L'avion hypersonique le plus rapide au monde. Avion hypersonique russe

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Un avion de ligne ordinaire vole à une vitesse d'environ 900 km/h. Un avion de chasse à réaction peut atteindre environ trois fois la vitesse. Cependant, des ingénieurs modernes de la Fédération de Russie et d'autres pays du monde développent activement des machines encore plus rapides - des avions hypersoniques. Quelles sont les spécificités des concepts respectifs ?

Critères pour un avion hypersonique

Qu'est-ce qu'un avion hypersonique ? On entend par là un appareil capable de voler à une vitesse plusieurs fois supérieure à celle du son. Les approches des chercheurs pour déterminer son indicateur spécifique varient. Il existe une méthodologie répandue selon laquelle un avion doit être considéré comme hypersonique s'il s'agit d'un multiple des indicateurs de vitesse des véhicules supersoniques modernes les plus rapides. Qui sont environ 3-4 mille km / h. C'est-à-dire qu'un avion hypersonique, si vous suivez cette méthodologie, devrait atteindre des vitesses de 6 000 km/h.

Sans pilote etvéhicules contrôlés

Les approches des chercheurs peuvent également différer en termes de détermination des critères de classification d'un appareil particulier en tant qu'aéronef. Il existe une version selon laquelle seules les machines contrôlées par une personne peuvent être considérées comme telles. Il existe un point de vue selon lequel un véhicule sans pilote peut également être considéré comme un aéronef. Par conséquent, certains analystes classent les machines du type en question entre celles qui sont soumises au contrôle humain et celles qui fonctionnent de manière autonome. Une telle division peut être justifiée, car les véhicules sans pilote peuvent avoir des caractéristiques techniques beaucoup plus impressionnantes, par exemple en termes de surcharge et de vitesse.

Dans le même temps, de nombreux chercheurs considèrent l'avion hypersonique comme un concept unique, dont l'indicateur clé est la vitesse. Peu importe qu'une personne soit assise à la barre de l'appareil ou que la machine soit contrôlée par un robot - l'essentiel est que l'avion soit assez rapide.

Décollage - solo ou assisté ?

Une classification des avions hypersoniques est courante, basée sur leur classification comme ceux qui peuvent décoller indépendamment, ou ceux qui nécessitent un placement sur un transporteur plus puissant - une fusée ou un avion cargo. Il existe un point de vue selon lequel il est légitime de se référer aux dispositifs du type considéré principalement ceux qui sont capables de décoller indépendamment ou avec une implication minimale d'autres types d'équipements. Cependant, les chercheurs qui pensent que le principal critère caractérisant un avion hypersonique est la vitesse devraientêtre primordial dans toute classification. Qu'il s'agisse de classer l'appareil comme sans pilote, contrôlé, capable de décoller seul ou avec l'aide d'autres machines - si l'indicateur correspondant atteint les valeurs ci-dessus, cela signifie que nous parlons d'un avion hypersonique.

Principaux problèmes des solutions hypersoniques

Les concepts de solutions hypersoniques datent de plusieurs décennies. Tout au long des années de développement du type de véhicules correspondant, les ingénieurs du monde entier ont résolu un certain nombre de problèmes importants qui empêchent objectivement la production de "hypersound" d'être mise en service - similaire à l'organisation de la production d'avions à turbopropulseurs.

La principale difficulté dans la conception d'avions hypersoniques est la création d'un moteur suffisamment économe en énergie. Un autre problème est l'alignement de la protection thermique nécessaire de l'appareil. Le fait est que la vitesse d'un avion hypersonique dans les valeurs que nous avons considérées ci-dessus implique un fort échauffement de la coque dû au frottement contre l'atmosphère.

Aujourd'hui, nous examinerons plusieurs échantillons de prototypes réussis d'avions du type correspondant, dont les développeurs ont pu faire des progrès significatifs pour résoudre avec succès les problèmes notés. Étudions maintenant les développements mondiaux les plus célèbres en termes de création d'avions hypersoniques du type en question.

