통해 극 초음속 비행을 조사 할 수 있습니다. 미군은 실험용 X-31 항공기에 대한 높은 기대를 갖고 있었지만 1967 년 11 월 15 일 극 초음속 비행 10 초 후에 X-31이 폭발했다. 그 후 실험용 항공기 "X"의 프로그램은 일시 중지되었지만 잠시 동안 만 중단되었습니다. 따라서 1970 년대 중반에 약 100km 고도의 미국 실험용 항공기 "X-15"에서 11 개의 소리 속도 (3.7km / s)에 해당하는 극 초음속 비행 속도가 달성되었습니다.

미국 실험 항공기 X-31Rockwell

1960 년대 중반 미국과 소련은 서로 독립적으로 동시에 동시에 대량 생산 항공기를 만들었습니다.이 항공기는 3 마하의 순항 속도로 날고 있습니다! ATMOSPHERE에서 소리의 세 가지 속도로 비행하는 것은 매우 어려운 작업입니다! 결과적으로 Lockheed Company의 KB Kelly Johnson과 MiG의 A. I. Mikoyan 디자인 국 (기사 "Artem Ivanovich Mikoyan"참조)은 항공 기술의 두 걸작을 창안했습니다. 미국인 - 전략 정보 담당관 "SR-71"Blackbird (기사 "SR-71"참조). 러시아인들은 세계 최고의 MiG-25 요격 전투기입니다 (MiG-25 기사 참조). 바깥쪽에는 검은 색 페인트가 있기 때문에 열이 매우 효율적으로 제거되는 페라이트 코팅으로 인해 검은 색이 나타납니다. 나중에, SR-71은 4,800 km / h의 극 초음속 비행 속도로 이동되었습니다. MiG-25는 이스라엘 - 이집트 전쟁 중 고고도 정찰기로 성공적으로 사용되었습니다. 이스라엘 전역의 MiG-25 전체 비행은 2 분이 걸렸습니다. 이스라엘 항공 방공은 MiG-25가 3 가지의 반음 소리 속도 (4,410km / h 또는 1,225m / s)를 가지고 있다고 주장합니다!

연료를 사용한 후에 배출되는 추가 연료 탱크가있는 미국의 실험용 극 초음속 항공기 X-15

항공 우위는 항공 우주 항공에 의해 제공 될 수 있습니다. 이 주제에 대한 연구 결과로 USAGE 우주 왕복선과 소비에트 부란의 우주선이 등장했습니다 (Buran Spacecraft 기사 참조). 지구에 착륙 할 때 재사용이 가능한 우주선은 7.9km / s의 속도로 23.9 배의 속도로 대기에 진입합니다. 과열을 방지하기 위해 외부에 재사용 가능한 우주선은 특수 세라믹 타일로 덮여 있습니다. 극 초음속에서 세라믹 코팅을 크게 크게 위반하지 않아도 재앙이 발생한다는 것은 분명합니다.

미국 실험용 극 초음속 항공기 X-15 비행 중

과열에 대한 보편적 인 방호 수단을 찾지 못한 결과, 공기 우위를위한 투쟁은 초저 고도로 옮겨갔습니다. 윙윙 거리는 로켓은 약 50 미터의 비행 고도로 이동했으며, 극 초음속 비행 속도는 약 850 km / h이며, 지형 RELIEF PLAYING 기술을 사용합니다. 미국 순항 미사일은 "토마 호크"(Tomahawk)라는 이름과 소련의 아날로그 "X-55"라는 이름을 받았다. 레이더에 의한 순항 미사일 탐지는 최신 호밍 시스템으로 인해 로켓 자체의 크기가 작고 반사 영역이 작기 때문에 어렵습니다. 또한 순항 미사일의 패배는 비행 중에 예상치 못한 능동적 인 기동으로 인해 어렵습니다. 소련 X-55 크루즈 미사일의 제작은 이고르 세르게 비치 셀레즈네프 (Igor Sergeevich Seleznev)가 이끄는 Raduga 디자인 국에 위임되었다.

