سرعة تفوق سرعتها سرعة الصوت كم ساعة سرعة تفوق سرعتها سرعة الصوت. تشكيل طبقات الصدمة اللزجة

معلومات عامة

يعد الطيران بسرعة تفوق سرعة الصوت جزءًا من نظام الطيران الأسرع من الصوت ويتم تنفيذه بتدفق غاز أسرع من الصوت. يختلف تدفق الهواء الأسرع من الصوت بشكل أساسي عن الطيران دون سرعة الصوت، وتختلف ديناميكيات طيران الطائرة بسرعات أعلى من سرعة الصوت (أعلى من 1.2 متر) بشكل أساسي عن الطيران دون سرعة الصوت (حتى 0.75 متر؛ ويسمى نطاق السرعة من 0.75 إلى 1.2 متر بالسرعة الترانسونيكية). ).

عادةً ما يرتبط تحديد الحد الأدنى للسرعة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ببدء عمليات التأين وتفكك الجزيئات في الطبقة الحدودية (BL) بالقرب من المركبة المتحركة في الغلاف الجوي، والتي تبدأ بالحدوث عند مسافة 5 ميجا تقريبًا. السرعة المعطاةيتميز بحقيقة أن المحرك النفاث النفاث الذي يعمل بالاحتراق دون سرعة الصوت يصبح عديم الفائدة بسبب الاحتكاك العالي للغاية الذي يحدث عند كبح الهواء المار في محرك من هذا النوع. وبالتالي، في نطاق السرعة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت، لمواصلة الرحلة، من الممكن استخدام محرك صاروخي فقط أو محرك نفاث تفوق سرعته سرعة الصوت (scramjet) مع احتراق الوقود الأسرع من الصوت.

خصائص التدفق

في حين أن تعريف التدفق فوق الصوتي (HS) مثير للجدل إلى حد كبير بسبب عدم وجود حدود واضحة بين التدفقات الأسرع من الصوت والتدفقات فوق الصوتية، يمكن وصف التدفق فوق الصوتي بظواهر فيزيائية معينة لم يعد من الممكن تجاهلها عند النظر فيها، وهي:

طبقة رقيقة من موجة الصدمة

مع زيادة السرعة وأعداد ماخ المقابلة لها، تزداد أيضًا الكثافة خلف موجة الصدمة (SW)، مما يتوافق مع انخفاض الحجم خلف الصدمة بسبب الحفاظ على الكتلة. لذلك طبقة هزة أرضيةأي أن الحجم بين الجهاز وموجة الصدمة يصبح رقيقًا عند أرقام Mach العالية، مما يؤدي إلى إنشاء طبقة حدودية رقيقة (BL) حول الجهاز.

تشكيل طبقات الصدمة اللزجة

يتم تحويل جزء من الطاقة الحركية الكبيرة الموجودة في تدفق الهواء، عند M > 3 (التدفق اللزج)، إلى طاقة داخلية بسبب التفاعل اللزج. تتحقق الزيادة في الطاقة الداخلية من خلال زيادة درجة الحرارة. نظرًا لأن تدرج الضغط الطبيعي للتدفق داخل الطبقة الحدودية يساوي الصفر تقريبًا، فإن الزيادة الكبيرة في درجة الحرارة عند أرقام ماخ عالية تؤدي إلى انخفاض في الكثافة. وبالتالي، فإن PS الموجود على سطح السيارة ينمو وعند أرقام ماخ عالية يندمج مع طبقة رقيقة من موجة الصدمة بالقرب من مقدمة السيارة، مما يشكل طبقة صدمة لزجة.

ظهور موجات عدم الاستقرار في PS، وهي ليست من سمات التدفقات دون الصوتية والأسرع من الصوت

ارتفاع درجة حرارة التدفق

يؤدي التدفق عالي السرعة عند النقطة الأمامية للجهاز (نقطة أو منطقة الكبح) إلى تسخين الغاز إلى درجات حرارة عالية جدًا (تصل إلى عدة آلاف من الدرجات). درجات حرارة عالية، بدوره، يخلق خصائص كيميائية غير متوازنة للتدفق، والتي تتكون من تفكك وإعادة تركيب جزيئات الغاز، وتأين الذرات، والتفاعلات الكيميائية في التدفق ومع سطح الجهاز. في ظل هذه الظروف، يمكن أن تكون عمليات الحمل الحراري وانتقال الحرارة الإشعاعي كبيرة.

معلمات التشابه

عادة ما يتم وصف معاملات تدفقات الغاز من خلال مجموعة من معايير التشابه، والتي تسمح للمرء بتقليل عدد لا نهائي تقريبًا من الحالات الفيزيائية إلى مجموعات تشابه والتي تسمح للمرء بمقارنة تدفقات الغاز مع معلمات فيزيائية مختلفة (الضغط، ودرجة الحرارة، والسرعة، وما إلى ذلك). .) مع بعض. وعلى هذا المبدأ تستند التجارب في أنفاق الرياح ونقل نتائج هذه التجارب إلى طائرات حقيقية، على الرغم من أن حجم النماذج وسرعات التدفق والأحمال الحرارية وما إلى ذلك في التجارب الأنبوبية قد يختلف بشكل كبير عن التجارب الحقيقية. ظروف الطيران، في نفس الوقت، تتوافق معلمات التشابه (أرقام ماخ، أرقام رينولدز، أرقام ستانتون، وما إلى ذلك) مع ظروف الطيران.

بالنسبة للتدفق فوق الصوتي أو الأسرع من الصوت أو القابل للضغط، في معظم الحالات تكون المعلمات مثل رقم ماخ (نسبة سرعة التدفق إلى السرعة المحلية للصوت) ورينولدز كافية لوصف التدفق بشكل كامل. بالنسبة لتدفق تفوق سرعته سرعة الصوت، غالبًا ما تكون هذه المعلمات غير كافية. أولاً، تصبح المعادلات التي تصف شكل موجة الصدمة مستقلة عملياً عند السرعات التي تبدأ من 10 م. ثانياً، زيادة درجة حرارة التدفق الفرط صوتي تعني أن التأثيرات المرتبطة بالغازات غير المثالية تصبح ملحوظة.

