РВСН и прочие СЯС, а также ТЯО
9,178,719
26,032
|
osankin ( Слушатель ) |
| 22 окт 2021 01:45:40 |
Гермес дубль два - для чего, собственно, нужен моторный гиперзвук
новая дискуссия Дискуссия 347
ОТВЕТЫ (11)
|
СовДед ( Слушатель ) |
| 22 окт 2021 13:14:29 |
Собственно, старая статья от 2013, да и источник "Военноеоборзение", но тем не менее, отблески здравомыслия проглядывают. Тут вродеБ не было, уж простите коллеги...
Гиперзвуковой зуд, или Что могут летательные аппараты на гиперзвуке
Последнее время, что ни день, натыкаешься на сообщения по гиперзвуку: «Головные части ракет маневрируют, летят на гиперзвуке и на межконтинентальную дальность…» «В России идут испытания гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя!» И так далее, и тому подобное.
Перед глазами простого обывателя сразу встает фантастическая картина — гиперзвуковые самолеты взлетают и поражают своими ракетами, опять же на гиперзвуке, межконтинентальные цели… И сами самолеты и их ГПВРД ракеты — невидимы и не перехватываемы.
Так ли это? Посмотрим.
Снова на глаза попалась статья «Гиперзвуковой, прямоточный, летает» в «Технике — молодежи» от 1991 года.
В статье пишется: «ГПВРД или, как говорят, «гиперзвуковая прямоточка», позволит долететь из Москвы в Нью-Йорк за 2-3 часа, уходить крылатой машине из атмосферы в космос. Воздушно-космическому самолету не понадобится ни самолет-разгонщик, как для «Зенгера», ни ракета-носитель, как для «шаттлов» и «Бурана», — доставка грузов на орбиту обойдется чуть ли не вдесятеро дешевле». Статью писали Юрий ШИХМАН и Вячеслав СЕМЕНОВ, научные сотрудники ЦИАМ.
Конечно с обеими я был хорошо знаком, так как участвовал с ними во многих работах по тематике института. В том числе и по тематике ГПВРД. Хотя к основным и главным моя часть работы не относилась, тем не менее, была необходимой и важной. К этой работе меня подключили в ещё в году 84-м, ещё молодым специалистом и м.н.с. Тогда ещё ведущим над всеми работами по теме «Холод» в ЦИАМ был Рувим Исаевич Курзинер.
Опытный ГПВРД по теме «Холод», или изделие 057, в составе гиперзвуковой летающей лаборатории (ГЛЛ) представлял собой исследовательский объект, главная задача которого — демонстрация возможности горения топливовоздушной смеси при сверхзвуковой скорости истечения рабочего тела в контуре камеры сгорания. На земле смоделировать все режимы горения не представлялось возможным, поэтому такую задачу было решено исследовать в реальных условиях полета.
В качестве носителя, разгонщика и моделирующего режимы полета для исследования была использована зенитная ракета 5В28 комплекса С-200В (SA-5). Вместо головной части которой стыковался ГЛЛ с ГПВРД с топливным баком и системами управления и обслуживания.
Первый полет ГЛЛ с ГПВРД был осуществлен 28 ноября 1991 года. В первом летном испытании ГПВРД максимальное число М составило 5,8, двигатель суммарно проработал 28 с, в процессе полета он дважды включался автоматически. Таким образом, впервые в мире в условиях летного испытания была доказана работоспособность гиперзвукового ПВРД (
журнал «Двигатель» №6 от 2006 года
).За 1991-98 годы было произведено около 8 пусков (с учетом бросковых). В исследованиях экспериментального ГПВРД кроме российских специалистов приняли участие французы — в 1992 и 1995 годах по контрактам с Национальным научным центром Франции (ONERA), а в 1997 и 1998 годах — американцы, по контракту с Национальным космическим агентством США (NASA).
Итак, прошло больше 20 лет. Что мы имеем?
Есть ли летательные аппараты на гиперзвуке, то есть ли летающие на гиперскоростях (М5)? Есть!
Во-первых, были орбитальные корабли «Буран» и шаттл. Возвращающийся с орбиты «Буран», например, примерно полчаса планирует на гиперзвуке на дальность порядка 8000 км с высоты 100 км и до 20.Тактико-технические характеристики ОК «Буран» в режиме спуска на гиперзвуковых скоростях:• Стартовая масса — 105 тонн• Дальность до посадочной полосы — 8270км• Скорость на траектории спуска — 7,592…0,520 км/сек (27.330-1.872 км/час) ок. 27-1,8Мах• Диапазон высоты спуска — 100…20 км
Проведем «мысленный эксперимент». А можно ли весь этот посадочный профиль «гиперзвукового орбитального корабля» «Буран» провернуть назад? Можно!Только для этого нужна ракета-носитель «Энергия».
