Внутри новейшего шпионского самолета США SR-72: секретный аппарат обещает сделать революцию в военной авиации

Пока что ​легендарный американский SR-71 «Blackbird», рожденный в шпионской гонке «холодной войны», остается самым быстрым в мире воздушно-реактивным военным самолетом.

Он летал на такой высоте и развивал такую скорость, что противник был не в силах его задержать. В конце концов, с появлением передовых спутниковых и радиолокационных технологий он утратил свои преимущества. В 1998 году ВВС США изъяло его из пользования. В настоящий момент по мере роста региональных угроз развития портативных зенитно-ракетных комплексов инженеры вновь приступили к созданию самых быстрых военных самолетов на планете.

На этот раз модель будет использоваться в качестве разведывательного беспилотника с возможностью нанесения ударов, разгоняющегося до скорости 4000 миль в час. Самолет, получивший название SR-72, сможет уклоняться от нападения, делать шпионские фотографии и атаковать цели на скорости достигающей шести чисел Маха. То есть он в два раза быстрее своего предшественника.

Авиационные инженеры компаний Lockheed Martin и Aerojet Rocket­dyne занимаются разработкой SR-72 в калифорнийском секретном отделении Skunk Works вот уже на протяжении последних нескольких лет. Необходима гибридная силовая установка: реактивный турбодвигатель стандартной конструкции, который сможет разогнать самолет до максимальной скорости, выраженной в 3 числах Маха, и прямоточный гиперзвуковой двигатель, обеспечивающий его дальнейшее движение. 

Его корпус сможет выдержать колоссальный жар гиперзвукового полета, когда одно только трение о воздух способно расплавить сталь. Возможно, его бомбы смогут поражать цели с расстояния 80000 футов. По словам Lockheed самолет введут в обращение в 2030 году. Способность самолета проходить одну милю в секунду означает, что он может достичь любого места на любом континенте в течение часа – показатели, не идущие ни в какое сравнение с тем, чем располагает авиация в настоящее время.

«Сейчас мы стоим на пороге гиперзвуковой революции», говорит руководитель гиперзвуковых проектов Брэд Леланд

ПРИНЦИП РАБОТЫ ПРЯМОТОЧНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

В прямоточных двигателях нет больших роторных компрессоров, какие необходимы для двигателей турбореактивных. Вместо этого сжатие воздуха основано на поступательном движении самих двигателей. Сначала воздух попадает в воздухозаборник и сжимается по мере поступления в диффузор. Диффузор также замедляет воздух до дозвуковых скоростей, чем облегчает горение. Оттуда воздух и топливо подаются в камеру сгорания и зажигаются. И наконец, в выходном сопле выброс горячего воздуха ускоряется, производя колоссальную тягу.

ДВИЖУЩАЯ СИЛА

Турбореактивные двигатели могут разогнать самолет до скорости, выраженной в числе Маха 3; такая скорость гораздо выше, чем требуется для прямоточного двигателя, который сжимает высокоскоростной воздух для горения. Однако он, как правило, работает, начиная со скорости в 4 числа Маха. Для того, чтобы устранить такой дисбаланс, инженеры разрабатывают гибридный двигатель, который сможет работать в трех режимах. Самолет будет разгоняться турбореактивным двигателем до скорости около 3 чисел Маха, затем переключится на управление прямоточного воздушно-реактивного двигателя, который увеличит скорость движения до 5 чисел Маха, а затем снова переключится в режим гиперзвукового двигателя, работающий на горении воздуха.
Самолет имеет невероятную скорость: он может достигнуть любого места на любом континенте течение часа.

ОБШИВКА

Аэродинамическое трение на скоростях, превышающих 5 чисел Маха, будет разогревать наружную обшивку воздушного судна до 2 000 градусов. При такой температуре стальные корпуса обычных самолетов плавятся. Поэтому инженеры рассматривают возможность использования композитов – разновидностей высокоэффективных углеродных, керамических, металлических смесей, используемых для облицовки носовой части межконтинентальных баллистических ракет и космических кораблей. Все соединения и швы должны быть заварены: любая утечка воздуха на гиперзвуковой скорости и сопутствующего ему жара приведет к падению самолета (то, чем объясняется печальная кончина шаттла Columbia).

КОРПУС

По мере движения на дозвуковой, сверхзвуковой и гиперзвуковой скоростях, нагрузки на корпус самолета изменяются. Например, когда полет проходит на дозвуковой скорости прямоточного двигателя, центр подъемной силы перемещается к задней части самолета.
Но как только самолет переходит на гиперзвуковую скорость, центр подъемной силы перемещается вперед. Если центр подъемной силы оказывается слишком близко от центра тяжести, то это может привести к опасной для самолета неустойчивости. Корпус самолета должен выдерживать такие перемены с запасом, чтобы самолет не мог развалиться.

ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ

Lockheed позиционирует SR-72 как средство, предназначенное для исследования, наблюдения, разведки и нанесения ударов с воздуха, однако точная информация о его грузоподъемности остается неизвестной. Скорее всего, он еще не принималась в расчет. Способность делать шпионские фотографии или сбрасывать бомбы на скорости в 6 чисел Маха потребует применения экстраординарных технологий. Для того, чтобы сделать разворот, потребуется сотни миль. Для того, чтобы сделать прицел на объект, расположенный на расстоянии 80 000 футов, потребуются мощные компьютеры. Кроме того, бомбовый отсек на скорости 4000 миль в час 

Подготовлено по материалам Popular Sciencе.