html текст
All interests
  • All interests
  • Design
  • Food
  • Gadgets
  • Humor
  • News
  • Photo
  • Travel
  • Video
Click to see the next recommended page
Like it
Don't like
Add to Favorites

Гиперзвуковой полет

Я тут столкнулся с тем, что народ просто не представляет что, как и где летает. Вроде бы человечество покорило воздух и все такое.. Однако, не все радужно. Попробую провести маленький ликбез.




Все мы время от времени летаем самолетами. И знаем, что полет проходит на высоте примерно 10 км со скоростью примерно 950 км/час. Эти параметры выбраны неслучайно. Именно на этой высоте достаточно кислорода для работы турбин и минимальное сопротивление воздуха. Лететь выше - движок задохнется (потолок для пассажирских экономичных турбин - 11-12 км), лететь ниже - расход топлива подскочит из-за сопротивления воздуха.

На местных авиалиниях эксплуатируют турбовинтовые самолеты. Там тоже турбина, но тягу создает не столько реактивная струя, сколько пропеллер. Для таких самолетов самая экономная высота - 7 км.

Собственно, на этих двух высотах все и летают. ВСЕ. Эшелоны вблизи 10 км забиты, на 7 км уже почти пусто. Ниже пусто вообще - настолько, что существует система "Открытое небо" для легких самолетов, где на высоте до 2 км можно лететь кто как хочет, система управления полетов не разрешительная а уведомительная. То есть не нужно разрешения диспетчера - достаточно его уведомить о полете.

Конечно, у военных разброс пошире. Истребители имеют потолок порядка 20 км, а самолеты-разведчики (типа легендарного SR-71) добираются до 26 км. Чтобы лететь на таких высотах, нужно развивать скорость в 3М (то есть три скорости звука). При этом двигатели дышат на пределе возможности, а элементы корпуса от трения воздуха разогреваются выше 300°С.



Выше 26 км можно поднятся только на аэростате - почти до 40 км. Но аэростат - даже не дирижабль, это игрушка, практическое применение его на таких высотах стремится к нулю. То есть человечество может летать вверх всего километров на 30 - а это у многих обычное расстояние по городу в цикле работа-дом.

Но ведь есть спутники, скажете вы.
Да, спутники есть. Но они летают очень высоко. Геостационарные - на высоте 36 тыс км, спутники GPS - 20 тыс.км. Очень низкоорбитальная станция МКС - чуть выше 400 км. Вообще, спутникам ниже 100 км опускаться нельзя - остатки атмосферы в течении нескольких дней или недель затормозят спутник и он сгорит в "плотных слоях атмосферы", которые, к слову, начинаются с 50-70 км.

Итак, что мы имеем. Человечество летает ниже 30 км и выше 100 км. То есть над землей есть огромный кусок неба, толщиной в 70 км, в котором мы летать не можем. Просто не умеем. Его каждый раз протыкают ракеты при выводе спутников - но очень быстро. Потому как "ни богу свечка, ни черту кочерга" - воздуха для двигателей и опоры крыльев там уже не хватает, но сгореть от трения в этом воздухе - как два пальца об асфальт.

Естественно, на такой пустой ломоть пространства заинтересовал военных.
Строились кучу гиперзвуковых аппаратов, типа американского X-51, двигатель которого в последний раз проработал аж 3 минуты (вместо запланированых пяти) и разогнал аппарат до 5М. Но эти все аппараты - они не в состоянии взлететь с аэродрома, они либо запускаются с высоколетящих самолетов, либо устанавливаются как нагрузка на ракетоноситель. У таких аппаратов прямоточный реактивный двигатель может запускаться на скоростях не меньше, чем 1.5М.
Несомненно, это очень интересно с точки зрения доставки водородной бомбы, потому что перехватить такой гиперзвуковой аппарат нечем абсолютно. Но других его использований нет.




Это несерьезно.
Человечеству нужен гиперзвуковой полет, желательно в районе 30М - это первая космическая скорость, достаточная для выхода на орбиту. И попытки построить орбитальный самолет продолжаются. Одна из последних - Skylon.




Главная проблема гиперзвукового полета - это не опора для крыльев. И не нехватка воздуха для двигателя. В конце концов, можно построить крупные воздухозаборники, которые будут разбивать гиперзвуковой поток на входе, собирать его и подавать в двигатель... А вот тут-то и лежит проблема!
Как известно, любой газ при сжимании нагревается. Мы все знаем, как греется велосипедный насос. В случае гиперзвукового самолета при сжатии разреженого воздуха с температурой -50°С, он разогревается примерно до 1000°С. Так как двигатель работает именно за счет разницы температур входящего и выходящего воздуха, то его КПД и тяга падают катастрофически. Двигатель просто "не тянет". Явление не новое - так же греется воздух в автомобилях с турбонаддувом и там существует специальное устройство - интеркулер, которое охлаждает воздух. Но как сделать интеркулер для самолета, с его гигантским количеством воздуха, проходящим через двигатель на бешеной скорости?