«А если на ГПРД?» — спросит читатель. Можно. Но для этого придется для обеспечения выхода ГПРД на режим сначала «толкнуть» всю систему чем-то подобным ПРД, т.е. разгонным «пороховичком». А потом довывести до круговой орбиты, «подпитывая» двигатели запасенным кислородом или на чистом ЖРД. В итоге «экономия» на окислителе, при использовании кислорода атмосферы на ГПВРД, составит ну что-то примерно 20%. Но зато столько сложностей, что не приведи господи!
А задумывали ли инженеры такого рода «экономные системы», использующие забортный воздух? Да сколько угодно! Те же «Зенгер» и «Хотол».
И… скромно скажем — ранние версии, всемирно известного теперь МБР «Тополь». Да, действительно так! Вся эта система называлась «Гном»
«Гном» — трехступенчатая межконтинентальная баллистическая ракета, оснащенная прямоточным твердотопливным маршевым двигателем первой ступени, твердотопливными двигателями второй и третьей ступеней и ускорителем. Проектирование велась с начала 60-х годов в КБ машиностроения (г. Коломна) под руководством Бориса Шавырина.
Максимальная дальность стрельбы, км 11000 Стартовая масса, т 29 Масса полезной нагрузки, кг 470 Длина ракеты, м 16,14 Количество ступеней 3
В дальнейшем конструктор МИТ А.Д. Надирадзе, опираясь на имеющийся уже у него опыт создания мобильной ОТР «Темп», предложил проект МБР на обычных твердотопливных двигателях. Его поддержало руководство Миноборонпрома, и в результате мы получили 45-тонный мобильный грунтовой межконтинентальный «Темп-2С». Далее, его модернизации и усовершенствования — «Пионеры» (РСД) и «Тополя» (МБР)... Многие в этом видят его коварство (45 тонн вместо обещанных 29). Тем не менее, и с «Гномом» могло получиться то же самое. Одно дело расчеты — совсем другое практическая реализация!
Сверхзвуковая межконтинентальная крылатая ракета «Буря» ("изделие 351"), ближе всех стоящая к требуемым параметрам ЛА с ГПВРД.
Длина, м — 20,396Размах крыла, м — 7,746Высота, м — 6,642Площадь крыла, м2 — 44,6Стартовая масса, кг — 98.280Масса начальная маршевой ступени, кг — 33.522Масса головной части, кг — 3403Скорость маршевая, км/ч — 3300Высота полета, км — 18 — 25,5Дальность, км — 7830
Чисто теоретически, эту систему, используя современные материалы, топлива, твердотопливные «разгонники», можно ускорить, вероятно, и до 5 махов. Только вот в чем вопрос: а будут ли у него суперпревосходства относительно существующих МБР?
Время подлета к цели на максимальную дальность составит примерно 1,5 часа (МБР — 30 минут).
Некоторые преимущества будут — например, запаздывание с обнаружением. МБР обнаруживается довольно быстро, во-первых — начальный факел, во-вторых — большая восходящая высота баллистической траектории (до 1600км).
Хотя наши последние «Тополя-М» и «Ярсы» и иже с ними того же семейства, говорят, могут летать и по другим, например, квазинастильным круговым трассам (100-200 км), потому-то у них энерговооруженность и масса существенно отличаются от худосочных «Минитменов», оптимизированных под баллистические траектории.
Мне в связи с этим вспоминаются язвительные восторги инженера-ракетчика НАСА (или Пентагона) — «де, русские не умеют делать ракеты, у них даже современные тяжелее и габаритнее наших, разработки 70-х годов». Возгласы, правда, быстро утихли. Видимо, более квалифицированные товарищи ему объяснили, в чем тут дело…
Так вот, главный вопрос с гиперзвуковыми самолетами-ракетами, — нужны ли они, или воздержимся пока?
Как мы видели — ракеты и орбитальные корабли уже давно были реализованы, правда не на ГПВРД.
А насчет самолетов…
Военные уже свыше 20 лет держатся на цифре М
Гиперзвуковой зуд, или Что могут летательные аппараты на гиперзвуке
Последнее время, что ни день, натыкаешься на сообщения по гиперзвуку: «Головные части ракет маневрируют, летят на гиперзвуке и на межконтинентальную дальность…» «В России идут испытания гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя!» И так далее, и тому подобное.