L'avion le plus rapide de Boeing

L'avion hypersonique le plus rapide au monde, selon certains experts, est le Boeing X-43A américain. Ainsi, lors des tests de cet appareil, il a été enregistré qu'il atteignait la vitessedépassant 11 000 km / h. C'est environ 9,6 fois la vitesse du son.

Quelle est la particularité de l'avion hypersonique X-43A ? Les caractéristiques de cet avion sont les suivantes:

- la vitesse maximale enregistrée lors des tests - 11 230 km / h;

- envergure - 1,5 m;

- longueur du boîtier - 3,6 m;

- moteur - statoréacteur à combustion supersonique à flux direct;

- carburant - oxygène atmosphérique, hydrogène.

On peut noter que l'appareil en question est l'un des plus respectueux de l'environnement. Le fait est que le carburant utilisé n'implique pratiquement pas la libération de produits de combustion nocifs.

L'avion hypersonique X-43A a été développé grâce aux efforts conjoints des ingénieurs de la NASA, ainsi que d'Orbical Science Corporation et de Minocraft. L'avion a été créé pendant environ 10 ans. Environ 250 millions de dollars ont été investis dans son développement. La nouveauté conceptuelle de l'avion en question est qu'il a été conçu dans le but de tester les dernières technologies pour assurer le fonctionnement de la poussée motrice.

Développé par Orbital Science

Orbital Science, qui, comme nous l'avons noté ci-dessus, a participé à la création de l'appareil X-43A, a également réussi à créer son propre avion hypersonique - X-34.

Sa vitesse de pointe est supérieure à 12 000 km/h. Certes, lors des tests pratiques, il n'a pas été atteint - de plus, il n'a pas été possible d'atteindre l'indicateur affiché par l'avion X43-A. Avion considérél'appareil accélère lorsque la fusée Pegasus, qui fonctionne au combustible solide, est activée. Le X-34 a été testé pour la première fois en 2001. L'avion en question est nettement plus grand que l'appareil de Boeing - sa longueur est de 17,78 m, son envergure de 8,85 m. L' altitude de vol maximale du véhicule hypersonique d'Orbical Science est de 75 kilomètres.

Avions d'Amérique du Nord

Un autre avion hypersonique bien connu est le X-15, produit par North American. Les analystes qualifient cet appareil d'expérimental.

Il est équipé de moteurs de fusée, ce qui donne à certains experts une raison de ne pas le classer comme un avion. Cependant, la présence de moteurs-fusées permet à l'appareil, notamment, d'effectuer des vols suborbitaux. Ainsi, lors de l'un des tests dans ce mode, il a été testé par des pilotes. Le but de l'appareil X-15 est d'étudier les spécificités des vols hypersoniques, d'évaluer certaines solutions de conception, de nouveaux matériaux et de contrôler les caractéristiques de ces machines dans différentes couches de l'atmosphère. Il est à noter que le concept du projet a été approuvé en 1954. X-15 vole à une vitesse de plus de 7 000 km / h. Sa portée de vol est supérieure à 500 km, son altitude dépasse 100 km.

L'avion de série le plus rapide

Les véhicules hypersoniques que nous avons étudiés ci-dessus appartiennent en fait à la catégorie de la recherche. Il sera utile de considérer certains échantillons en série d'avions dont les caractéristiques sont proches de l'hypersonique ou qui sont (selon une méthodologie ou une autre) hypersonique.

Parmi ces machines figure le développement américain du SR-71. Certains chercheurs ne sont pas enclins à classer cet avion comme hypersonique, car sa vitesse maximale est d'environ 3,7 mille km / h. Parmi ses caractéristiques les plus notables figure sa masse au décollage, qui dépasse les 77 tonnes. La longueur de l'appareil est supérieure à 23 m, l'envergure est supérieure à 13 m.

L'un des avions militaires les plus rapides est le MiG-25 russe. L'appareil peut atteindre des vitesses de plus de 3, 3 mille km/h. La masse maximale au décollage de l'avion russe est de 41 tonnes.

Ainsi, sur le marché des solutions série, proches en caractéristiques des solutions hypersoniques, la Fédération de Russie figure parmi les leaders. Mais que dire des développements russes en matière d'avions hypersoniques "classiques" ? Les ingénieurs de la Fédération de Russie sont-ils capables de créer une solution compétitive avec les machines de Boeing et d'Orbital Scence ?

