«Аякс»
гиперзвуковой многоцелевой самолет
Концепция принципиально нового гиперзвукового
аппарата была выдвинута в конце 80-х гг. Владимиром Львовичем Фрайштадтом,
работающим в Санкт-Петербургском Hаучно-исследовательском предприятии
гиперзвуковых систем (НИПГС) холдинговой компании
«Ленинец». Он предложил не защищать аппарат, летящей с
огромной скоростью, от тепла, а напротив впускать его внутрь для повышения
энергоресурса. Согласно концепции «Аякс», гиперзвуковой летательный аппарат (ГЛА)
является открытой неизолированной аэротермодинамической системой, в которой
на всех этапах атмосферного полета часть кинетической энергии обтекающего ГЛА
гиперзвукового воздушного потока ассимилируется бортовыми подсистемами,
повышая общий ресурс аппарата и преобразуясь в химическую и электрическую
энергии. Это решало глобальный вопрос охлаждения планера и много
других проблем.
Первоначально «Аякс» создавался как ответ на американские планы создания гиперзвукового разведчика Aurora, позднее он «конверсируется»
в гиперзвуковой самолет глобальной дальности или первую ступень для вывода
полезной нагрузки на орбиту.
Гиперзвуковой ЛА использует в качестве топлива углеводороды (керосин или
более перспективное топливо - сжиженный метан) и воду. Для утилизации тепла
в двойной обшивке «Аякса» размещается термохимический реактор,
в который после разгона и аэродинамического нагрева обшивки
подают углеводородное топливо. Оно используется как «эндотермическое»
топливо - поглощает тепло. Под действием температуры,
давления и с помощью катализатора смесь топлива с водой разлагается на олефин и свободный водород.
Эта водородосодержащая смесь поступает в магнитоплазмохимический двигатель,
представляющий собой МГД генератор, гиперзвуковой ПВРД и находящийся за камерой
сгорания МГД ускоритель. МГД генератор, тормозящий поток до оптимальной скорости,
выступает в роли компрессора. Заторможенный и предварительно
ионизированный поток воздуха поступает в камеру сгорания, куда подается обогащенное
водородом топливо (керосин или метан). Истекающие продукты сгорания попадают в
сопло, дополнительно разгоняются МГД-ускорителем
и, расширяясь, выходят наружу. Для ускорения потока и для ионизации воздуха -
создания «холодной плазмы», используется электроэнергия, выработанная МГД генератором. Это позволяет повысить скорость
ЛА на 10-30 % и получить еще целый ряд преимуществ.
Плазменная воронка вокруг воздухозаборника ГПВРД
увеличивает его эффективный диаметр возрастает чуть ли не до сотни метров, плазменные
пятна-облака впереди ЛА существенно снижают сопротивление воздуха,
а около крыльев - увеличивают их эффективную площадь и регулирует подъёмную
силу. Для ионизации воздуха возможно и применение лазерного излучения или
источника нейтронов.
Таким образом, летящий в атмосфере аппарат сможет преобразовывать
кинетическую энергию набегающего воздушного потока в широкий спектр
различных видов энергии и использовать бортовой энергетический комплекс
мощностью 100 МВт для самых различных задач планетарного характера. На базе концепции «Аякс»
в ГНИПГС разработано семейство гиперзвуковых ЛА «Нева»
для околоземной или орбитальной транспортировки полезных грузов или пассажиров.
Революционная концепция «Аякса» имеет большой коэффициент новизны, а следовательно технического риска. Только к 1993 году экспертная комиссия из
крупнейших ученых вынесла окончательный вердикт:
«Концепция «Аякс» и ее основные направления не противоречат данным современной науки». В том же
году состоялось заседание научно-технического совета Госкомоборонпрома.
НИПГС во главе с генеральным директором Александром
Леонидовичем Курановым активно пропагандирует концепцию и ищет источники
финансирования ее реализации. И вот в мае 2001 г. пресс-службы холдинга сообщила,
что ОАО «Холдинговая компания «Ленинец»;
(Санкт-Петербург) подписало с Китаем соглашение о совместной работе над
гиперзвуковым летательным аппаратом (концепция «Аякс»). Проект рассчитан на 10-15 лет.
Объем вложений пока не определен, но, по оценкам экспертов, на разработки подобного
проекта за границей тратится порядка 70-80 млн. долл. По данным пресс-службы «Ленинца»,
финансовые документы по проекту стороны планируют подписать в сентябре 2001 г.
Соглашение также предусматривает сотрудничество в области разработки
радиоэлектронного оборудования для различных видов авиации, спутниковых
навигационных систем.
Описание | ||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Конструкция | НИПГС ХК «Ленинец» | |||||||||
Обозначение | «Аякс» | |||||||||
Тип | гиперзвуковой самолет-носитель | многоцелевой гиперзвуковой самолет | гиперзвуковой транспортный самолета | |||||||
Геометрические и массовые характеристики | ||||||||||
Площадь в плане, кв.м | 571 | 703 | ||||||||
Взлетная масса (максимальная),кг | 267000 (240000) | 200000 | 390 | |||||||
Снаряженная масса, кг | 113000 | 85000 | 130 | |||||||
Вес пустого, кг | 76000 | |||||||||
Масса второй ступени, кг | 23000 | |||||||||
Масса топлива, кг | 132000 | 105000 | 250 | |||||||
Масса ПH, кг | 10000 | 10000 | ||||||||
выводимой на орбиту (высота орбиты до 250 км) | 6000 | |||||||||
Силовая установка | ||||||||||
Двигатели | ТРД | 4 | 4 | 4 | ||||||
МПХД | 4 | 6 | 4 | |||||||
Тяга двигателя, кгс | ТРД | 4х 25000 | 4х 25000 | 4х 40 | ||||||
МПХД | 4х 25000 | 6х 14000 | 4х 39 | |||||||
Исходный энергоноситель | керосин + вода | |||||||||
Топливо | водородосодержащая смесь | |||||||||
Летные данные (расчетные) | ||||||||||
Максимальная скорость, м/сек (км/ч) | 4000 (14400) | 4000 | 4600 (16500) | |||||||
Статический потолок, км | 36 | 36 | 36 | |||||||
Максимальное аэродинамическое качество при | М=10 | 5 | 5 | |||||||
М=6 | 5 | |||||||||
Практическая дальность (при скорости М=8-10 на высоте 33 км), км | 14200 | 10000 | 12000 |
Источники информации:
- Some trends in improving hipersonic vehicles aerodynamics and propulsion / Home page for Valeri Golovitchev /
- Санкт-Петербургские Ведомости No 106(1780), 9 июня 1998
- Стенд МАКС-95