Перед глазами простого обывателя сразу встает фантастическая картина — гиперзвуковые самолеты взлетают и поражают своими ракетами, опять же на гиперзвуке, межконтинентальные цели… И сами самолеты и их ГПВРД ракеты — невидимы и не перехватываемы.
Так ли это? Посмотрим.
Снова на глаза попалась статья «Гиперзвуковой, прямоточный, летает» в «Технике — молодежи» от 1991 года.
В статье пишется: «ГПВРД или, как говорят, «гиперзвуковая прямоточка», позволит долететь из Москвы в Нью-Йорк за 2-3 часа, уходить крылатой машине из атмосферы в космос. Воздушно-космическому самолету не понадобится ни самолет-разгонщик, как для «Зенгера», ни ракета-носитель, как для «шаттлов» и «Бурана», — доставка грузов на орбиту обойдется чуть ли не вдесятеро дешевле». Статью писали Юрий ШИХМАН и Вячеслав СЕМЕНОВ, научные сотрудники ЦИАМ.
Конечно с обеими я был хорошо знаком, так как участвовал с ними во многих работах по тематике института. В том числе и по тематике ГПВРД. Хотя к основным и главным моя часть работы не относилась, тем не менее, была необходимой и важной. К этой работе меня подключили в ещё в году 84-м, ещё молодым специалистом и м.н.с. Тогда ещё ведущим над всеми работами по теме «Холод» в ЦИАМ был Рувим Исаевич Курзинер.
Опытный ГПВРД по теме «Холод», или изделие 057, в составе гиперзвуковой летающей лаборатории (ГЛЛ) представлял собой исследовательский объект, главная задача которого — демонстрация возможности горения топливовоздушной смеси при сверхзвуковой скорости истечения рабочего тела в контуре камеры сгорания. На земле смоделировать все режимы горения не представлялось возможным, поэтому такую задачу было решено исследовать в реальных условиях полета.
В качестве носителя, разгонщика и моделирующего режимы полета для исследования была использована зенитная ракета 5В28 комплекса С-200В (SA-5). Вместо головной части которой стыковался ГЛЛ с ГПВРД с топливным баком и системами управления и обслуживания.
Первый полет ГЛЛ с ГПВРД был осуществлен 28 ноября 1991 года. В первом летном испытании ГПВРД максимальное число М составило 5,8, двигатель суммарно проработал 28 с, в процессе полета он дважды включался автоматически. Таким образом, впервые в мире в условиях летного испытания была доказана работоспособность гиперзвукового ПВРД (
журнал «Двигатель» №6 от 2006 года
).За 1991-98 годы было произведено около 8 пусков (с учетом бросковых). В исследованиях экспериментального ГПВРД кроме российских специалистов приняли участие французы — в 1992 и 1995 годах по контрактам с Национальным научным центром Франции (ONERA), а в 1997 и 1998 годах — американцы, по контракту с Национальным космическим агентством США (NASA).
Итак, прошло больше 20 лет. Что мы имеем?
Есть ли летательные аппараты на гиперзвуке, то есть ли летающие на гиперскоростях (М5)? Есть!
Во-первых, были орбитальные корабли «Буран» и шаттл. Возвращающийся с орбиты «Буран», например, примерно полчаса планирует на гиперзвуке на дальность порядка 8000 км с высоты 100 км и до 20.Тактико-технические характеристики ОК «Буран» в режиме спуска на гиперзвуковых скоростях:• Стартовая масса — 105 тонн• Дальность до посадочной полосы — 8270км• Скорость на траектории спуска — 7,592…0,520 км/сек (27.330-1.872 км/час) ок. 27-1,8Мах• Диапазон высоты спуска — 100…20 км
Проведем «мысленный эксперимент». А можно ли весь этот посадочный профиль «гиперзвукового орбитального корабля» «Буран» провернуть назад? Можно!Только для этого нужна ракета-носитель «Энергия».
«А если на ГПРД?» — спросит читатель. Можно. Но для этого придется для обеспечения выхода ГПРД на режим сначала «толкнуть» всю систему чем-то подобным ПРД, т.е. разгонным «пороховичком». А потом довывести до круговой орбиты, «подпитывая» двигатели запасенным кислородом или на чистом ЖРД. В итоге «экономия» на окислителе, при использовании кислорода атмосферы на ГПВРД, составит ну что-то примерно 20%. Но зато столько сложностей, что не приведи господи!