مع الأخذ في الاعتبار التأثيرات في الغاز الحقيقي، فإن هناك حاجة إلى عدد أكبر من المتغيرات لوصف حالة الغاز بشكل كامل. إذا تم وصف الغاز الثابت بشكل كامل بثلاث كميات: الضغط ودرجة الحرارة والسعة الحرارية (المؤشر الأديباتي)، وتم وصف الغاز المتحرك بأربعة متغيرات، والتي تتضمن أيضًا السرعة، فإن الغاز الساخن في التوازن الكيميائي يتطلب أيضًا معادلات الحالة لـ يجب أن تشتمل مكوناته الكيميائية والغاز الذي يخضع لعمليات التفكك والتأين أيضًا على الوقت كأحد متغيرات حالته. بشكل عام، هذا يعني أنه في أي وقت يتم اختياره، يتطلب التدفق غير المتوازن ما بين 10 إلى 100 متغير لوصف حالة الغاز. بالإضافة إلى ذلك، فإن التدفق المخلخل الذي تفوق سرعته سرعة الصوت (HF)، والذي يوصف عادة من خلال أرقام كنودسن، لا يخضع لمعادلات نافييه-ستوكس ويتطلب تعديلها. عادة ما يتم تصنيف HP (أو تصنيفها) باستخدام إجمالي الطاقة، معبرًا عنها باستخدام المحتوى الحراري الإجمالي (mJ/kg)، والضغط الإجمالي (kPa) ودرجة حرارة ركود التدفق (K) أو السرعة (km/s).

غاز مثالي

في في هذه الحالةيمكن اعتبار تدفق الهواء المار بمثابة تدفق غاز مثالي. لا يزال سباق الجائزة الكبرى في هذا النظام يعتمد على أرقام ماخ ويتم توجيه المحاكاة بواسطة ثوابت درجة الحرارة بدلاً من الجدار الأدياباتي الذي يحدث عند السرعات المنخفضة. يتوافق الحد الأدنى لهذه المنطقة مع سرعات تبلغ حوالي 5 ماخ، حيث تصبح طائرات SPV ذات الاحتراق دون سرعة الصوت غير فعالة، ويتوافق الحد الأعلى مع سرعات في المنطقة تبلغ 10-12 ماخ.

غاز مثالي له درجتان من الحرارة

جزء من حالة تدفق الغاز المثالي عالي السرعة، حيث يمكن اعتبار تيار الهواء المار مثاليًا كيميائيًا، ولكن يجب النظر في درجة حرارة الاهتزاز ودرجة حرارة دوران الغاز بشكل منفصل، مما يؤدي إلى نموذجين منفصلين لدرجة الحرارة. وهذا له أهمية خاصة في تصميم الفوهات الأسرع من الصوت، حيث يصبح التبريد الاهتزازي بسبب الإثارة الجزيئية مهمًا.

الغاز المنفصل

وضع هيمنة نقل الإشعاع

عند السرعات التي تزيد عن 12 كم/ثانية، يبدأ انتقال الحرارة إلى الجهاز بشكل رئيسي من خلال النقل الشعاعي، والذي يبدأ في السيطرة على النقل الديناميكي الحراري مع زيادة السرعة. تنقسم نمذجة الغاز في هذه الحالة إلى حالتين:

رقيق بصريًا - في هذه الحالة من المفترض أن الغاز لا يعيد امتصاص الإشعاع الذي يأتي من أجزائه الأخرى أو وحدات الحجم المختارة؛
سميك بصريًا - حيث يؤخذ في الاعتبار امتصاص البلازما للإشعاع، ثم يتم إعادة إصداره بعد ذلك، بما في ذلك على جسم الجهاز.

تعد نمذجة الغازات السميكة بصريًا مهمة معقدة لأنه نظرًا لحساب النقل الإشعاعي عند كل نقطة في التدفق، فإن حجم الحسابات ينمو بشكل كبير مع عدد النقاط التي يتم أخذها في الاعتبار.

تطير طائرة ركاب نموذجية بسرعة حوالي 900 كم/ساعة. يمكن للطائرة المقاتلة العسكرية أن تصل إلى ما يقرب من ثلاثة أضعاف السرعة. ومع ذلك، فإن المهندسين الحديثين من الاتحاد الروسي ودول أخرى في العالم يعملون بنشاط على تطوير آلات أسرع - طائرات تفوق سرعتها سرعة الصوت. ما هي تفاصيل المفاهيم ذات الصلة؟

معايير طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت

ما هي الطائرة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت؟ يُفهم هذا عادةً على أنه جهاز قادر على الطيران بسرعة أعلى بعدة مرات من سرعة الصوت. وتختلف أساليب الباحثين في تحديد مؤشره المحدد. المنهجية الشائعة هي أن الطائرة يجب أن تعتبر تفوق سرعتها سرعة الصوت إذا كانت من مضاعفات مؤشرات السرعة لأسرع المركبات الحديثة الأسرع من الصوت. والتي تبلغ حوالي 3-4 ألف كم/ساعة. أي أن الطائرة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت، إذا التزمت بهذه المنهجية، يجب أن تصل سرعتها إلى 6 آلاف كم/ساعة.

المركبات غير المأهولة والتي تسيطر عليها

كما قد تختلف أساليب الباحثين من حيث تحديد معايير تصنيف جهاز معين على أنه طائرة. هناك نسخة يمكن تصنيفها على هذا النحو فقط تلك الأجهزة التي يتحكم فيها الشخص. هناك وجهة نظر يمكن بموجبها اعتبار المركبة بدون طيار طائرة أيضًا. ولذلك، يصنف بعض المحللين الآلات من النوع المعني إلى تلك التي تخضع لسيطرة الإنسان وتلك التي تعمل بشكل مستقل. قد يكون هذا التقسيم مبررا، حيث أن 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 بمثابة مفهوم واحد لها المؤشر الرئيسي- سرعة. لا يهم ما إذا كان الشخص يجلس على رأس الجهاز أو يتم التحكم في الجهاز بواسطة روبوت - الشيء الرئيسي هو أن الطائرة سريعة بما فيه الكفاية.

الإقلاع - بشكل مستقل أو بمساعدة خارجية؟

تصنيف مشترك تفوق سرعتها سرعة الصوت الطائرات، والذي يقوم على تصنيفها إلى فئة تلك القادرة على الإقلاع بمفردها، أو تلك التي تتطلب وضعها على حاملة أقوى - صاروخ أو طائرة شحن. هناك وجهة نظر مفادها أنه من الصواب أن تشمل بشكل أساسي تلك القادرة على الإقلاع بشكل مستقل أو مع الحد الأدنى من مشاركة أنواع أخرى من المعدات كأجهزة من النوع قيد النظر. ومع ذلك، فإن هؤلاء الباحثين الذين يعتقدون أن المعيار الرئيسي الذي يميز الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت، وهو السرعة، يجب أن يكون له أهمية قصوى في أي تصنيف. ما إذا كان الجهاز مصنفًا على أنه بدون طيار أو متحكم فيه أو قادر على الإقلاع بمفرده أو بمساعدة أجهزة أخرى - إذا وصل المؤشر المقابل إلى القيم المذكورة أعلاه، فهذا يعني نحن نتحدث عنحول الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت.