Véhicules hypersoniques russes

Pour le moment, l'avion hypersonique russe est en cours de développement. Mais elle est assez active. Nous parlons de l'avion Yu-71. Ses premiers tests, à en juger par les médias, ont été effectués en février 2015 près d'Orenbourg.

L'avion devrait être utilisé à des fins militaires. Ainsi, un véhicule hypersonique pourra, si nécessaire, délivrer des armes de frappe sur des distances considérables, surveiller le territoire, et également être utilisé comme élément d'aviation d'attaque. Certains chercheurs pensent qu'en 2020-2025. les forces de missiles stratégiques recevront environ 20 avionstype approprié.

Il y a des informations dans les médias selon lesquelles l'avion hypersonique russe à l'étude sera placé sur le missile balistique Sarmat, qui est également au stade de la conception. Certains analystes estiment que le véhicule hypersonique Yu-71 en cours de développement n'est rien de plus qu'une ogive qui devra se séparer d'un missile balistique dans le segment de vol final, de sorte que, grâce à la caractéristique de maniabilité élevée d'un avion, il puisse vaincre le missile systèmes de défense.

Projet Ajax

Ajax est l'un des projets les plus remarquables liés au développement d'avions hypersoniques. Étudions-le plus en détail. Avion hypersonique "Ajax" - un développement conceptuel des ingénieurs soviétiques. Dans la communauté scientifique, on en parle depuis les années 80. Parmi les caractéristiques les plus notables figure la présence d'un système de protection thermique, conçu pour protéger le boîtier de la surchauffe. Ainsi, les développeurs de l'appareil Ajax ont proposé une solution à l'un des problèmes "hypersoniques" que nous avons identifiés ci-dessus.

Le schéma traditionnel de protection thermique des avions implique le placement de matériaux spéciaux sur le corps. Les développeurs d'Ajax ont proposé un concept différent, selon lequel il était censé ne pas protéger l'appareil des échauffements extérieurs, mais laisser entrer la chaleur dans la voiture, tout en augmentant sa ressource énergétique. Le principal concurrent de l'appareil soviétique était l'avion hypersonique Aurora, créé aux États-Unis. Cependant, en raison du fait que les concepteurs de l'URSS ont considérablement élargi les possibilitésconcept, le nouveau développement s'est vu confier le plus large éventail de tâches, en particulier la recherche. On peut dire que l'Ajax est un avion polyvalent hypersonique.

Regardons de plus près les innovations technologiques proposées par les ingénieurs de l'URSS.

Ainsi, les développeurs soviétiques d'Ajax ont proposé d'utiliser la chaleur générée par le frottement du corps de l'avion contre l'atmosphère, pour la convertir en énergie utile. Techniquement, cela pourrait être mis en œuvre en plaçant des coques supplémentaires sur l'appareil. En conséquence, quelque chose comme un deuxième bâtiment a été formé. Sa cavité était censée être remplie d'une sorte de catalyseur, par exemple un mélange de matière combustible et d'eau. La couche calorifuge constituée d'un matériau solide en Ajax devait être remplacée par une couche liquide, qui, d'une part, était censée protéger le moteur, d'autre part, contribuerait à une réaction catalytique, qui, pendant ce temps, pourrait s'accompagner d'un effet endothermique - le mouvement de la chaleur des parties extérieures du corps vers l'intérieur. Théoriquement, le refroidissement des parties externes de l'appareil pourrait être n'importe quoi. L'excès de chaleur, à son tour, était censé être utilisé pour augmenter l'efficacité du moteur de l'avion. Dans le même temps, cette technologie permettrait de générer des espèces libres d'hydrogène dues à la réaction du carburant.

Pour le moment, aucune information n'est disponible pour le grand public sur la poursuite du développement d'Ajax, mais les chercheurs considèrent qu'il est très prometteur de mettre en pratique les concepts soviétiques.

Véhicules hypersoniques chinois

ConcurrentLa Russie et les États-Unis sur le marché des solutions hypersoniques sont la Chine. L'avion WU-14 est l'un des développements les plus célèbres des ingénieurs chinois. C'est un planeur hypersonique monté sur un missile balistique.