미국 실험 초음속 초음속 항공기 X-15 착륙 후

그러나 계산에 따르면 크루즈 미사일의 거의 완전한 무적 성능은 약 2km / s의 속도에 해당하는 소리의 속도 (5-6 마력)의 5-6 배의 극 초음속 비행 속도를 제공 할 수 있다는 것을 보여주었습니다. 새로운 기술의 첫 테스트에서 디자이너는 다시 온도 과열의 동일한 문제에 직면했습니다. 주어진 극 초음속 비행 속도에 도달했을 때, 로켓 표면은 거의 섭씨 1000도까지 가열되어 제어 안테나에 최초로 실패했습니다. 그리고 Igor Seleznyov는 레닌 그라드에있는 엔터프라이즈 "Leninets"에 갔다. 거기서 그들은 탑재 된 라디오 전자 제품을 제조했다. 전문가들은 위안을주는 결론을 내리지 못했습니다. 고밀도의 대기층에서 가이드 로켓을 극 초음속으로 날리는 것은 불가능합니다.

미국의 전략 극 초음속 비행기 SCA 록히드 SR-71 블랙 버드

그러나 연구 기관 중 하나 인 블라디미르 게오르기 비츠 프린스 타트 (Vladimir Georgievich Freinstadt)는 독창적 인 아이디어를 제안했습니다. 크루즈 미사일에 탑승 한 등유를 연료로 사용하기 위해 연료로 사용하지 않아야하는 이유는 무엇입니까? 온보드 연료, 등유를 사용하여 냉각 시스템을 생성하기위한 실험이 수행되었습니다. 작업 도중, Freinstadt는 등유가 극 초음속에서 비행 할 충분한 에너지를 가지지 않았고 극 초음속에 필요한 연료가 수소 였다고 결론을 내 렸습니다. 그러나 Freinstadt는 로켓에 탑재 된 등유에서 수소를 바로 얻을 것을 제안했다. 이러한 엔진의 개념을 Ajax라고했습니다.

재사용 가능한 소련 우주선 "Buran"특수 세라믹 타일로 구성된 선박의 단열 코팅이 선명하게 보입니다.

당시이 아이디어는 너무 환상적이었습니다. 그 결과 X-55의 아음속 비행 속도를 가진 순항 미사일이 채택되었습니다. 그러나 그러한 로켓조차도 탁월한 과학 기술 성과가되었습니다. X-55 순항 미사일의 간략한 사양 : 길이 - 5.88m; 케이스 지름 - 0.514m; 날개 길이 - 3.1m; 시작 중량 - 1195 kg; 비행 거리 - 2 500 km; 비행 속도 - 770 km / h (214 m / s); 비행 고도 40에서 110m; 탄두 무게 - 410 kg; 탄두 전력 - 200kt; 최대 정확도 100m. Kh-55 순항 미사일이 국방부에 도입 된 1983 년에 극 초음속 비행 속도를 제공하는 엔진 제작을 줄이는 문제가 제기되었습니다. 그러나 정확하게 올해 초음속 항공기에 관한 주제가 소련 정보원의 보고서에 점점 더 자주 등장하기 시작했습니다.

소련 우주 왕복선 "Buran"in orbit

스타 워즈 (Star Wars) 프로그램의 일환으로, 미국 정부는 대기 및 우주에서 똑같이 날아가는 차량 개발에 자금을 지원하기 시작했습니다. 근본적으로 새로운 항공 우주 무기는 극 초음속 비행 속도를 가진 차량으로 생각되었습니다. Igor Seleznev는 X-55를 성공적으로 제작 한 후 Ajax 장비의 현재 모델 제작을 기다리지 않고 극 초음속으로 비행하는 순항 미사일을 개발하기 시작했습니다. 그런 미사일은 크루즈 미사일 "X-90"이었는데, 이것은 전통적인 등유를 5 마력 이상의 속도로 날아 가기로되어 있었다. KB Selezneva는 온도 과열 문제를 해결할 수있었습니다. X-90은 STRATOSPHERE에서 시작한다고 가정했습니다. 이로 인해 로켓 본체의 온도가 최소로 낮아졌습니다. 그러나 그러한 높이의 로켓 발사가 채택 된 또 다른 이유가있었습니다. 사실이 시점에서 탄도 미사일을 격추시키는 법을 배우고, 비행기를 격추시키는 법을 배우며 아음속 비행 속도로 초저 고도에서 비행하는 순항 미사일을 격추시키는 법을 배웠습니다. 성층권의 단 하나의 층만이 그대로 남아있었습니다. 이것은 대기와 우주 사이의 층입니다. 이 아이디어는 극 초음속을 사용하여 성층권 지역에서 정확하게 주목받지 못하는 "홍조"를 일으켰습니다.