А задумывали ли инженеры такого рода «экономные системы», использующие забортный воздух? Да сколько угодно! Те же «Зенгер» и «Хотол».
И… скромно скажем — ранние версии, всемирно известного теперь МБР «Тополь». Да, действительно так! Вся эта система называлась «Гном»
«Гном» — трехступенчатая межконтинентальная баллистическая ракета, оснащенная прямоточным твердотопливным маршевым двигателем первой ступени, твердотопливными двигателями второй и третьей ступеней и ускорителем. Проектирование велась с начала 60-х годов в КБ машиностроения (г. Коломна) под руководством Бориса Шавырина.
Максимальная дальность стрельбы, км 11000 Стартовая масса, т 29 Масса полезной нагрузки, кг 470 Длина ракеты, м 16,14 Количество ступеней 3
В дальнейшем конструктор МИТ А.Д. Надирадзе, опираясь на имеющийся уже у него опыт создания мобильной ОТР «Темп», предложил проект МБР на обычных твердотопливных двигателях. Его поддержало руководство Миноборонпрома, и в результате мы получили 45-тонный мобильный грунтовой межконтинентальный «Темп-2С». Далее, его модернизации и усовершенствования — «Пионеры» (РСД) и «Тополя» (МБР)... Многие в этом видят его коварство (45 тонн вместо обещанных 29). Тем не менее, и с «Гномом» могло получиться то же самое. Одно дело расчеты — совсем другое практическая реализация!
Сверхзвуковая межконтинентальная крылатая ракета «Буря» ("изделие 351"), ближе всех стоящая к требуемым параметрам ЛА с ГПВРД.
Длина, м — 20,396Размах крыла, м — 7,746Высота, м — 6,642Площадь крыла, м2 — 44,6Стартовая масса, кг — 98.280Масса начальная маршевой ступени, кг — 33.522Масса головной части, кг — 3403Скорость маршевая, км/ч — 3300Высота полета, км — 18 — 25,5Дальность, км — 7830
Чисто теоретически, эту систему, используя современные материалы, топлива, твердотопливные «разгонники», можно ускорить, вероятно, и до 5 махов. Только вот в чем вопрос: а будут ли у него суперпревосходства относительно существующих МБР?
Время подлета к цели на максимальную дальность составит примерно 1,5 часа (МБР — 30 минут).
Некоторые преимущества будут — например, запаздывание с обнаружением. МБР обнаруживается довольно быстро, во-первых — начальный факел, во-вторых — большая восходящая высота баллистической траектории (до 1600км).
Хотя наши последние «Тополя-М» и «Ярсы» и иже с ними того же семейства, говорят, могут летать и по другим, например, квазинастильным круговым трассам (100-200 км), потому-то у них энерговооруженность и масса существенно отличаются от худосочных «Минитменов», оптимизированных под баллистические траектории.
Мне в связи с этим вспоминаются язвительные восторги инженера-ракетчика НАСА (или Пентагона) — «де, русские не умеют делать ракеты, у них даже современные тяжелее и габаритнее наших, разработки 70-х годов». Возгласы, правда, быстро утихли. Видимо, более квалифицированные товарищи ему объяснили, в чем тут дело…
Так вот, главный вопрос с гиперзвуковыми самолетами-ракетами, — нужны ли они, или воздержимся пока?
Как мы видели — ракеты и орбитальные корабли уже давно были реализованы, правда не на ГПВРД.
А насчет самолетов…
Военные уже свыше 20 лет держатся на цифре М
|
|
СовДед ( Слушатель ) |
| 22 окт 2021 13:22:38 |
Цитата: СовДед от 22.10.2021 13:14:29
Окончание
[spoiler=Скрытый текст]
Военные уже свыше 20 лет держатся на цифре не более 3,5 (SR-71, "Сотка", Миг-31). Дальнейшее увеличение скорости не предполагает получения дополнительных преимуществ, все равно зенитные ракеты на твердотопливных двигателях достанут, если уж перехватывают головки МБР и спутники на 1-й космической.
Насчет гражданских лайнеров…
Думается мне, такие быстроходные самолеты-лайнеры были нужны до эпохи Интернета. Почему, спросите вы? А потому, что теперь уже бизнесменам-коммерсантам да и чиновникам разных мастей не нужно столь стремительно мчаться по континентам-материкам: быстрее электронной подписи и видеоконференций всё равно не получится.
