在超音速的路上

召唤一个可以被视为高超音速发展开始的日期并不容易。 甚至在第二次世界大战开始之前就出现了制造高超音速飞机的想法。 但是,从第一批理论项目(其开发人员大多是德国工程师)到实践的过渡只能在50-ies中实现。 在1947,兰利研究中心成立了一组工程师,负责处理高超音速飞行问题。 除此之外,他们创造了世界上第一个高超音速风洞,用于制造实验飞机X-15。




正是他成为第一架虽然只是略微超越地球大气边界的飞机。 安装在它上面22 August 1962 g。非官方身高记录(107960 m)仅在42年之后超过。 由William Knight在X-15-2 3 10月1963 g。(7273 km / h)设定的有人驾驶飞机的速度记录尚未结束。 但是程序X-15结束了,并没有直接延续。

27 March 2004,在加利福尼亚海岸附近,X-52A无人轰炸机是从B-43轰炸机发射的。 在起动加速器的帮助下,实验装置达到了29 km的高度,在那里它与运载火箭分离。 然后赢得了他自己的冲压式喷气发动机。 虽然他的工作时间仅为10秒,但X-43A的速度却达到了11263 km / h。 以这样的速度,从莫斯科前往纽约需要一分钟的41。



但为此,有必要解决许多技术问题。 其中最重要的是创造一种能够以高超音速稳定运行的发动机,以及在大气中飞行时加热结构,即所谓的“热障”。

对于有前途的高超声速装置的各种喷气发动机是合适的几种:涡轮冲压式喷气发动机,火箭冲压式喷气发动机和直通式。 显然,在大气中飞行时,建议使用发动机,在某种程度上使用大气中的“自由”氧气。 最有希望的是直流发动机。 乍一看,它们的设计非常简单:一个冲击波发生器,提供流量的压缩和制动,燃油喷嘴,燃烧稳定器和喷嘴。 除了燃料供应泵之外,发动机中几乎没有活动部件。

自1950以来一直在研究超燃冲压发动机的创造,但是,尽管概念看似简单,但是以高超音速飞行的空气动力学和热力学问题非常复杂,以至于无法创建可安装的可行引擎适合飞机的正常操作。

在高超音速设备上,不仅在美国,而且在欧洲。 法国国家航空航天局(ONERA)开始研究早期1990-s中的高超音速。 在1992-1998中 与Aerospatiale,Dassault Aviation,Sep和Snecma公司一起,开展了PREPHA(1992-1998)计划,重点是为航天器的上层创建一个冲压式喷气发动机。 1997到2002 ONERA与DLR计划JAPHAR一起研究了一种高能超音速飞机的概念​​,该飞机具有由氢气驱动的冲压式喷气发动机。 实际上,与PROMETHEE的MBDA法国项目一起,研究了创建具有冲压发动机可变几何形状的装置(应用于远程空对地导弹)的可能性。

然而,到目前为止,只有俄罗斯拥有必要的科学和技术基础,使其能够与美国竞争。

在201的1969部门的MAI组织了一个从事超燃冲压发动机工作流程研究的科学小组。该团队以红星ICB的许多员工为基础,基础设备从研究所TP(现为M.Keldysh中心)转移。 超燃冲压发动机燃烧室研究和开发领域最具活力的工作是在从1977到1990期间进行的。 根据这些作品的结果,1989的员工团队获得了苏联部长理事会的奖项。 但是在90-s开始时,该地区的国家资金几乎停止了。

与此同时,积累的火灾实验经验和工作成果引起了一些欧洲组织的关注。 在1992,201部门实验室的部门转变为航空航天研究中心,该中心开展国际合同工作。 MAI的主要合作伙伴是Aerospatiale(法国)协会(现为法国MBDA)。

在1991-1998中的苏联。 根据Kholod计划,飞行实验在飞行实验室(C-200 SAM)上进行,测试在Raduga GosMKB创建的高超音速冲压式喷气发动机。

故事 联邦国家单一企业“国家机器制造设计局”Raduga“以A.Ya. Bereznyak命名”(GosMKB“Raduga”)在1951开始。当时,工厂编号为1,位于莫斯科附近的Ivankovo村(现为杜布纳市)根据部长理事会的一项法令,任务是掌握企业的新“B”主题 - 制造巡航导弹。


然后是航空工业部长的命令,根据该命令,该工厂组织了OKB-155的分支机构(现在是RAC“MiG”的设计中心)。 该企业的第一个项目是改进并转移到OKB-155开发的KS喷射弹的连续生产。 随后出现了KSS巡航导弹KS-7,这使得该团队在航空界享有盛誉。

60开始时设计局的最佳发展之一是X-22,它成为整个火箭系列的始祖。

在1966中,OKB-155-1分支机构转变为一个独立的组织,即Raduga机器设计局。

60设计局的升级工作是用于摧毁航空母舰的高超音速X-45反舰巡航导弹,在1970中,企业团队参与了Spiral项目框架内的工作。



超音速低空反舰导弹3М-80“蚊子”的特点超越了现今所有国外同类产品。 降低它几乎是不可能的。 只有在它的动能下,即使没有弹头,她也能将船打破一半。

ICD最重要的工作领域之一是高超音速的发展。 回到1973-78和1980-1985。 开发并测试了几种原型用于测试高超音速飞机发动机。



在1990的开头 “彩虹”的设计者开发了X-90高超音速巡航导弹。 导弹的工作在1992暂停,但是为了测试基于X-90的各种解决方案,有一架高超音速实验飞机(GELA)。 此外,在荣获X-22的基础上,ICD团队提出了一个飞行实验室“Rainbow D2”。