المشاكل الرئيسية للحلول تفوق سرعتها سرعة الصوت

إن مفاهيم الحلول التي تفوق سرعتها سرعة الصوت تعود إلى عقود عديدة. طوال سنوات تطوير النوع المقابل من الأجهزة، قام المهندسون العالميون بحل عدد من المشكلات المهمة التي تمنع بشكل موضوعي إنتاج إنتاج "أسرع من الصوت" - على غرار تنظيم إنتاج الطائرات ذات الدفع التوربيني.

تتمثل الصعوبة الرئيسية في تصميم الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت في إنشاء محرك يمكن أن يكون موفرًا للطاقة بدرجة كافية. مشكلة أخرى هي اصطفاف الأجهزة اللازمة. الحقيقة هي أن سرعة الطائرة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت بالقيم التي ناقشناها أعلاه تعني تسخينًا قويًا للجسم بسبب الاحتكاك مع الغلاف الجوي.

سننظر اليوم إلى عدة أمثلة للنماذج 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 إنشاء طائرات تفوق سرعتها سرعة الصوت من النوع المعني.

من بوينغ

أسرع طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت في العالم، بحسب بعض الخبراء، هي الطائرة الأمريكية Boeing X-43A. وبذلك تم خلال اختبار هذا الجهاز تسجيل وصوله لسرعات تزيد عن 11 ألف كم/ساعة. وهذا أسرع بحوالي 9.6 مرة

ما الذي يلفت الانتباه بشكل خاص في الطائرة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت X-43A؟ خصائص هذه الطائرة هي كما يلي:

السرعة القصوى المسجلة في الاختبارات هي 11,230 كم/ساعة؛

جناحيها - 1.5 م؛

طول الجسم - 3.6 م؛

المحرك - التدفق المباشر، الاحتراق النفاث الأسرع من الصوت؛

الوقود - الأكسجين الجوي والهيدروجين.

تجدر الإشارة إلى أن الجهاز المعني هو من أكثر الأجهزة الصديقة للبيئة. والحقيقة هي أن الوقود المستخدم عمليا لا ينبعث منه منتجات احتراق ضارة.

تم تطوير الطائرة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت X-43A بشكل مشترك من قبل مهندسي وكالة ناسا، بالإضافة إلى شركة Orbical Science Corporation وMinocraft. تم إنشاؤه منذ حوالي 10 سنوات. تم استثمار حوالي 250 مليون دولار في تطويره. الجدة المفاهيمية للطائرة المعنية هي أنها صممت لغرض الاختبار أحدث التقنياتضمان تشغيل الجر الحركي.

التنمية من العلوم المدارية

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

وتبلغ سرعتها القصوى أكثر من 12 ألف كم/ساعة. صحيح أنه خلال الاختبارات العملية لم يتم تحقيق ذلك - علاوة على ذلك، لم يكن من الممكن تحقيق المؤشر الذي أظهرته الطائرة X43-A. يتم تسريع الطائرة المعنية عند تنشيط صاروخ بيجاسوس الذي يعمل بالوقود الصلب. تم اختبار X-34 لأول مرة في عام 2001. الطائرة المعنية أكبر بكثير من طائرة بوينغ - يبلغ طولها 17.78 مترًا، ويبلغ طول جناحيها 8.85 مترًا، ويبلغ الحد الأقصى لارتفاع طيران السيارة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت من Orbical Science 75 كيلومترًا.

طائرات من أمريكا الشمالية

ومن الطائرات الشهيرة الأخرى التي تفوق سرعتها سرعة الصوت طائرة X-15 التي تنتجها أمريكا الشمالية. يصنف المحللون هذا الجهاز على أنه تجريبي.

وهي مجهزة، وهو ما يعطي بعض الخبراء سببا لعدم تصنيفها في الواقع كطائرة. ومع ذلك، فإن وجود محركات صاروخية يسمح للجهاز، على وجه الخصوص، بأداء ذلك، خلال أحد الاختبارات في هذا الوضع، تم اختباره من قبل الطيارين. الغرض من جهاز X-15 هو دراسة تفاصيل الرحلات الجوية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت وتقييم بعض حلول التصميم والمواد الجديدة وميزات التحكم لهذه الآلات في طبقات مختلفة من الغلاف الجوي. ومن الجدير بالذكر أنه تمت الموافقة عليه مرة أخرى في عام 1954. وتطير الطائرة X-15 بسرعة تزيد عن 7 آلاف كيلومتر في الساعة. ويبلغ مدى طيرانها أكثر من 500 كيلومتر، وارتفاعها يتجاوز 100 كيلومتر.

أسرع طائرة إنتاجية

المركبات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت والتي درسناها أعلاه تنتمي في الواقع إلى فئة البحث. سيكون من المفيد النظر في بعض نماذج إنتاج الطائرات التي تكون قريبة من خصائص الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت أو (وفقًا لمنهجية أو أخرى) طائرات تفوق سرعتها سرعة الصوت.

ومن بين هذه الآلات التطوير الأمريكي لـ SR-71. ولا 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 الإقلاع الذي يتجاوز 77 طنا. يبلغ طول الجهاز أكثر من 23 م، وطول جناحيه أكثر من 13 م.

وتعتبر الطائرة ميغ-25 الروسية من أسرع الطائرات العسكرية. ويمكن للجهاز أن يصل إلى سرعة تزيد عن 3.3 ألف كيلومتر في الساعة. الحد الأقصى لوزن الإقلاع الطائرة الروسية- 41 طن .

وبالتالي، في سوق الحلول التسلسلية ذات الخصائص القريبة من تلك التي تفوق سرعتها سرعة الصوت، يعد الاتحاد الروسي من بين القادة. ولكن ماذا يمكن أن يقال عن التطورات الروسية فيما يتعلق بالطائرات "الكلاسيكية" التي تفوق سرعتها سرعة الصوت؟ هل المهندسون من الاتحاد الروسي قادرون على إيجاد حل ينافس آلات Boeing وOrbital Scence؟

المركبات الروسية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت

في هذه اللحظةالطائرات الروسية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت قيد التطوير. لكنها تسير بنشاط كبير. نحن نتحدث عن طائرة يو-71. تم إجراء اختباراتها الأولى، وفقًا لتقارير وسائل الإعلام، في فبراير 2015 بالقرب من أورينبورغ.

ومن المفترض أن الطائرة ستستخدم لأغراض عسكرية. وبالتالي، فإن السيارة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ستكون قادرة، إذا لزم الأمر، على إيصال أسلحة مدمرة على مسافات كبيرة، ومراقبة المنطقة، وكذلك استخدامها كعنصر من عناصر الطائرات الهجومية. ويعتقد بعض الباحثين أنه في 2020-2025. ستتلقى قوات الصواريخ الإستراتيجية حوالي 20 طائرة من النوع المقابل.