미국 순항 미사일 "Tomahawk"선박 설치에서 시작

그러나 X-90을 처음 성공적으로 발사 한 후이 로켓의 모든 작업이 중단되었습니다. 이것은 소련의 새 지도자 인 고르바초프 (MS Gorbachev)의 명령에 의해 일어났습니다. 그 당시 레닌 그라드에서 블라디미르 프라 운슈 타트 (Bradimir Frainstadt)는 열렬한 과학자 그룹을 조직하여 Ajax 극 초음속 엔진을 만들었습니다. 이 그룹의 프리스 스타트는 단순히 등유를 수소로 처리하는 장치를 만들지는 않았지만, 극 초음속 비행 중에 발생하는 장치 주변의 파괴적인 플라즈마를 제어하는 ​​법도 배웠습니다. 이것은 모든 유인 항공기의 기술적 인 돌파구를 표시했습니다! Freinstadt 그룹은 극 초음속 모델의 첫 번째 비행을 준비하기 시작했습니다. 그러나 1992 년 Ajax 프로젝트는 자금 지원 중단으로 인해 폐쇄되었습니다. 1980 년대 소련에서 초음속으로 비행하는 항공기 개발은 세계 최전방에있었습니다. 이 토대는 1990 년대에만 사라졌습니다.

미국의 순항 미사일 "토마 호크"가 목표물을 치기 직전

극 초음속으로 비행하는 전투기의 효율성과 위험은 1980 년대에도 그 당시에도 분명했습니다. 1998 년 8 월 초, 케냐와 탄자니아에있는 미국 대사관과 가까운 곳에서 강력한 폭발이 발생했습니다. 이 폭발은 우사 마 빈 라덴이 이끄는 알 카이다 세계 테러 단체가 마련했다. 같은 해, 8 월 20 일에 아라비아 해의 미국 함선이 8 대의 토마 호크 크루즈 미사일을 발사했습니다. 2 시간 후, 미사일은 아프가니스탄에 위치한 테러 캠프의 영토를 강타했다. 또한 미 대통령 클린턴의 비밀 보고서에서 요원들은 아프가니스탄의 알 카에다 기지에 대한 미사일 공격의 주요 목표는 달성되지 않았다고보고했다. 빈 라덴 (Bin Laden)은 미사일 발사 후 30 분 만에 위성 통신으로 경고를 받고 폭발하기 약 1 시간 전까지 기지를 떠났다. 이 결과로부터 미국인들은 극 초음속 비행 속도에서만 로켓으로 그러한 전투 임무를 수행 할 수 있다고 결론 지었다.

러시아 크루즈 미사일 X-55 비행기에 설치하기 전에

며칠 후 미국 국방부의 선진 개발부는 보잉 사와 장기 계약을 맺었다. 항공사는 극 초음속 비행 속도 인 SIX Mach로 범용 순항 미사일을 개발하기 위해 수십억 달러를 주문 받았습니다. 이 명령은 미국이 유망한 무기와 항공 시스템을 만들 수있는 대규모 프로젝트가되었다. 앞으로는 극 초음속 장치가 개발 과정에서 중기 장치로 전환 될 수 있습니다. 중간 장치는 적극적으로 기동하면서 대기 및 우주에서 반복적으로 통과 할 수 있습니다. 이러한 비표준 및 예측 불가능한 비행 경로로 인해 이러한 차량은 매우 위험 할 수 있습니다.

Tu-160에 설치하기 전에 러시아 크루즈 미사일 X-55

2001 년 7 월에 실험용 X-43A 항공기가 미국에서 출시되었습니다. 극 초음속 비행 속도를 달성해야만했습니다. 그러나 부대가 추락했다. 일반적으로 비행 속도가 극 초음속 인 장비의 제작은 원자력 무기의 제작과 비슷합니다. 최신 미국 극 초음속 순항 미사일은 성층권의 높이에서 날 것으로 예상됩니다. 최근에 극 초음속 장치를 만드는 경쟁이 다시 시작되었습니다. 새로운 극 초음속 로켓의 엔진은 플라즈마가 될 수 있습니다. 즉, 엔진에서 사용되는 가연성 혼합물의 온도가 고온 플라즈마와 동일 해집니다. 아직 자금 부족으로 인해 극 초음속 비행 속도로 러시아에 출현하는 시간을 예측하는 것은 불가능합니다.