Собственно, именно такой двигатель и был придуман для Skylon, называется SABRE. Пока проект потихоньку обрастает железом, обещают к 2017 году не только полеты, но уже серийное производство.
Главное отличие SABRE от любого другого двигателя - такой движок работает на водороде. Сжиженый водород имеет температуру -140°С - и должен не только сжигаться в двигателе, но и через систему тонких трубочек должен за 0.01 секунды охладить входящий воздух с 1000°С до этих самых -140°С. Тонкие трубочки - это с диаметром 1 мм и с толщиной стенок меньше человеческого волоса. Для их изготовления пришлось изобретать новую технологию. Гланая проблема в этом случае - избегание намерзания водяного пара. Изобретатели двигателя хранят в секрете технологию ненамерзания, но испытание прототипа двигателя прошло - и прошло успешно.




Конечно, такой двигатель позволяет разогнаться только до 5.5М. Но после этого планируется построить чуть другой вариант, в котором воздухозаборник закрывается и вместо атмосферного воздуха в двигатель поступает кислород, запасенный в баках. И уже на таком принципе получается именно орбитальный самолет - аппарат, способный самостоятельно взлететь с аэродрома, подняться на орбиту и сесть в этом же аэродроме абсолютно по-самолетному.

Изобретатели Skylon уже подсчитали - при таком раскладе стоимость вывода килограмма груза на орбиту упадет с сегодняшних 10-14 тыс долларов прмерно до 500 долларов. Вот тогда-то все для человечества и начнется...



Читать дальше
Twitter
Одноклассники
Мой Мир

материал с livejournal.com

520
    +502 surfers

      Add

      You can create thematic collections and keep, for instance, all recipes in one place so you will never lose them.

      No images found
      Previous Next 0 / 0
      500
      • Advertisement
      • Animals
      • Architecture
      • Art
      • Auto
      • Aviation
      • Books
      • Cartoons
      • Celebrities
      • Children
      • Culture
      • Design
      • Economics
      • Education
      • Entertainment
      • Fashion
      • Fitness
      • Food
      • Gadgets
      • Games
      • Health
      • History
      • Hobby
      • Humor
      • Interior
      • Moto
      • Movies
      • Music
      • Nature
      • News
      • Photo
      • Pictures
      • Politics
      • Psychology
      • Science
      • Society
      • Sport
      • Technology
      • Travel
      • Video
      • Weapons
      • Web
      • Work
        Submit
        Valid formats are JPG, PNG, GIF.
        Not more than 5 Мb, please.
        30
        surfingbird.ru/site/
        RSS format guidelines
        500
        • Advertisement
        • Animals
        • Architecture
        • Art
        • Auto
        • Aviation
        • Books
        • Cartoons
        • Celebrities
        • Children
        • Culture
        • Design
        • Economics
        • Education
        • Entertainment
        • Fashion
        • Fitness
        • Food
        • Gadgets
        • Games
        • Health
        • History
        • Hobby
        • Humor
        • Interior
        • Moto
        • Movies
        • Music
        • Nature
        • News
        • Photo
        • Pictures
        • Politics
        • Psychology
        • Science
        • Society
        • Sport
        • Technology
        • Travel
        • Video
        • Weapons
        • Web
        • Work

          Submit

          Thank you! Wait for moderation.

          Тебе это не нравится?

          You can block the domain, tag, user or channel, and we'll stop recommend it to you. You can always unblock them in your settings.

          • georgiy.tselovanskiy
          • домен uablog.livejournal.com
          • домен livejournal.com

          Get a link

          Спасибо, твоя жалоба принята.

          Log on to Surfingbird

          Recover
          Sign up

          or

          Welcome to Surfingbird.com!

          You'll find thousands of interesting pages, photos, and videos inside.
          Join!

          • Personal
            recommendations

          • Stash
            interesting and useful stuff

          • Anywhere,
            anytime

          Do we already know you? Login or restore the password.

          Close

          Add to collection

             

            Facebook

            Ваш профиль на рассмотрении, обновите страницу через несколько секунд

            Facebook

            К сожалению, вы не попадаете под условия акции