هناك معلومات في وسائل الإعلام تفيد بأن الطائرة الروسية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت سيتم تركيبها على صاروخ سارمات الباليستي، والذي هو أيضًا في مرحلة التصميم. يعتقد بعض المحللين أن مركبة Yu-71 التي تفوق سرعتها سرعة الصوت والتي يجري تطويرها ليست أكثر من رأس حربي يجب فصله عن الصاروخ الباليستي في المرحلة الأخيرة من الرحلة، ومن ثم، بفضل القدرة العالية على المناورة التي تتميز بها الطائرة، التغلب على الصاروخ أنظمة الدفاع.

مشروع "أياكس"

من بين أبرز المشاريع المتعلقة بتطوير الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت هو مشروع أجاكس. دعونا ندرسها بمزيد من التفصيل. تعتبر طائرة أجاكس التي تفوق سرعتها سرعة الصوت بمثابة تطور مفاهيمي للمهندسين السوفييت. بدأت المحادثات حول هذا الموضوع في المجتمع العلمي في الثمانينات. ومن أبرز الخصائص وجود نظام الحماية الحرارية المصمم لحماية العلبة من الحرارة الزائدة. وهكذا، اقترح مطورو جهاز "أياكس" حلاً لإحدى المشاكل "التي تفوق سرعتها سرعة الصوت" التي حددناها أعلاه.

يتضمن نظام الحماية الحرارية التقليدي للطائرات وضع مواد خاصة على الجسم. اقترح مطورو Ajax مفهومًا مختلفًا، والذي بموجبه كان من المفترض عدم حماية الجهاز من الحرارة الخارجية، ولكن السماح بالحرارة داخل الجهاز، مع زيادة موارد الطاقة في نفس الوقت. كان المنافس الرئيسي للطائرات السوفيتية هو طائرة أورورا التي تفوق سرعتها سرعة الصوت والتي تم إنشاؤها في الولايات المتحدة. ومع ذلك، نظرًا لحقيقة أن المصممين من اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية قاموا بتوسيع قدرات هذا المفهوم بشكل كبير، فقد تم تكليف التطوير الجديد بمجموعة واسعة من المهام، ولا سيما المهام البحثية. يمكننا القول أن طائرة أجاكس هي طائرة متعددة الأغراض تفوق سرعتها سرعة الصوت.

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

لذلك اقترح مطورو أجاكس السوفييت استخدام الحرارة المتولدة نتيجة احتكاك جسم الطائرة بالجو وتحويلها إلى طاقة مفيدة. من الناحية الفنية، يمكن تحقيق ذلك عن طريق وضع أغلفة إضافية على الجهاز. ونتيجة لذلك، تم تشكيل ما يشبه الفيلق الثاني. كان من المفترض أن يتم ملء تجويفه بنوع من المحفز، على سبيل المثال، خليط من المواد القابلة للاشتعال والماء. كان من المفترض أن يتم استبدال الطبقة العازلة للحرارة المصنوعة من مادة صلبة في أجاكس بطبقة سائلة، والتي كان من المفترض أن تحمي المحرك من ناحية، ومن ناحية أخرى، من شأنها أن تعزز التفاعل الحفاز، والذي، في الوقت نفسه، يمكن أن يكون مصحوبًا بتأثير ماص للحرارة - حركة الحرارة من أجزاء الجسم الخارجية إلى الداخل. من الناحية النظرية، يمكن أن يكون تبريد الأجزاء الخارجية للجهاز أي شيء. وكان من المفترض أن يتم استخدام الحرارة الزائدة لزيادة كفاءة محرك الطائرة. وفي الوقت نفسه، ستمكن هذه التكنولوجيا من توليد الهيدروجين الحر نتيجة لتفاعل الوقود.

في الوقت الحالي، لا توجد معلومات متاحة لعامة الناس حول استمرار تطوير "أياكس"، ومع ذلك، يعتبر الباحثون أن تنفيذ المفاهيم السوفيتية في الممارسة العملية واعدة للغاية.

المركبات الصينية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت

أصبحت الصين منافسًا لروسيا والولايات المتحدة في سوق الحلول التي تفوق سرعتها سرعة الصوت. ومن أشهر التطورات التي قام بها المهندسون الصينيون طائرة WU-14. وهي طائرة شراعية تفوق سرعتها سرعة الصوت يتم التحكم فيها ومثبتة على صاروخ باليستي.

يطلق صاروخ باليستي عابر للقارات طائرة إلى الفضاء، حيث تهبط المركبة بحدة إلى الأسفل، مما يؤدي إلى تطوير سرعة تفوق سرعة الصوت. يمكن تركيب الجهاز الصيني على مختلف الصواريخ البالستية العابرة للقارات (ICBM) التي يتراوح مداها من 2 إلى 12 ألف كيلومتر. وتبين أنه خلال الاختبارات، تمكنت الطائرة WU-14 من الوصول إلى سرعة تتجاوز 12 ألف كم/ساعة، وبذلك أصبحت أسرع طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت وفقا لبعض المحللين.

في الوقت نفسه، يعتقد العديد من الباحثين أنه ليس من المشروع تمامًا تصنيف التطوير الصيني على أنه طائرة. وبالتالي، هناك نسخة واسعة النطاق ينبغي بموجبها تصنيف الجهاز على وجه التحديد كرأس حربي. وفعالة جدا. عند الطيران إلى الأسفل بالسرعة المحددة، حتى الأكثر الأنظمة الحديثةلن يتمكن نظام الدفاع الصاروخي من ضمان اعتراض الهدف المقابل.

ويمكن ملاحظة أن التطورات المركبات التي تفوق سرعتها سرعة الصوتوتشارك روسيا والولايات المتحدة أيضًا في الأنشطة العسكرية. وفي الوقت نفسه، فإن المفهوم الروسي، الذي يفترض بموجبه إنشاء آلات من النوع المناسب، يختلف بشكل كبير، كما يتضح من البيانات الواردة في بعض وسائل الإعلام، عن المبادئ التكنولوجية التي يطبقها الأمريكيون والصينيون. وهكذا، يركز المطورون من الاتحاد الروسي جهودهم في مجال إنشاء طائرات مجهزة بمحرك نفاث يمكن إطلاقه من الأرض. وتخطط روسيا للتعاون في هذا الاتجاه مع الهند. تتميز المركبات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت والتي تم إنشاؤها وفقًا للمفهوم الروسي، وفقًا لبعض المحللين، بتكلفة أقل ومجموعة واسعة من التطبيقات.

في الوقت نفسه، فإن الطائرة الروسية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت، والتي ذكرناها أعلاه (يو-71)، تقترح، كما يعتقد بعض المحللين، نشرها على صواريخ باليستية عابرة للقارات. إذا تبين أن هذه الأطروحة صحيحة، فيمكننا القول أن المهندسين من الاتحاد الروسي يعملون في وقت واحد في اتجاهين مفاهيميين شائعين في بناء الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت.

