创造这种结构的最困难的例子是苏联和美国的项目“螺旋”和波音X-20 Dyna-Soar。 在这些项目中，两国进行了大量研究，建造了几架实验飞机，并花费了大量的时间和精力。 然而，“螺旋”和X-20没有飞行。 复杂性，高成本和不太明确的前景最终导致两个项目的关闭以及潜在客户不断变化的优先事项。 为了更全面地了解这种情况，值得仔细研究一下Spiral，X-20以及其他时间的项目。
美国“战士”
在1957，美国推出了X-20 Dyna-Soar计划，其目标是创建一个多功能的载人轨道飞机。 根据战术需要，X-20应该对敌方目标进行侦察，对其进行攻击或摧毁敌人的轨道飞行器，包括类似于它的飞机。 无论战术任务如何，Dyna-Soar都比传统飞机具有更大的优势：根据定义，现有和未来的防空系统无法击败它。 因此，敌人只需要在雷达的帮助下观察X-20的飞行，并意识到它的无助。
在X-20项目开始工作之初，已经形成了两种可能的应用方法。 第一个叫做升力滑行（加速和规划）意味着将轨道平面带到地面以上约150-160公里的高度，然后变成规划飞行。 由于在飞行过程中使用升力 - 滑翔法，航天器的速度不应超过第一空间速度，它总是保持在离行星表面所需的距离，但不会冒太空飞行的风险。 在使用加速器助推器达到所需高度后，该装置应该到达目标区域并下降到大约50-60公里的高度。 在轨迹的下半部分，Dyna-Soar应该进行物体拍摄或减轻战斗负荷。 此外，具有高速度的飞机将返回到更高的高度，尽管与初始高度相比更小。 根据波音公司专家的计算，在不断“潜入”X-20大气层的帮助下，在几小时内它就可以绕地球滚动并坐在发射场附近的机场。 值得注意的是，升力 - 滑翔飞行配置中的X-20并未计划配备发动机。 由于高度和背部的高度“交换”，设备必须执行的所有操作。
第二个应用程序X-20旨在拦截卫星或其他航天器。 在这种情况下，在将设备放入轨道后，停靠一个特殊的上层，使其能够进行操纵。 这样的配置将允许Dyna-Soar在轨道上运行数天，以操纵，探测和摧毁敌方航天器。 在任务结束时，上级必须给出制动脉冲并将X-20转移到下降轨迹。 基于X-20的拦截器应该配备一个雷达站，用于探测敌方目标，以及用于销毁它们的导弹武器。
最初，几家公司声称Dyna-Soar宇宙飞船的发展，但最终波音被选中。 在她的版本中，有前途的太空飞机看起来像这样。 长度几乎为11米的装置有一个跨度为6,2 m的三角翼。大型扫掠翼位于机身正下方，在飞行的某些阶段应该执行空气动力制动器的功能。 在着陆期间对设备的控制应该使用机翼后缘上的升降机和两个带有位于控制台尖端上的舵的龙骨进行。 机身以有趣的方式排列。 前部有电子和气动方向盘。 仪表舱后面是驾驶舱。 一个“太空飞行器”可以完全控制轨道平面的所有系统。 建议X-20控制器与传统飞机类似：滚动和俯仰控制旋钮，以及踏板。 计划在空间拦截器版本中控制上段使用单独的控制面板。 为了节省飞行员，建议使用带有固体燃料发动机的弹射座椅。 然而，无论波音公司的工程师如何努力，他们都无法提供高速救援，从M = 1,5-2开始。 紧急驾驶室后面是一个货舱，可以放置重达1000磅（约450公斤）的武器。 最后，机身的船尾在与上部或运载火箭的对接单元下面给出。
由于巨大的设计速度 - 在大气层中飞行时，X-20必须加速到每秒7-7,5公里 - 机身设计完全由难熔金属和合金组成。 值得注意的是，结构的防止过热应该仅通过以辐射形式释放热能来进行。 未提供吸热或逐渐燃烧的材料。 几乎整个飞行的驾驶舱玻璃被一个特殊的整流罩关闭。 因此，飞行员只能在着陆期间，当整流罩掉落时，通过玻璃检查环境。 为了着陆，X-20计划配备三轮车滑雪起落架。
