أسرع طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت في العالم. الطائرات الروسية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

طائرة ركاب عادية تطير بسرعة حوالي 900 كم / ساعة. يمكن أن تصل سرعة الطائرة النفاثة إلى حوالي ثلاثة أضعاف السرعة. ومع ذلك ، فإن المهندسين المعاصرين من الاتحاد الروسي ودول أخرى في العالم يطورون بنشاط آلات أسرع - طائرات تفوق سرعة الصوت. ما هي تفاصيل المفاهيم الخاصة؟

معايير طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت

ما هي الطائرة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت؟ بهذا يكون من المعتاد فهم جهاز قادر على الطيران بسرعة أعلى بعدة مرات من سرعة الصوت. تختلف مناهج الباحثين في تحديد مؤشرها المحدد. هناك منهجية منتشرة والتي بموجبها يجب اعتبار الطائرة فرط صوتية إذا كانت مضاعفة لمؤشرات السرعة للمركبات الأسرع من الصوت الحديثة. والتي تبلغ حوالي 3-4 آلاف كم / ساعة. بمعنى ، طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت ، إذا اتبعت هذه المنهجية ، يجب أن تصل سرعتها إلى 6000 كم / ساعة.

بدون طيار والمركبات الخاضعة للرقابة

قد تختلف مناهج الباحثين أيضًا من حيث تحديد معايير تصنيف جهاز معين كطائرة. هناك نسخة يمكن اعتبارها فقط تلك الآلات التي يتحكم فيها شخص ما. هناك وجهة نظر يمكن من خلالها اعتبار مركبة بدون طيار طائرة. لذلك ، يصنف بعض المحللين الآلات من النوع المعني إلى تلك التي تخضع للتحكم البشري وتلك التي تعمل بشكل مستقل. يمكن تبرير هذا التقسيم ، لأن المركبات غير المأهولة يمكن أن تتمتع بخصائص تقنية أكثر إثارة للإعجاب ، على سبيل المثال ، من حيث الحمولة الزائدة والسرعة.

في الوقت نفسه ، يعتبر العديد من الباحثين الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت مفهومًا واحدًا ، المؤشر الرئيسي له هو السرعة. لا يهم ما إذا كان الشخص جالسًا على رأس الجهاز أو يتم التحكم في الآلة بواسطة روبوت - الشيء الرئيسي هو أن الطائرة سريعة بدرجة كافية.

الإقلاع - منفردا أم بمساعدة

تصنيف الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت أمر شائع ، والذي يعتمد على تصنيفها على أنها تلك التي يمكن أن تقلع بشكل مستقل ، أو تلك التي تتطلب وضعها على حاملة أقوى - صاروخ أو طائرة شحن. هناك وجهة نظر تجعل من الشرعي الإشارة إلى الأجهزة من النوع قيد الدراسة بشكل رئيسي تلك التي يمكنها الإقلاع بشكل مستقل أو بأقل قدر ممكن من مشاركة أنواع أخرى من المعدات. ومع ذلك ، يجب على الباحثين الذين يعتقدون أن المعيار الرئيسي الذي يميز طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت هو السرعةأن تكون ذات أهمية قصوى في أي تصنيف. سواء كان يصنف الجهاز على أنه غير مأهول ، خاضع للتحكم ، قادر على الإقلاع من تلقاء نفسه أو بمساعدة آلات أخرى - إذا وصل المؤشر المقابل إلى القيم المذكورة أعلاه ، فهذا يعني أننا نتحدث عن طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت.

المشاكل الرئيسية للحلول التي تفوق سرعة الصوت

مفاهيم الحلول التي تفوق سرعتها سرعة الصوت تعود إلى عقود عديدة. على مدار سنوات تطوير النوع المقابل من المركبات ، كان مهندسو العالم يحلون عددًا من المشكلات المهمة التي تمنع بشكل موضوعي إنتاج "الصوت العالي" من التشغيل - على غرار تنظيم إنتاج الطائرات ذات المحركات التوربينية.