ملخص

لذا، ربما تكون أسرع طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت في العالم، إذا تحدثنا عن الطائرات بغض النظر عن تصنيفها، هي الطائرة الصينية WU-14. على الرغم من أنك بحاجة إلى فهم أن المعلومات الحقيقية حول هذا الموضوع، بما في ذلك تلك المتعلقة بالاختبارات، قد تكون سرية. وهذا يتوافق تمامًا مع مبادئ المطورين الصينيين، الذين غالبًا ما يسعون جاهدين للحفاظ على سرية تقنياتهم العسكرية بأي ثمن. وتبلغ سرعة أسرع طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت أكثر من 12 ألف كيلومتر في الساعة. إن التطوير الأمريكي للطائرة X-43A هو "اللحاق بها" - حيث يعتبرها العديد من الخبراء الأسرع. من الناحية النظرية، يمكن للطائرة X-43A التي تفوق سرعتها سرعة الصوت، وكذلك الطائرة الصينية WU-14، اللحاق بتطور Orbical Science، المصمم لسرعة تزيد عن 12 ألف كم / ساعة.

خصائص الطائرة الروسية يو-71 ليست معروفة بعد لعامة الناس. من الممكن أن تكون قريبة من معايير الطائرات الصينية. ويعمل المهندسون الروس أيضًا على تطوير طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت قادرة على الإقلاع بشكل مستقل، بدلاً من الاعتماد على صاروخ باليستي عابر للقارات.

ترتبط المشاريع الحالية للباحثين من روسيا والصين والولايات المتحدة بطريقة أو بأخرى بالمجال العسكري. تعتبر الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت، بغض النظر عن تصنيفها المحتمل، في المقام الأول حاملات للأسلحة، على الأرجح نووية. ومع ذلك، في أعمال الباحثين من مختلف البلدانفي مختلف أنحاء العالم، هناك أطروحات مفادها أن "الصوت الفائق"، مثل التكنولوجيا النووية، قد يكون سلميا.

الأمر متروك لظهور حلول موثوقة وبأسعار معقولة تسمح لك بالتنظيم الإنتاج بكثافة الإنتاج بكميات ضخمةآلات من النوع المناسب. استخدام هذه الأجهزة ممكن في أوسع مجموعة من قطاعات التنمية الاقتصادية. من المرجح أن تجد الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت الطلب الأكبر في صناعات الفضاء والبحث.

نظرًا لأن تقنيات الإنتاج للآلات المقابلة أصبحت أرخص، فقد زاد الاهتمام بالاستثمار فيها مشاريع مماثلةقد تبدأ في الظهور شركات النقل. قد تبدأ الشركات الصناعية ومقدمو الخدمات المختلفة في النظر إلى "السرعة الفائقة للصوت" كأداة لزيادة القدرة التنافسية للأعمال من حيث تنظيم الاتصالات الدولية.

في يناير، حدث حدث مهم: تم تجديد نادي أصحاب التكنولوجيا التي تفوق سرعتها سرعة الصوت بعضو جديد. في 9 يناير 2015، اختبرت الصين طائرة شراعية تفوق سرعتها سرعة الصوت تسمى WU-14. هذه مركبة موجهة يتم تركيبها فوق صاروخ باليستي عابر للقارات (ICBM). يرفع الصاروخ الطائرة الشراعية إلى الفضاء، وبعد ذلك تغوص الطائرة الشراعية نحو الهدف، وتصل سرعتها إلى آلاف الكيلومترات في الساعة.

وبحسب البنتاغون، يمكن تركيب المركبة الصينية WU-14 التي تفوق سرعتها سرعة الصوت على مختلف الصواريخ الباليستية الصينية بمدى إطلاق يتراوح بين 2 ألف إلى 12 ألف كيلومتر. وخلال اختبارات شهر يناير، وصلت سرعة WU-14 إلى 10 ماخ، أي أكثر من 12.3 ألف كم/ساعة. أنظمة الدفاع الجوي الحديثة غير قادرة على إصابة هدف مناور يطير بهذه السرعة بشكل موثوق. وبذلك أصبحت الصين الدولة الثالثة، بعد الولايات المتحدة وروسيا، التي تمتلك تكنولوجيا حاملات الأسلحة النووية والتقليدية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت.

طائرة شراعية تفوق سرعتها سرعة الصوت HTV-2 تنفصل عن المرحلة العليا (الولايات المتحدة الأمريكية)

تعمل الولايات المتحدة والصين على تصميمات مماثلة للطائرات الشراعية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت والتي يتم تعزيزها في البداية من خلال رفعها إلى ارتفاع عالٍ بواسطة مركبة إطلاق ثم تسريعها أثناء هبوط متحكم فيه من ارتفاعات عالية. تتمثل مزايا هذا النظام في المدى الطويل (حتى ضربة عالمية على أي نقطة على سطح الأرض)، وتصميم طائرة شراعية بسيط نسبيًا (بدون محرك دفع)، وكتلة كبيرة من الرأس الحربي وسرعة طيران عالية (أكثر من 10 ماخ).

تركز روسيا على تطوير صواريخ نفاثات فرط صوتية يمكن إطلاقها من الأرض أو السفن أو الطائرات المقاتلة. وهناك مشروع روسي هندي لتطوير أنظمة الأسلحة هذه، بحيث قد تنضم الهند أيضًا بحلول عام 2023 إلى «نادي الأسرع من الصوت». وتتمثل ميزة الصواريخ التي تفوق سرعتها سرعة الصوت في أنها أقل تكلفة ومرونة أكبر في الاستخدام، على عكس الطائرات الشراعية التي يتم إطلاقها باستخدام الصواريخ الباليستية العابرة للقارات.

صاروخ تجريبي تفوق سرعته سرعة الصوت مع سكرامجيت X-51A WaveRider (الولايات المتحدة الأمريكية)

كلا النوعين من الأسلحة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت يمكن أن يحملوا أسلحة تقليدية أو نووية. وحدة قتالية(الرأس الحربي). حسب خبراء من معهد السياسة الإستراتيجية الأسترالي أن الطاقة الحركية لتأثير رأس حربي تفوق سرعته سرعة الصوت (بدون رأس حربي شديد الانفجار أو نووي) بكتلة 500 كجم وسرعة 6 أمتار من حيث التدمير الناجم يمكن مقارنتها بـ تفجير الرأس الحربي لصاروخ AGM-84 Harpoon التقليدي دون سرعة الصوت، والمجهز برأس حربي بكتلة متفجرة تبلغ حوالي 100 كجم. وهذا ليس سوى ربع القوة النارية للصاروخ الروسي P-270 Moskit المضاد للسفن بكتلة متفجرة تبلغ 150 كجم وسرعة 4 ماخ.