X-20的第一次飞行将在1964年举行。 不到一年之后，计划与飞行员一起发射第一架Dyna-Soar。 该项目的作者设法建立了几个不同系统的模型，选择了六个试飞员并开始准备原型的构建。 然而，经过几年的争议，美国军方停止了对X-20机器的需求。 他们认为，这种飞机的发射过于复杂和昂贵。 因此，MOL轨道站和Skylab项目的优先级更高。 X-20计划因无望而关闭。 部分技术随后用于开发新的可重复使用的航天器。
苏联“螺旋”
大约在地球另一侧关闭Dyna-Soar项目的同时，一项类似项目的工作刚刚开始。 与此同时，来自设计局的苏联设计师A.I. 米高扬在G.E.的领导下 Lozino-Lozinsky选择了一种稍微不同的方式将战斗轨道飞机送到工作高度。 建议使用特殊的吊具平面而不是运载火箭，制造昂贵，一次性并且需要相对复杂的发射设施。 他必须将轨道器升高到一定高度，将其加速到高超音速并重置。 接下来，在额外的火箭助推器的帮助下，轨道平面被带到工作高度，在那里它可以完成任务。 因此，在整个螺旋系统中，只有轨道器加速器是一次性的。 复杂的安全和声音的所有其他元素回来了，可以再次使用。
尽管螺旋复合体的主要部分是轨道平面，但最有趣的是吊具平面。 他不得不在地球大气层进行高超音速飞行，这是他的主要“亮点”。 高超音速加速平面（GDS），也称为“50-50”，被认为可以提升到大约30公里的高度，并且可以通过其加速器初步加速轨道平面。 在结构上，“50-50”是一款无尾38仪表，带有可变扫描的三角翼，跨度为16,5 m，龙骨垫圈位于控制台两端。 为了获得正确的流量，机翼已经形成了结节，这些结节到达了机身的前端并且扫过了大约80°。 大约是飞机长度的三分之二，这个参数发生了巨大的变化，然后机翼的前缘扫过了60°。 机身，指向机头部分，逐渐扩展，尾部是一个横截面接近矩形的结构。 在机身的后部，计划放置一组四个发动机，其进气口位于承载机身的下表面，略微位于扫掠点的后面。
特别关注的是GDS的引擎。 装备飞机设计办公室AM。 Cradle受委托开发以液态氢为燃料的新型涡轮喷气发动机。 之所以选择这种燃料是因为可能会对发动机叶片进行额外的冷却。 由于该特征，传统方案的TRD可以高速运行并产生更多功率而没有损坏结构的风险。 此外，为了优化进气口入口处的空气流速，机身的下表面是特殊形状的。 由于所有这些措施，预期的发动机应该发出每个17,5-18吨的推力，并提供速度约为6М的螺旋组件。
不幸的是，新氢发动机的产生被大大推迟了。 因此，在螺旋计划的某个阶段，开始生产具有可接受的推力和燃料消耗参数的煤油涡轮喷气发动机。 然而，在“煤油”配置中，50-50飞机无法再加速到声速的六倍。 不使用氢燃料，其速度下降了近一倍半。 值得注意的是，根据设计师的计算，当时可用的材料和技术可以提供两种速度的飞行，因此发动机是制造全功能高超音速飞机的主要问题。
原型GSR的建造最初计划在七十年代初期进行。 但是，一些尚未解决的技术和结构问题首先导致修订最后期限，然后关闭项目。 直到七十年代末，继续研究螺旋项目的各个要素。 首先，特别关注轨道平面本身，用于测试技术和设计，其中创建和测试了几个实验装置。 然而，高超音速平面螺旋桨的问题，以及随后改变可重复使用空间系统发展的优先顺序导致整个计划的关闭。
成功的时候
似乎超级大国在高超音速飞机项目中所做的一切努力，随着时间的推移开始承担起第一批成果。 因此，在八十年代，Fakel设计局和CIAM合作开发了用于有前途的高超音速飞机的冲压发动机。 在地面上完全测试这种发动机根本不可能，所以我不得不创建一个飞行实验室“冷”。 该系统的基础是5ВХNUMX防空导弹，取自C-28防空系统，适合飞行速度。 在飞行实验室的制造中，弹头从原始火箭上拆除，冷装置安装在其位置。 此外，该综合设施还必须包括一个专门设计用于处理液态氢的油罐车。