在1993中,Burlak-Diana项目的积极实施开始了。 该项目的进一步发展将是创造一种带有高超音速喷气发动机的新型运载火箭“Burlak-M”。

在2004,联邦国家单一企业GosMCB Raduga被改造成一家开放式股份公司,并成为战术导弹武器公司OJSC的正式成员。

在超音速的路上


一种独特的产品,仍然没有类似物,在GosMKB Raduga的MAKS-97展览会上公开展示。 高超音速飞行实验室“Rainbow D2”是在X-22航空导弹的基础上创建的,旨在进行飞行试验和确认模拟程序。
“Rainbow D2”是一种现代化的X-22巡航导弹,能够以超过M = 6的速度飞行。 有效载荷的质量 - 实验设备 - 高达800 kg。

然而,在苏联发展高超音速的工作并没有得出有价值的结论。 原因不仅是金融,而且还是高超音速飞机创造者所面临的任务的极端复杂性和多因素性。

今天,问题的解决方案可以分阶段看待“超声波”,这反过来意味着创建飞行实验室,允许在真实的自由飞行条件下开发真实的技术解决方案和技术,从而允许进一步开发适合实际使用的高超音速飞机。

今年,在Le Bourget举行的48航展上,法国和俄罗斯宣布实验高超声速装置LEA计划的工作正在进入飞行试验阶段。



LEA项目在2003上推出

创建实验超燃冲压发动机取决于解决两个关键问题:用于制造具有适于用燃料冷却的内部结构的低重量燃烧室的材料和技术的开发,以及确认发动机推力和飞行中的飞机阻力之间的正平衡。

大多数初步结果可以在可获得的地面测试设备上获得并使用经典的数值模拟。 因此,LEA计划中的一个重要角色是METHYLE测试平台,它是在为JAPHAR计划开发的类似设置的基础上创建的。 工作台应该能够使用不同类型的燃料模拟飞机原型的飞行,其速度对应于温度高达7,5度的数量M = 2100。 S.

另一方面,有必要证明预测高超音速飞机的推力和阻力的正平衡的可靠性。 为完成这一关键步骤,MBDA-France和ONERA领导了一项名为LEA的欧洲科学计划。

LEA计划的主要方向:

使用地面试验和数值模拟选择研究GLA的方法,
选择研究工具来实现目标(实验或数值),
使用选定的工具开发LA的实验模型,
在一系列飞行实验中认可这些技术。
LEA项目的目标是进行飞行试验,以确认具有机械控制燃烧室的大范围冲压式喷气发动机概念的性能。

由于2阶段目前正在进行的工作,应该为自由喷射中的第一系列测试获得详细的HLV设计,以检查空气动力学特性。 测试应该从2010开始。



鉴于俄罗斯在高超音速飞机的实际开发和测试方面的丰富经验,第一份合同在2004签订。 根据2004,MBDA-MAI的联合活动按照俄罗斯联邦总统的命令获得了国际军事技术合作的地位。 这项工作的主要目标是在高超音速飞机上进行大范围冲压发动机的飞行试验。

“合同下的工作正在分阶段进行,目前已经取得了一些进展,这使得在Le Bourget签署了另一份合同,包括与俄罗斯的LEA现场设备合作,”联邦军事局第一副主任说。技术合作(FSMTC)Alexander Fomin。

商定的时间表设想在2012-2014中进行四次飞行试验。

MBDA,ONERA,Gattefin SAS,Rosoboronexport和Raduga设计局参与了联合工作。该设备的设计将由MBDA和ONERA进行,Gattefin SAS将在法国建立LEA。

考虑到GosMKB Raduga在高超音速飞机实际开发和测试方面的丰富经验,LEA项目管理部门与Rosoboronexport FSUE签订了一项合同,对该设备进行飞行测试。 飞行测试中心(PIC)也参与LEA计划的准备和实施。 MMGromova,MAI和CIAM。 俄罗斯参与者的工作总体协调分配给Rosoboronexport。 该设备的飞行测试将在俄罗斯举行。 为此目的,计划使用基于Tu-22М3轰炸机创建的飞行实验室。 此外,TsAGI将对该设备进行空气动力学排污,以M.Gromov命名的飞行研究所将提供用于遥测测试的Il-76飞机。

计划从Tu-22М3飞机进行四次发射。 设备将以对应于数量M = 8的速度飞行,大约为20-30秒。



由MBDA和ONERA代表的最新LEA配置与以前的配置有很大不同。 这些变化影响了机身的进气口和尾部有羽毛。 机身长度较短:在原始飞机中它是5 m,在这个项目中它是4,2 m。船体头部的设计和LA LEA的进气口是在1:3 2004 2005的模型上制定的。 目前正在ONERA办公室的风洞中进行测试。 使用数字M = 6的喷气发动机对LEA进行全面测试应该在2010的弹簧中保持,并且在7,5的秋天使用数字M = 2011。

飞行测试将允许开发人员决定设计方法和欧洲预期高超音速飞机进一步发展方向的最终选择。
作者:
Andrei Yurgenson
原文出处:
http://www.aviaport.ru
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