يبدو أن الأسلحة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ليست متفوقة كثيرا على الأسلحة الأسرع من الصوت الموجودة، ولكن كل شيء ليس بهذه البساطة. والحقيقة هي أن الرؤوس الحربية للصواريخ الباليستية يمكن اكتشافها بسهولة على مسافات بعيدة وتسقط في مسار يمكن التنبؤ به. وعلى الرغم من أن سرعتها هائلة، إلا أن تكنولوجيا الكمبيوتر الحديثة مكنت من اعتراض الرؤوس الحربية أثناء مرحلة الهبوط، كما أثبت نظام الدفاع الصاروخي الأمريكي بنجاح متفاوت.

وفي الوقت نفسه، تقترب الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت من الهدف على طول مسار مسطح نسبيًا، وتبقى في الهواء لفترة قصيرة ويمكنها المناورة. في معظم السيناريوهات، لا تستطيع أنظمة الدفاع الجوي الحديثة اكتشاف هدف تفوق سرعته سرعة الصوت والاشتباك معه في فترة زمنية قصيرة.

سيقطع صاروخ تفوق سرعته سرعة الصوت مسافة 6 أمتار المسافة من لندن إلى نيويورك خلال ساعة واحدة فقط

الصواريخ الحديثة المضادة للطائرات ببساطة لن تكون قادرة على اللحاق بهدف تفوق سرعته سرعة الصوت، على سبيل المثال، صاروخ مضاد للطائرات مجمع الصواريخيمكن لـ S-300 أن يصل إلى سرعة 7.5 ماخ، وحتى ذلك الحين فقط لفترة قصيرة من الزمن. وبالتالي، في الغالبية العظمى من الحالات، سيكون الهدف الذي تبلغ سرعته حوالي 10 أمتار "صعبًا للغاية" بالنسبة له. بالإضافة إلى ذلك، يمكن زيادة فتك الأسلحة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت من خلال استخدام رأس حربي عنقودي: يمكن لشظايا عالية السرعة من "مسامير" التنغستن تعطيل منشأة صناعية، أو سفينة كبيرة، أو تدمير تركز القوى البشرية والمركبات المدرعة على مساحة كبيرة. منطقة.

يثير انتشار الأسلحة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت والقادرة على المرور عبر أي أنظمة دفاع جوي قضايا جديدة تتعلق بضمان الأمن العالمي والتكافؤ العسكري. وما لم يتم تحقيق توازن الردع في هذا المجال، كما هو الحال مع الأسلحة النووية، فإن الضربات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت يمكن أن تصبح أداة شائعة للضغط، لأن عدد قليل فقط من الرؤوس الحربية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت يمكن أن تدمر اقتصاد دولة صغيرة.

وفقًا لحسابات البنتاغون، فإن البرنامج الأمريكي للضربة العالمية السريعة باستخدام أسلحة تفوق سرعتها سرعة الصوت سيجعل من الممكن ضرب أي هدف في أي مكان في العالم خلال ساعة دون تلوث إشعاعي للمنطقة. وحتى في حالة نشوب صراع نووي، يمكن للنظام أن يحل محل الأسلحة النووية جزئيًا، ويصيب ما يصل إلى 30% من الأهداف.

وبالتالي، ستتاح لأعضاء "نادي السرعة الفائقة" الفرصة لضمان تدمير البنية التحتية الحيوية للعدو، على سبيل المثال، محطات الطاقة ومراكز السيطرة العسكرية والقواعد العسكرية، المدن الكبرىوالمرافق الصناعية. وبحسب الخبراء، لم يتبق سوى 10 إلى 15 سنة قبل ظهور نماذج الإنتاج الأولى للأسلحة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت، لذلك لا يزال هناك وقت لتطوير اتفاقيات سياسية تحد من استخدام هذه الأسلحة في النزاعات المحلية. إذا لم يتم التوصل إلى مثل هذه الاتفاقيات، فهناك مخاطرة عاليةبل وحتى الكوارث الإنسانية الأكبر المرتبطة باستخدام أسلحة جديدة.

معلومات عامة

عادة ما يرتبط تحديد الحد الأدنى للسرعة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ببدء عمليات التأين وتفكك الجزيئات في الطبقة الحدودية (BL) القريبة من المركبة المتحركة في الغلاف الجوي، والتي تبدأ بالحدوث عند سرعة 5 ميجا تقريبًا. يتميز أيضًا بحقيقة أن المحرك النفاث النفاث ("Sramjet") يصبح عديم الفائدة بسبب الاحتكاك العالي للغاية الذي يحدث عندما يتباطأ الهواء المتدفق في هذا النوع من المحركات. وبالتالي، في نطاق السرعة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت، لمواصلة الرحلة، من الممكن استخدام محرك صاروخي فقط أو محرك نفاث تفوق سرعته سرعة الصوت (scramjet) مع احتراق الوقود الأسرع من الصوت.

خصائص التدفق

طبقة رقيقة من موجة الصدمة

مع زيادة السرعة وأعداد ماخ المقابلة لها، تزداد أيضًا الكثافة خلف موجة الصدمة (SW)، مما يتوافق مع انخفاض الحجم خلف الصدمة بسبب الحفاظ على الكتلة. لذلك، تصبح طبقة موجة الصدمة، أي الحجم بين الجهاز وموجة الصدمة، رقيقة عند أرقام Mach العالية، مما يؤدي إلى إنشاء طبقة حدودية رقيقة (BL) حول الجهاز.

تشكيل طبقات الصدمة اللزجة

ظهور موجات عدم الاستقرار في PS، وهي ليست من سمات التدفقات دون الصوتية والأسرع من الصوت

ارتفاع درجة حرارة التدفق

يؤدي التدفق عالي السرعة عند النقطة الأمامية للجهاز (نقطة أو منطقة الكبح) إلى تسخين الغاز إلى درجات حرارة عالية جدًا (تصل إلى عدة آلاف من الدرجات). تؤدي درجات الحرارة المرتفعة بدورها إلى خلق خصائص كيميائية غير متوازنة للتدفق، والتي تتكون من تفكك وإعادة تركيب جزيئات الغاز، وتأين الذرات، والتفاعلات الكيميائية في التدفق ومع سطح الجهاز. في ظل هذه الظروف، يمكن أن تكون عمليات الحمل الحراري وانتقال الحرارة الإشعاعي كبيرة.

معلمات التشابه

من المعتاد وصف معلمات تدفقات الغاز من خلال مجموعة من معايير التشابه، والتي تسمح لك بتقليل عدد لا حصر له تقريبًا من الحالات الفيزيائية إلى مجموعات تشابه والتي تسمح لك بمقارنة تدفقات الغاز مع المعلمات الفيزيائية المختلفة (الضغط ودرجة الحرارة والسرعة الخ) مع بعضهم البعض. وعلى هذا المبدأ تستند التجارب في أنفاق الرياح ونقل نتائج هذه التجارب إلى طائرات حقيقية، على الرغم من أن حجم النماذج وسرعات التدفق والأحمال الحرارية وما إلى ذلك في التجارب الأنبوبية قد يختلف بشكل كبير عن التجارب الحقيقية. ظروف الطيران، في نفس الوقت، تتوافق معلمات التشابه (أرقام ماخ، أرقام رينولدز، أرقام ستانتون، وما إلى ذلك) مع ظروف الطيران.