الصعوبة الرئيسية في تصميم الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت هي إنشاء محرك يمكن أن يكون موفرًا للطاقة بشكل كافٍ. مشكلة أخرى هي محاذاة الحماية الحرارية اللازمة للجهاز. الحقيقة هي أن سرعة طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت بالقيم التي اعتبرناها أعلاه تشير إلى تسخين قوي للبدن بسبب الاحتكاك بالجو.

سننظر اليوم في عدة نماذج من النماذج الأولية الناجحة للطائرات من النوع المقابل ، والتي تمكن مطوروها من إحراز تقدم كبير في حل المشكلات المذكورة بنجاح. دعونا الآن ندرس أشهر التطورات العالمية من حيث صناعة الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت من النوع المعني.

أسرع طائرة بوينج

أسرع طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت في العالم ، وفقًا لبعض الخبراء ، هي طائرة بوينج X-43A الأمريكية. لذلك ، أثناء اختبار هذا الجهاز ، تم تسجيل أنه وصل إلى السرعةتتجاوز 11 ألف كم / ساعة. أي حوالي 9.6 أضعاف سرعة الصوت.

ما الذي يميز طائرة X-43A التي تفوق سرعتها سرعة الصوت؟ خصائص هذه الطائرة كالتالي:

- السرعة القصوى المسجلة في الاختبارات - 11230 كم / ساعة ؛

- جناحيها - 1.5 م ؛

- طول العلبة - 3.6 م ؛

- المحرك - التدفق المباشر ، رامجيت الاحتراق الأسرع من الصوت ؛

- الوقود - الأكسجين الجوي والهيدروجين.

يمكن ملاحظة أن الجهاز المعني هو واحد من أكثر الأجهزة الصديقة للبيئة. الحقيقة هي أن الوقود المستخدم عمليا لا ينطوي على إطلاق منتجات احتراق ضارة.

تم تطوير الطائرة X-43A التي تفوق سرعتها سرعة الصوت من خلال الجهود المشتركة لمهندسي ناسا ، وكذلك شركة Orbical Science Corporation و Minocraft. تم إنشاء الطائرة لمدة 10 سنوات تقريبًا. تم استثمار حوالي 250 مليون دولار في تطويرها. الحداثة المفاهيمية للطائرة المعنية هي أنها صممت من أجل اختبار أحدث التقنيات لضمان تشغيل الدفع الدافع.

طور بواسطة Orbital Science

Orbital Science ، التي ، كما أشرنا أعلاه ، شاركت في إنشاء جهاز X-43A ، تمكنت أيضًا من إنشاء طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت - X-34.

سرعتها القصوى أكثر من 12000 كم / ساعة. صحيح ، لم يتم تحقيق ذلك أثناء الاختبارات العملية - علاوة على ذلك ، لم يكن من الممكن تحقيق المؤشر الذي تظهره طائرة X43-A. تعتبر الطائراتيتسارع الجهاز عند تنشيط صاروخ بيغاسوس الذي يعمل بالوقود الصلب. تم اختبار X-34 لأول مرة في عام 2001. الطائرة المعنية أكبر بكثير من جهاز Boeing - يبلغ طولها 17.78 مترًا ، ويبلغ طول جناحيها 8.85 مترًا. ويبلغ أقصى ارتفاع طيران للمركبة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت من Orbical Science 75 كيلومترًا.

طائرات من أمريكا الشمالية

طائرة أخرى تفوق سرعتها سرعة الصوت هي X-15 ، التي تنتجها أمريكا الشمالية. يشير المحللون إلى هذا الجهاز على أنه تجريبي.

مجهزة بمحركات صاروخية مما يعطي بعض الخبراء سببًا لعدم تصنيفها على أنها طائرة. ومع ذلك ، فإن وجود محركات الصواريخ يسمح للجهاز ، على وجه الخصوص ، بالقيام برحلات شبه مدارية. لذلك ، خلال أحد الاختبارات في هذا الوضع ، تم اختباره من قبل الطيارين. الغرض من جهاز X-15 هو دراسة تفاصيل الرحلات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ، وتقييم حلول تصميم معينة ، ومواد جديدة ، وميزات التحكم في مثل هذه الآلات في طبقات مختلفة من الغلاف الجوي. يشار إلى أن فكرة المشروع تمت الموافقة عليها في عام 1954. تطير X-15 بسرعة تزيد عن 7 آلاف كم / ساعة. مدى طيرانها يزيد عن 500 كيلو متر ويتجاوز ارتفاعها 100 كيلو متر