미국의 실험용 극 초음속 항공기 X-43A

아마도 2060 년대에 세계는 비행 고도가 40 ~ 60km 인 극 초음속 비행 속도에서 7,000km 이상의 거리를 비행하는 여객기의 대규모 전환을 시작할 것입니다. 2003 년 미국인들은 소련 초음속 여객기 Tu-144 (Tu-144 및 Alexey Andreevich Tupolev 기사 참조)에서 극 초음속 비행 속도로 여객기를 개발하기위한 연구에 자금을 지원했습니다. 한 번에, Tu-144는 19 조각의 양으로 만들어졌습니다. 2003 년 남아있는 3 개의 Tu-144 중 하나가 수리되어 차세대 항공기 시스템 테스트를 위해 러시아 - 미국 프로그램에서 비행 실험실로 바뀌 었습니다. 미국인들은 소련의 Tu-144와 함께 기뻐했다.

소련 초음속 여객기 Tu-144

로켓 날개 비행기의 첫 번째 아이디어 인 10-15 마력의 속도로 비행하는 극 초음속 비행기는 1930 년대까지 거슬러 올라갔습니다. 그러나 가장 근시안적 인 디자이너조차도 그 아이디어가 어떤 어려움을 겪어야하는지에 대해 거의 알지 못했고, 시간의 흐름 속에서 우리의 행성의 어떤 지점과도 공유해야했습니다. 대기의 극 초음속 비행 속도에서 날개, 공기 흡입구 및 항공기의 다른 부분의 가장자리가 알루미늄 합금의 녹는 점까지 가열됩니다. 따라서 미래 극 초음속 항공기의 개발은 화학, 야금 및 신소재 개발과 관련이 있습니다.

소련 초음속 여객기 Tu-144 착륙 후 브레이크 낙하산이 풀려났다.

기존의 제트 엔진은 3 마하의 속도로 더 이상 효과적이지 않습니다 (기사 "항공 혁신"참조). 속도가 더 빨라지면 공기를 압축하는 압축기의 역할을 수행 할 수있는 가장 적합한 공기 흐름의 가능성을 제공 할 필요가 있습니다. 이것으로 충분하다. 엔진의 INPUT 부분은 SUBJECTING을 만드는 것이다. 극 초음속 비행 속도에서 들어오는 공기 흐름의 압축비는 온도가 1,500도가되는 것과 같습니다. 엔진은 부품을 전혀 회전시키지 않고 소위 DIRECT-FLOWING 모터로 변합니다. 그러나 동시에 그것은 정말로 작동합니다!

지상에있는 B-52 폭격기에 붙어있는 페가수스 로켓 프로펠러가 장착 된 미국 실험용 극 초음속 항공기 X-43A

한때 소련의 과학자 인 블라디미르 게오르기 비츠 프린스 타트 (Vladimir Georgievich Freinstadt)는 등유로 냉각시키는 문제, 우주에서 날아 오는 핵탄두 문제에 종사했다. 이제 그의 연구 덕분에 온 세상의 설계자들은 과열 된 등유의 연소 에너지가 갑자기 증가하는 효과를 이용하고 있습니다. 이 효과는 엔진에 매우 높은 동력을 제공하여 극 초음속 비행 속도를 제공합니다. 2004 년 미국인들은 무인 로켓 글라이더에 대한 속도 기록을 두 번 설정했습니다. X-43A는 고도 12,000 미터의 V-52 폭격기에서 분리되었다. 페가수스 로켓은 3 마하의 속도로 가속했고, X-43A는 엔진을 시동했습니다. X-43A의 최대 비행 속도는 11,265km / h (3,130m / s)로 9.5 속도에 해당합니다. 최고 속도로 비행하는 데는 고도 35,000 미터에서 10 초가 걸렸습니다. 9.5Makhov의 속도로 모스크바에서 뉴욕까지 비행하는 데는 43 분도 안 걸릴 것입니다. 미국 과학자들은 항공 과학을 계속 움직이고 있습니다.

비행 중에 B-52 폭격기에 연결된 페가수스 로켓 프로 펠러가 장착 된 미국 실험용 극 초음속 항공기 X-43A

미국 실험용 극 초음속 항공기 X-43A (B-52 분리 후 비행 중)