غاز مثالي

في هذه الحالة، يمكن اعتبار تدفق الهواء المار بمثابة تدفق غاز مثالي. لا يزال سباق الجائزة الكبرى في هذا النظام يعتمد على أرقام ماخ ويتم توجيه المحاكاة بواسطة ثوابت درجة الحرارة بدلاً من الجدار الأدياباتي الذي يحدث عند السرعات المنخفضة. يتوافق الحد الأدنى لهذه المنطقة مع سرعات تبلغ حوالي 5 ماخ، حيث تصبح طائرات SPV ذات الاحتراق دون سرعة الصوت غير فعالة، ويتوافق الحد الأعلى مع سرعات في المنطقة تبلغ 10-12 ماخ.

غاز مثالي له درجتان من الحرارة

الغاز المنفصل

وضع هيمنة نقل الإشعاع

رقيق بصريًا - في هذه الحالة من المفترض أن الغاز لا يعيد امتصاص الإشعاع الذي يأتي من أجزائه الأخرى أو وحدات الحجم المختارة؛
سميك بصريًا - حيث يؤخذ في الاعتبار امتصاص البلازما للإشعاع، ثم يتم إعادة إصداره بعد ذلك، بما في ذلك على جسم الجهاز.

أنظر أيضا

ملحوظات

روابط

أندرسون جونديناميكيات الغاز التي تفوق سرعتها سرعة الصوت وارتفاع درجة الحرارة، الطبعة الثانية. - سلسلة AIAA التعليمية، 2006. - ISBN 1563477807
دليل ناسا لفرط سرعة الصوت (الإنجليزية).

تم هذا الأسبوع إجراء الرحلة التجريبية الثالثة للطائرة الأمريكية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت (HLA) X-51 AWaveRider، وهي نموذج أولي لصاروخ واعد. ومع ذلك، بعد 15 ثانية من الإطلاق، حتى قبل أن يبدأ المحرك الرئيسي في العمل، فقدت WaveRider السيطرة وسقطت في المحيط.

كما فشل الاختبار السابق الذي أجري العام الماضي - فالمسرع الذي يسرع الجهاز إلى السرعة المطلوبة لبدء تشغيل المحرك الرئيسي لم يعمل في الوقت المناسب ولم ينفصل. ومع ذلك، في وقت سابق، في عام 2010، تمكن محرك "الآلة" من العمل لمدة 200 ثانية (كان من المقرر 300 ثانية)، مما أدى إلى تسريع الجهاز إلى خمس سرعات صوتية (5M). وبذلك تضاعفت مدة تشغيلها ثلاث مرات الرقم القياسي السابق الذي سجله مختبر الطيران الروسي/السوفيتي الذي تفوق سرعته سرعة الصوت (HFL) خلود. في الوقت نفسه، على عكس الجهاز المحلي، استخدم "الأمريكي" كيروسين الطيران بدلا من الهيدروجين كوقود.

من المؤكد أن الفشل الحالي سيؤدي إلى إبطاء برنامج الولايات المتحدة الذي تفوق سرعته سرعة الصوت، والذي تم إنفاق ملياري دولار عليه. ومع ذلك، فإن هذا لا يغير حقيقة أن الولايات المتحدة لديها بالفعل تكنولوجيا رئيسية لهذا البرنامج - نموذج أولي عملي لتنفس الهواء الذي تفوق سرعته سرعة الصوت المحرك (scramjet، ويعرف أيضًا باسم scramjet).

من المحتمل أن تكون هذه المحركات قادرة على تسريع الطائرة إلى 17 سرعة صوتية على الهيدروجين وما يصل إلى 8 سرعات على الوقود الهيدروكربوني. ومع ذلك، لكي يعمل، من الضروري تحقيق احتراق مستقر للوقود في تدفق هواء أسرع من الصوت - والذي، وفقًا لأحد المطورين، ليس أسهل من إبقاء عود ثقاب مشتعلًا في مركز الإعصار. ومع ذلك، منذ وقت ليس ببعيد كان يعتقد أن هذا مستحيل من حيث المبدأ عند استخدام الوقود الهيدروكربوني، والوقود الوحيد المناسب لمحركات سكرامجيت هو الهيدروجين المتفجر، مما يخلق صعوبات تشغيلية و"يضخم" حجم خزانات الوقود بسبب كثافته المنخفضة. . ومع ذلك، منذ عام 2004، أجرى الغرب عددًا من الاختبارات الناجحة نسبيًا للطائرات - الهيدروجين والكيروسين.

ما هو المعنى العملي لبرنامج الملياري دولار؟ تبلغ السرعة التصميمية للطائرة X-51 7 أمتار (حوالي 7 آلاف كم/ساعة لارتفاع 20 كم)، ومدى التصميم 1600 كم، وارتفاع الطيران حوالي 25 كم. بمعنى آخر، من حيث "المدى" فهو يتوافق تقريبًا مع صاروخ كروز BGM-109 توموهوك (1600 كم، برأس حربي نووي - 2500 كم) أو صاروخ باليستي متوسط المدى - على سبيل المثال، تم سحبه من الخدمة في عهد بيرشينج. -2 معاهدة الصواريخ النووية متوسطة المدى (1770 كم). ما هي مميزات "السفينة الموجية" مقارنة بـ "منافسيها"؟

تبلغ سرعة BGM-109 دون سرعة الصوت 880 كم / ساعة. وبالتالي، فإن الرحلة إلى أقصى مدى تستغرق حوالي ساعتين. خلال هذا الوقت، يمكن اكتشاف الصاروخ وتدميره، ويمكن للهدف أن يتحرك. وبطبيعة الحال، فإن صاروخ كروز الذي يطير على ارتفاع حوالي 60 مترًا فوق سطح الأرض ويكون له بصمة رادارية منخفضة نظرًا لحجمه وحده يمثل هدفًا يمثل مشكلة كبيرة للدفاع الجوي. ومع ذلك، هناك أيضًا أمثلة ناجحة معروفة للدفاع عن الأهداف المهاجمة من صواريخ توماهوك - على سبيل المثال، العراقية المركز النوويخلال عاصفة الصحراء.