А если всё же кому-то приспичило — увидеть новорожденного сына или запустить план его рождения, — придется умерить прыть. И медленно «тошнить», как говорят мои друзья, самовлюбленные эгоисты марки BMW, вечерней лошадью в виде магистрального или межконтинентального «арбуза» или «Боинга» со средней скоростью 900 км/час, чай, не на тот свет опаздываем…
А вот гиперзвуковых двигателей — ГПВРД, главный отличительный признак которых — сверхзвуковое истечение рабочего тела через камеру сгорания, пока не создали.Может быть, у кого-то и получится. Причем у разработчиков, которых не предупредили, что это невозможно, а они, того не зная, взяли и реализовали фантастический проект. Такие примеры история науки и техники тоже знает…
—-----------------------------------------------------------------------* В двигателестроении различают два вида неустойчивой работы реактивных двигателей — «помпаж» и «зуд» на входе. «Зуд» — высокочастотная пульсация воздуха в области сверхкритических режимов работы входного диффузора двигателя, воспринимается как характерный зудящий звук. В отличие от него, «помпаж» — более низкочастотные колебания. Причиной «зуда» служат срывы потока в канале за горлом диффузора.
|
Luddit ( Слушатель ) |
| 22 окт 2021 15:25:10 |
Цитата: СовДед от 22.10.2021 13:14:29
Что крайне логично - звук является демаскирующим признаком, доступным для восприятия человеком непосредственно. Соответственно и от удара дозвуковым самолётом укрыться проще, и подготовить ему горячую встречу ПЗРК.
От подъёма скорости выше плюшек гораздо меньше, зато проблемы усугубляются.
|
ВТБ! ( Слушатель ) |
| 22 окт 2021 15:28:48 |
Цитата: Luddit от 22.10.2021 15:25:10
Во-первых, Вы не дочитали продолжение.
Во-вторых, когда звук воспримется человеком непосредственно, извлекать ПЗРК будет поздно.
|
|
osankin ( Слушатель ) |
| 22 окт 2021 16:26:19 |
Цитата: СовДед от 22.10.2021 13:14:29
Спасибо!
Даже если эта статья тут и была, то мало кто из здешних обывателей её прочёл, а ещё меньше тех, кто понял суть того, что в ней изложено. Благо автор - один из участников работ по теме "Холод". Изложенное им лишний раз подтверждает, что в СССР/РФ единственным реально доведённым до стадии практического применения воздушно-реактивным двигателем, позволяющим обеспечить относительно длительный режим полёта на гиперзвуковой скорости, является ракетно-прямоточный двигатель (РПД).
Думается, что и в Штатах тоже поняли бесперспективность классического ГПВРД для обеспечения длительного полёта в режиме гиперзвука и так же, как и мы отрабатывают для этой цели двигатели комбинированного цикла. Собственно, "Гермес" заметку о котором я привёл выше, тому подтверждение.
|
|
СовДед ( Слушатель ) |
| 22 окт 2021 16:43:32 |
Цитата: osankin от 22.10.2021 16:26:19
А вот, чтобы они не отскочили от темы чистого моторного гиперзвука, подкинем им ещё дров
Ваши тезисы с конференции МС ЦИАМ и окрестностей за 2вечера осилил...
И получаетсо такая арифметика Пупкина с кОртинками:
- по теме близкой к схеме РДТТ+ГПВРД - 1доклад, ито до махов не более 2,5. И делал его чек с департамента САУ СУ
- по теме горения водорода на скачках - до 10докладоф! Делаем выводы...
Вероятно - "цамцы что-то знают и понимают в этом! М.б. научились сдвигать границы равновесия процессов в нужную сторону! Т.е. янки снова просрали все полимеры!"
|
|
ВТБ! ( Слушатель ) |
| 22 окт 2021 16:56:26 |
Цитата: osankin от 22.10.2021 16:26:19
Процитируйте, пожалуйста, фрагмент текста, из которого Вы сделали этот вывод.
|
|
ВТБ! ( Слушатель ) |
| 22 окт 2021 21:01:18 |
Цитата: osankin от 22.10.2021 20:53:10
"Статус: СССР - разработка ракеты не завершена, испытания не проводились, на вооружение не принята."
P.S.
И это всё-таки СПВРД.
P.P.S.
Расчёт был вполне разумный: на скоростях больше 3М первая ступень должна была работать десятки секунд, на скоростях 5-5.5М - секунды.
Могло и получиться, в особенности у Непобедимого с классическим расположением ступеней.