该装置包括用于液氢的燃料箱，燃料管路，控制系统和高超音速冲压式喷气发动机E-57。 由于设计特点，该发动机只能在至少15公里的高度和M = 3,5-6,5的速度下工作。 Cold模块携带相对少量的燃料，根据模式计算60-80飞行秒数。 “冷”的所有测试飞行都按照相同的方案进行：火箭发射，将模块加速到冲压式喷气发动机开启的速度，之后，根据飞行计划，它被发射。 从1991到1999，全年共进行了7次试飞，其中3次直流发动机按照规定的程序运行。 发动机启动的最大飞行持续时间为77秒，并且在分析遥测数据后，即使在产生全部燃料量之后发动机仍然保持运行。
另一个可能成功的国内项目是GEL（Hypersonic Experimental Aircraft）或X-90的主题。 众所周知，这个项目是在八十年代后期的MKB“彩虹”中创建的，然后在各种航空展览会上反复展示。 同时有证据表明在1992年度该项目的工作已经终止，即 在第一次向大众展示之前。 GELA装置是一种巡航导弹，具有折叠三角翼和机身，几乎完全投降到冲压式喷气发动机。 显然，为了确保进气口入口处所需的空气流量，火箭配备了特定的楔形鼻子整流罩。 起始质量约为15吨，X-90火箭可能加速到至少M = 4,5的速度。 到目前为止，还没有关于GEL项目结果的可靠信息。 根据一些消息来源，一架经验丰富的巡航导弹在八十年代末首次从飞机上掉落，稍后又进行了第一次超音速飞行。 但是，没有经过证实和值得注意的证实。
在国外，新型高超音速飞机的发展速度与我国大致相同，直到某一段时间才取得很大成功。 “转折点”是波音X-43项目。 从表面上看，这架飞机在某种程度上与俄罗斯GEL相似。 由于使用了冲压式喷气发动机，因此再次需要使用鼻锥来优化进气口前方的流量。 在尾部，X-43有两个小稳定翼和两个龙骨。 6月，2001，这架高超音速无人机首飞，但没有成功。 由于控制系统的问题，该装置在地面指令下被摧毁。 第二次飞行顺利进行，第三次是在今年11月的2004中，无人机创下纪录，加速到每小时11200公里的速度 - 大约是M = 9,5-9,6。
波音公司的X 43
波音公司的X 51
X-43项目的开发是X-51火箭。 它正在为未来奠定基础，从长远来看应该是美国战略航空的主要武器之一。 这种巡航导弹重复了之前高超音速飞机外观的一些元素，但它的机身宽度较小。 根据官方数据，X-51火箭应该能够以M = 6-7的速度飞行。 在所谓的系统中可能需要这样的速度。 快速全球罢工。 在2010五月底，X-51首次飞行。 几乎整个飞行计划都已成功完成，但最终由于某些火箭系统的故障，测试人员不得不指挥自毁。 第二次和第三次发布 - 在2011的春天和2012的夏天 - 根本没有成功。 目前，在2013开始时，波音员工正准备进行第四次测试，这对该计划的未来具有决定性意义。 如果火箭至少执行计划程序的一部分，则工作将继续进行。 如果启动不成功，项目可能会关闭。
他们失败的秘诀
正如您所看到的，在传奇的X-15之后，高超音速飞机的成功项目数量可以用一只手的手指计算。 与此同时，自美国火箭飞机的亚轨道飞行以来已经过去了半个世纪。 让我们试着解决现有问题及其原因。
首先，您需要记住成本问题。 达到新的高峰，在这种情况下是高超音速，总是需要投入时间，最重要的是，需要花钱。 因此，包括高超音速行业在内的所有先进开发项目最终都会融资。 此外，与开发此类设备有关的几乎所有其他问题都与融资直接相关。
第二个问题可能是最庞大和最复杂的问题。 这是技术。 制造X-15火箭计划和所有后续高超声速装置的主要问题是创造和掌握新型耐热合金的生产。 例如，在阶段期间X-15的外表面的一些区域变暖至600-650度。 因此，以更高速度飞行的X-51火箭应该具有更多的耐热结构元件。 在项目“50-50”的例子中，您还可以看到为高超音速飞机创建发电厂的难度。 最初它应该为这架飞机装备氢燃料涡轮风扇发动机，但是制造这种发动机的复杂性，特别是设计用于高超音速速度，最终被迫放弃它并返回到通常的“煤油”系统。 在这样的转变之后，GSR的最大速率显着下降，这应该对螺旋复合物的所有特征产生影响。