ويبلغ متوسط سرعة الصاروخ الباليستي الذي له نفس المدى حوالي 10 آلاف كيلومتر في الساعة. ومع ذلك، أولا، يمكن اكتشاف "المقذوفات" من الفضاء بالفعل في وقت الإطلاق - شعلة مثيرة للإعجاب من محركات الصواريخ العاملة مرئية بوضوح تام. ثانيًا، أقصى ارتفاعوتقترب مسارات الصواريخ الباليستية بهذا المدى من 400 كيلومتر، لذا فهي "تظهر" على رادارات الدفاع الصاروخي في وقت مبكر جدًا. ثالثا، "المقذوفات" هي هدف غير مناور، مما يجعل من الممكن اعتراضها حتى بالصواريخ المضادة للطائرات الموجهة إلى نقطة الرصاص. بشكل عام مع التطور الحديثأنظمة الدفاع الصاروخي، يعتبر الصاروخ الباليستي متوسط المدى هدفًا ضعيفًا إلى حد ما.

وفي الوقت نفسه، تعتبر الصواريخ الباليستية استثنائية علاج غير فعالالتسليم على أساس نسبة كتلة الإطلاق والحمولة. تجمع محركات الصواريخ الكيميائية بين قوة الدفع الهائلة والشراهة الأكثر وحشية، كما أن الرحلات الجوية الباليستية تستهلك الطاقة من حيث المبدأ. ونتيجة لذلك، على سبيل المثال، حمل صاروخ بيرشينج 2، الذي يبلغ وزن إطلاقه 7.4 طن، رأسًا حربيًا يبلغ وزنه 399 كجم. للمقارنة، يحمل Tomahawks تقريبا نفس الكمية بوزن حوالي طن ونصف.

الآن دعونا نقارنها بالصواريخ التي تفوق سرعتها سرعة الصوت. السرعة وزمن الرحلة يمكن مقارنتهما عمومًا بتلك الخاصة بطائرة بيرشينج 2. في الوقت نفسه، يستخدم X-51، أولاً، محركًا نفاثًا أكثر اقتصادا. ثانيا، لا يصعد إلى ارتفاع 400 كيلومتر، "ويبلغ" عن وجوده لجميع رادارات الدفاع الصاروخي المحيطة به. ثالثا، أنها قادرة على المناورة بنشاط. لاحظ أنه كما أظهرت الاختبارات التي أجرتها شركة SaabBofors السويدية في عام 2007، فإن المناورات المعقدة ممكنة حتى في الطبقات الكثيفة من الغلاف الجوي عند سرعات 5.5 متر. نتيجة لذلك، لا يمكن اعتراض WaveRider إلا إذا كان المعترض متفوقًا بشكل ملحوظ على الأخير من حيث السرعة والقدرة على المناورة. الآن ببساطة لا يوجد مثل هذه المعترضات.

كما أن أنظمة الدفاع الصاروخي الحالية غير قادرة على مكافحة الصواريخ التي تفوق سرعتها سرعة الصوت من طراز X-51. علاوة على ذلك، حتى في حالة وجود احتمال أساسي للتدمير، فإن السرعة العالية للهدف تقلل بشكل حاد من منطقة الاعتراض.

بمعنى آخر، يجمع WaveRider بين وقت طيران مماثل للصواريخ الباليستية متوسطة المدى مع رؤية أقل بكثير وحصانة افتراضية ضد الدفاع الجوي/الدفاع الصاروخي الحديث. وفي الوقت نفسه، في وقت ما، بذلت قيادة الاتحاد السوفييتي جهودًا كبيرة لإزالة عائلة بيرشينج من أوروبا، واستبدالها بعدد أكبر بكثير من صواريخها متوسطة المدى - ولسبب وجيه. زمن الرحلة 8-10 دقائق الصواريخ الامريكيةحولتهم إلى وسيلة مثالية تقريبًا لنزع السلاح و"قطع الرأس" - فالذين يتعرضون للهجوم ببساطة لم يكن لديهم الوقت للرد. إذا تم إدخال Kh-51 في الإنتاج الضخم، فسيتم إعادة إنتاج الوضع في نسخة أسوأ - على الرغم من حقيقة أن إنشاء متغيرات نووية من "السفن الموجية" أمر ممكن تمامًا.

وفي الوقت نفسه، لا يقتصر استخدام محركات سكرامجيت على المركبات متوسطة المدى. من ناحية، وفقًا للمجموعة الاستشارية لأبحاث الفضاء والتنمية التابعة لمنظمة حلف شمال الأطلسي (AGARD)، يمكن استخدام طائرات scrumjets على نطاق واسع في أنظمة تكتيكية قصيرة المدى بحتة - وهي صواريخ مضادة للدبابات (مصممة أيضًا لتدمير التحصينات)، وصواريخ جو-جو. - الصواريخ الجوية والقذائف من العيار الصغير (30-40 ملم) المخصصة لضرب الأهداف الجوية. الاتجاه المحتمل الآخر هو استخدام محركات سكرامجيت في الصواريخ المضادة المصممة لاعتراض الصواريخ الباليستية في الجزء الأولي من المسار.

من ناحية أخرى، فإن استخدام التقنيات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت يمكن أن يؤدي إلى ظهور فئات جديدة بشكل أساسي من الأنظمة الاستراتيجية. الخيار الأكثر تحفظًا هو استخدام المركبات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت "كرؤوس حربية مناورة" للصواريخ الباليستية التقليدية.

لاحظ أن الصاروخ الباليستي بعيد المدى يكون ضعيفًا قليلاً في الجزء الأوسط من مساره (نظرًا لأنه محاصر كمية كبيرةالأفخاخ الخفيفة، والعاكسات ثنائية القطب والتشويش)، ولكنها معرضة للخطر في الأقسام الأولية والأخيرة من المسار (يتم التخلص من الأفخاخ الخفيفة بواسطة الغلاف الجوي نفسه، ونتيجة لذلك، لا يصاحب الرأس الحربي سوى عدد صغير من LCs الثقيلة). وفي الوقت نفسه، يمثل كل من الرأس الحربي و"حاشيته" مجموعة من الأهداف الباليستية غير المناورة، مما يبسط بشكل جذري مهمة الدفاع الصاروخي. ومع ذلك، فإن "الآلة" عالية السرعة والقابلة للمناورة المزودة بمحرك سكرامجيت غير معرضة عمليا لأنظمة الدفاع الجوي والدفاع الصاروخي الحالية. نتيجة لذلك، من خلال الجمع بين صاروخ باليستي عابر للقارات كلاسيكي مع رأس حربي مناور تفوق سرعته سرعة الصوت، من الممكن تحقيق اختراق موثوق به في المستوى المقابل للدفاع الصاروخي.

وبعبارة أخرى، نحن نتحدث عن التكنولوجيا التي يمكن أن تحدث ثورة حقيقية في الشؤون العسكرية. سوف يصبح التهديد الذي تفوق سرعته سرعة الصوت حقيقة واقعة في المستقبل المنظور.