ICBM lance un avion dans l'espace, d'où la machine plonge brusquement, développant une vitesse hypersonique. L'appareil chinois peut être monté sur divers ICBM d'une portée de 2 000 à 12 000 km. Il a été constaté que lors des tests, le WU-14 était capable d'atteindre des vitesses supérieures à 12 000 km / h, devenant ainsi l'avion hypersonique le plus rapide selon certains analystes.

Dans le même temps, de nombreux chercheurs estiment qu'il n'est pas tout à fait légitime d'attribuer le développement chinois à la classe d'avions. Ainsi, la version est répandue, selon laquelle l'appareil doit être classé précisément comme une ogive. Et très efficace. En volant à une vitesse marquée, même les systèmes de défense antimissile les plus modernes ne pourront pas garantir l'interception de la cible correspondante.

On peut noter que la Russie et les États-Unis développent également des véhicules hypersoniques utilisés à des fins militaires. Dans le même temps, le concept russe, selon lequel il est censé créer des machines du type correspondant, diffère considérablement, comme en témoignent les données de certains médias, des principes technologiques mis en œuvre par les Américains et les Chinois. Ainsi, les développeurs de la Fédération de Russie concentrent leurs efforts dans le domaine de la création d'avionsvéhicules équipés d'un statoréacteur pouvant être lancé depuis le sol. La Russie prévoit une coopération dans ce sens avec l'Inde. Les appareils hypersoniques, créés selon le concept russe, selon certains analystes, se caractérisent par un coût moindre et une portée plus large.

Dans le même temps, l'avion hypersonique russe, dont nous avons parlé plus haut (Yu-71), suggère, selon certains analystes, exactement le même placement sur les ICBM. Si cette thèse s'avère vraie, alors il sera possible de dire que les ingénieurs de la Fédération de Russie travaillent simultanément dans deux domaines conceptuels populaires dans la construction d'avions hypersoniques.

CV

Donc, probablement l'avion hypersonique le plus rapide au monde, si on parle d'avions, quelle que soit leur classification, il s'agit toujours du WU-14 chinois. Bien que vous deviez comprendre que de vraies informations à son sujet, y compris celles liées aux tests, peuvent être classifiées. Cela est conforme aux principes des développeurs chinois, qui s'efforcent souvent de garder leur technologie militaire secrète à tout prix. La vitesse de l'avion hypersonique le plus rapide est supérieure à 12 000 km/h. Il "rattrape" le développement américain du X-43A - de nombreux experts le considèrent comme le plus rapide. Théoriquement, l'avion hypersonique X-43A, ainsi que le WU-14 chinois, peuvent rattraper le développement d'Orbical Science, conçu pour une vitesse de plus de 12 000 km/h.

Les caractéristiques de l'avion russe Yu-71 ne sont pas encore connues du grand public. Il est possible qu'ils soient proches des paramètresavions chinois. Les ingénieurs russes développent également un avion hypersonique capable de décoller non pas sur la base d'ICBM, mais de manière indépendante.

Les projets actuels de chercheurs russes, chinois et américains sont en quelque sorte liés à la sphère militaire. Les avions hypersoniques, quelle que soit leur éventuelle classification, sont considérés avant tout comme porteurs d'armes, très probablement nucléaires. Cependant, dans les travaux de chercheurs du monde entier, il y a des thèses selon lesquelles "l'hyperson", comme la technologie nucléaire, pourrait bien être pacifique.

Il s'agit de l'émergence de solutions abordables et fiables qui vous permettent d'organiser la production en série de machines du type approprié. L'utilisation de tels dispositifs est possible dans la plus large gamme de branches de développement économique. La plus grande demande d'avions hypersoniques se trouvera probablement dans les secteurs de l'espace et de la recherche.

À mesure que le coût des technologies de fabrication des machines correspondantes devient moins cher, les entreprises de transport pourraient commencer à s'intéresser à investir dans de tels projets. Les entreprises industrielles, prestataires de services divers, peuvent commencer à considérer "l'hypersound" comme un outil pour accroître la compétitivité des entreprises en termes d'organisation des communications internationales.