أسرع طائرة إنتاج

المركبات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت التي درسناها أعلاه تنتمي في الواقع إلى فئة البحث. سيكون من المفيد النظر في بعض العينات التسلسلية للطائرات التي هي قريبة في خصائصها من سرعة الصوت أو فرط صوتية (وفقًا لمنهجية أو بأخرى).

من بين هذه الآلات هو التطوير الأمريكي لـ SR-71. لا يميل بعض الباحثين إلى تصنيف هذه الطائرة على أنها تفوق سرعتها سرعة الصوت ، حيث تبلغ سرعتها القصوى حوالي 3.7 ألف كم / ساعة. ومن أبرز خصائصها وزن إقلاعها الذي يتجاوز 77 طناً. طول الجهاز أكثر من 23 م ، جناحيها أكثر من 13 م

واحدة من أسرع الطائرات العسكرية هي الروسية MiG-25. يمكن للجهاز أن يصل إلى سرعات تزيد عن 3 ، 3 آلاف كم / ساعة. الحد الأقصى لوزن إقلاع الطائرة الروسية 41 طن.

وهكذا ، في سوق الحلول التسلسلية ، قريبة من الخصائص التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ، يعد الاتحاد الروسي من بين القادة. ولكن ماذا يمكن أن يقال عن التطورات الروسية من حيث الطائرات "الكلاسيكية" التي تفوق سرعتها سرعة الصوت؟ هل المهندسون من الاتحاد الروسي قادرون على إيجاد حل منافس لآلات Boeing و Orbital Scence؟

المركبات الروسية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت

في الوقت الحالي ، يتم تطوير الطائرة الروسية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت. لكنها نشطة للغاية. نحن نتحدث عن طائرة Yu-71. تم إجراء اختباراته الأولى ، وفقًا لتقارير وسائل الإعلام ، في فبراير 2015 بالقرب من أورينبورغ.

من المتوقع أن تستخدم الطائرة لأغراض عسكرية. وبالتالي ، ستكون السيارة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت قادرة ، إذا لزم الأمر ، على إيصال أسلحة ضاربة على مسافات طويلة ، ومراقبة المنطقة ، وكذلك استخدامها كعنصر من عناصر الطيران الهجومي. يعتقد بعض الباحثين أنه في 2020-2025. ستتلقى قوات الصواريخ الاستراتيجية حوالي 20 طائرةالنوع المناسب.

هناك معلومات في وسائل الإعلام تفيد بأن الطائرة الروسية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت قيد الدراسة ستوضع على صاروخ سارمات الباليستي ، وهو أيضًا في مرحلة التصميم. يعتقد بعض المحللين أن مركبة يو -71 التي تفوق سرعتها سرعة الصوت قيد التطوير ليست أكثر من رأس حربي يجب أن تنفصل عن صاروخ باليستي في الجزء الأخير من الرحلة ، بحيث يمكنها التغلب على الصاروخ بفضل القدرة العالية على المناورة التي تتميز بها الطائرة. أنظمة الدفاع

مشروع اياكس

من بين أكثر المشاريع الجديرة بالملاحظة المتعلقة بتطوير الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت Ajax. دعنا ندرسها بمزيد من التفصيل. طائرة تفوق سرعة الصوت "Ajax" - تطور مفاهيمي للمهندسين السوفييت. في المجتمع العلمي ، بدأ الحديث عنها في الثمانينيات. من بين أبرز الخصائص وجود نظام حماية حراري مصمم لحماية العلبة من الحرارة الزائدة. وهكذا ، اقترح مطورو جهاز Ajax حلاً لإحدى مشاكل "فرط الصوت" التي حددناها أعلاه.