与一般技术不同，值得留在电子产品中。 很明显，人类的反应根本不足以有效地控制以巡航速度飞行的高超音速飞机。 因此，大多数任务，例如飞行中的稳定，应该分配给自动化，这可以同时分析参数的质量并向控制系统发出命令。 应该注意的是，在当前数字技术快速发展的情况下，这种用于飞机的自动控制系统不再是一项超级复杂的任务。 此外，将来有可能创建完全自治的系统，不仅可以提前执行任务，还可以根据当前情况调整其行动。
建立这种系统的直接后果可能是从最脆弱和最不可靠的部分 - 人员中删除。 与此同时，完全自治系统的出现不仅等待参与创建高超音速飞机的科学家。 人工智能不是第一个十年是许多人的梦想，但到目前为止，这一领域的一些进步使我们无法希望快速创建一个可以取代人的完全自主的计算机。 对于来自遥控器的控制，这种从设备侧移除人的方式看起来不太现实。 当以超音速飞行时，设备周围的空气可以加热到等离子状态并屏蔽所有无线电信号。 因此，巡航模式下的UAV将无法接收操作员命令或向他发送任何信息。 因此，只能通过两种方式进行管理：船上人员或完全自治系统，其能力完全符合所提出的任务。 毋庸置疑，目前，这个人最有可能适应形势，电子产品还不能与他平起平坐？
最后，基础设施。 X-20项目的飞机需要创建一个特殊的航天发射场，它可以使用运载火箭起飞。 当然，对他而言，可以分配一个单独的发射台，但可能的军事用途将具有完全不雅的外观。 首先，为了确保对敌方航天器的适当保护，有必要同时保持几个Dyno-Soars值班。 这是非常昂贵和不安全的，因为燃料运载火箭将在发射台上对所有风和其他令人不快的气象现象开放。 其次，为了不对其他太空计划造成损害，不可能简单地从现有太空计划中选择一个或两个发射台。 我们将不得不建造易受敌人打击武器攻击的新设施。 最后，在某些情况下，例如在导弹防御方面，“太空战士”可能没有时间到达拦截线并错过了几枚敌方导弹的弹头。 对于所有这些问题，还值得增加程序本身的高成本，为它们构建设备和基础设施，以及永久性任务的高成本。
苏联50-50超频飞机在这方面会更方便一些。 使用煤油时，不需要任何特殊的机场燃料设备。 然而，如果没有在机场存在相应的加油设备，燃料复合体等，则射弹的氢型不再能够运行。 设计用于液化氢的系统。 众所周知，美国X-43和X-51等项目对特殊设备的要求不高。 无论如何，当他们处于测试阶段时，准备进行测试发射的机场并没有进行严格的现代化改造。 与此同时，X-51系列导弹的实际使用可能需要对军事基地的基础设施进行某些改变，但目前还不能说它们会是什么。
总的来说，客观原因阻碍了高超音速飞机的快速发展。 由于这类技术的许多问题，进展本身就很复杂。 因此，在未来几年中，绝对不值得等待高超音速飞机的外观完全适合实际使用。 最近有传闻说，在目前的2013中，俄罗斯军方和工程师将开始测试某种可以超音速飞行的飞机。 有关该项目的任何详细信息及其存在的事实尚未正式公布。 如果这些谣言属实，那么在接下来的几年中，这个项目将完全是科学和实验性的。 具有实际适用能力的第一台高超音速飞机的出现应归功于2020年后甚至更晚的时期。
在网站的材料上：
http://astronautix.com/
http://ntrs.nasa.gov/
http://buran.ru/
http://testpilot.ru/
http://aviationweek.com/
http://globalsecurity.org/
http://airwar.ru/