يتضمن المخطط التقليدي للحماية الحرارية للطائرات وضع مواد خاصة على الجسم. اقترح مطورو Ajax مفهومًا مختلفًا ، حيث كان من المفترض ألا يحمي الجهاز من التسخين الخارجي ، ولكن يسمح بدخول الحرارة إلى السيارة ، مع زيادة موارد الطاقة الخاصة بها. كان المنافس الرئيسي للجهاز السوفيتي هو طائرة Aurora التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ، التي تم إنشاؤها في الولايات المتحدة. ومع ذلك ، نظرًا لحقيقة أن المصممين من اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية قاموا بتوسيع الاحتمالات بشكل كبيرالمفهوم ، تم تكليف التطوير الجديد بمجموعة واسعة من المهام ، على وجه الخصوص ، البحث. يمكننا القول أن Ajax هي طائرة متعددة الأغراض تفوق سرعتها سرعة الصوت

دعونا نلقي نظرة فاحصة على الابتكارات التكنولوجية التي اقترحها مهندسون من اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.

لذا ، اقترح مطورو Ajax السوفييت استخدام الحرارة المتولدة نتيجة احتكاك جسم الطائرة بالجو لتحويلها إلى طاقة مفيدة. من الناحية الفنية ، يمكن تنفيذ ذلك عن طريق وضع قذائف إضافية على الجهاز. نتيجة لذلك ، تم تشكيل شيء مثل المبنى الثاني. كان من المفترض أن يُملأ تجويفه بنوع من المحفز ، على سبيل المثال ، خليط من مادة قابلة للاحتراق والماء. كان من المفترض أن يتم استبدال الطبقة العازلة للحرارة المصنوعة من مادة صلبة في Ajax بطبقة سائلة ، والتي من ناحية ، كان من المفترض أن تحمي المحرك ، من ناحية أخرى ، من شأنها أن تسهم في التفاعل التحفيزي ، والذي ، في غضون ذلك ، يمكن أن يكون مصحوبًا بتأثير ماص للحرارة - حركة الحرارة من أجزاء الجسم الخارجية بالداخل. من الناحية النظرية ، يمكن أن يكون تبريد الأجزاء الخارجية للجهاز أي شيء. في المقابل ، كان من المفترض استخدام الحرارة الزائدة من أجل زيادة كفاءة محرك الطائرة. في الوقت نفسه ، ستجعل هذه التقنية من الممكن توليد أنواع هيدروجين مجانية بسبب تفاعل الوقود.

في الوقت الحالي ، لا توجد معلومات متاحة لعامة الناس حول استمرار تطوير Ajax ، لكن الباحثين يعتبرون أنه من الواعد جدًا وضع المفاهيم السوفيتية موضع التنفيذ.

المركبات الصينية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت

منافسروسيا والولايات المتحدة في سوق الحلول التي تفوق سرعتها سرعة الصوت هي الصين. من بين أشهر تطورات المهندسين من الصين طائرة WU-14. إنها طائرة شراعية تفوق سرعتها سرعة الصوت مثبتة على صاروخ باليستي

تطلق الصواريخ البالستية العابرة للقارات (ICBM) طائرة إلى الفضاء ، ومن هناك تغوص الآلة بحدة ، مما يؤدي إلى سرعة تفوق سرعة الصوت. يمكن تركيب الجهاز الصيني على العديد من الصواريخ البالستية العابرة للقارات بمدى يتراوح من 2000 إلى 12000 كم. وجد أنه خلال الاختبارات ، تمكنت WU-14 من الوصول إلى سرعات تزيد عن 12 ألف كم / ساعة ، وبالتالي تحولت إلى أسرع طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت وفقًا لبعض المحللين.

في الوقت نفسه ، يعتقد العديد من الباحثين أن التطور الصيني ليس شرعيًا تمامًا لأن ينسب إلى فئة الطائرات. لذا ، فإن النسخة منتشرة على نطاق واسع ، والتي بموجبها يجب تصنيف الجهاز بدقة على أنه رأس حربي. وفعال جدا. عند الطيران بسرعة ملحوظة ، لن تتمكن حتى أحدث أنظمة الدفاع الصاروخي من ضمان اعتراض الهدف المقابل.

وتجدر الإشارة إلى أن روسيا والولايات المتحدة تطوران أيضًا مركبات تفوق سرعة الصوت تستخدم للأغراض العسكرية. في الوقت نفسه ، يختلف المفهوم الروسي ، الذي يُفترض بموجبه إنشاء آلات من النوع المقابل ، اختلافًا كبيرًا ، كما يتضح من البيانات في بعض الوسائط ، عن المبادئ التكنولوجية التي يطبقها الأمريكيون والصينيون. لذلك ، يركز المطورون من الاتحاد الروسي جهودهم في مجال إنشاء الطائراتالسيارات المجهزة بمحرك نفاث نفاث قادر على الانطلاق من الأرض. روسيا تخطط للتعاون في هذا الاتجاه مع الهند. الأجهزة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ، التي تم إنشاؤها وفقًا للمفهوم الروسي ، وفقًا لبعض المحللين ، تتميز بتكلفة أقل ونطاق أوسع.

في الوقت نفسه ، تقترح الطائرة الروسية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ، والتي ذكرناها أعلاه (Yu-71) ، وفقًا لبعض المحللين ، نفس الوضع على الصواريخ البالستية العابرة للقارات ICBMs. إذا تبين أن هذه الأطروحة صحيحة ، فيمكن القول إن المهندسين من الاتحاد الروسي يعملون في وقت واحد في مجالين مفاهيمي شائعين في بناء الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت.

السيرة الذاتية

إذن ، ربما تكون أسرع طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت في العالم ، إذا تحدثنا عن الطائرات ، بغض النظر عن تصنيفها ، فلا تزال WU-14 الصينية. على الرغم من أنك تحتاج إلى فهم أن المعلومات الحقيقية عنه ، بما في ذلك تلك المتعلقة بالاختبارات ، يمكن تصنيفها. هذا يتوافق مع مبادئ المطورين الصينيين ، الذين يسعون في كثير من الأحيان للحفاظ على سرية التكنولوجيا العسكرية الخاصة بهم بأي ثمن. تبلغ سرعة أسرع طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت أكثر من 12000 كم / ساعة. إنها "تلحق" بالتطور الأمريكي لـ X-43A - يعتبرها العديد من الخبراء أنها الأسرع. من الناحية النظرية ، يمكن للطائرة X-43A التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ، وكذلك الصينية WU-14 ، اللحاق بالتطور من Orbical Science ، المصمم بسرعة تزيد عن 12 ألف كم / ساعة.

خصائص طائرة يو -71 الروسية ليست معروفة بعد لعامة الناس. من الممكن أن تكون قريبة من المعلماتالطائرات الصينية. يقوم المهندسون الروس أيضًا بتطوير طائرة تفوق سرعة الصوت قادرة على الإقلاع ليس على أساس صواريخ باليستية عابرة للقارات ، ولكن بشكل مستقل.

المشاريع الحالية للباحثين من روسيا والصين والولايات المتحدة مرتبطة بطريقة أو بأخرى بالمجال العسكري. تعتبر الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ، بغض النظر عن تصنيفها المحتمل ، في المقام الأول ناقلات للأسلحة ، وعلى الأرجح تلك النووية. ومع ذلك ، في أعمال الباحثين من جميع أنحاء العالم ، هناك أطروحات مفادها أن "الصوت العالي" ، مثل التكنولوجيا النووية ، قد يكون سلميًا.

يتعلق الأمر بظهور حلول ميسورة التكلفة وموثوقة تسمح لك بتنظيم الإنتاج الضخم للآلات من النوع المناسب. استخدام مثل هذه الأجهزة ممكن في أوسع مجموعة من فروع التنمية الاقتصادية. من المرجح أن يوجد الطلب الأكبر على الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت في صناعات الفضاء والبحث.

نظرًا لأن تكلفة تقنيات التصنيع للآلات المقابلة تصبح أرخص ، فقد تبدأ شركات النقل في إظهار الاهتمام بالاستثمار في مثل هذه المشاريع. قد تبدأ الشركات الصناعية ومقدمو الخدمات المختلفة في اعتبار "الصوت عالي الصوت" كأداة لزيادة القدرة التنافسية للأعمال من حيث تنظيم الاتصالات الدولية.