1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое гипер двигатель

Гиперзвук. Это сколько?

Сначала стоит конечно определиться, гиперзвук – это сколько? Принято считать, что гиперзвуковая скорость, это скорость выше 5 М, то есть больше пяти чисел Маха, а если совсем просто, то это скорость в пять раз превышающая скорость звука.

Вам интересно сколько это в километрах в час? От 5380 км/ч до 6120 км/ч, в зависимости от параметров среды (для самолета — воздуха), то есть от плотности воздуха, которая разная на разных высотах полета. Так что, для простоты восприятия, все таки лучше пользоваться числами Маха. Если скорость воздушного судна превысила значение 5 М — это гиперзвуковая скорость.

Собственно почему именно 5 М? Значение 5 было выбрано потому, что при такой скорости начинают наблюдаться ионизация потока газа и другие физические изменения, что конечно влияет на его свойства.

Эти изменения особенно заметны для двигателя, обычные ТРД (турбореактивные двигатели) просто не могут работать на такой скорости, нужен принципиально иной двигатель, ракетный или прямоточный (хотя на самом деле он и не такой уж другой, просто в нем отсутствует компрессор и турбина, а свою функцию он выполняет так же: сжимает воздух на входе, смешивает его с топливом, сжигает в камере сгорания, и получает реактивную струю на выходе).

Фактически, прямоточный двигатель, это труба с камерой сгорания, очень просто и эффективно на большой скорости. Вот только у такого двигателя есть огромный недостаток, ему для работы нужна определенная начальная скорость (своего компрессора то нет, нечем сжимать воздух на малой скорости).

Важно замечание. Говорить о гиперзвуковой скорости можно только в случае достижения его в атмосфере. Если же аппарат (боевой блок межконтинентальной ракеты, сама ракета или спутник) двигаются вне атмосферы (в космосе, где сопротивление ничтожно мало), ни о какой гипер-скорости речи нет.

Например, межконтинентальная ракета, развивает скорость около 7 км/сек вне атмосферы, это примерно 25 200 километров в час! Но это не гиперзвук, это не в атмосфере.

История скорости

В 50-е годы шла борьба за достижения скорости звука. Когда инженеры и ученые поняли, как ведет себя самолет при скорости выше скорости звука и научились создавать летательные аппараты предназначенные для таких полетов, пришло время идти дальше. Заставить самолеты летать еще быстрее.

В 1967 году американский экспериментальный летательный аппарат X-15 достиг скорости 6,72 М (7274 км/ч). Он был оснащен ракетным двигателем и летал на высотах от 81 до 107 км (100 км, это линия Кармана, условная граница атмосферы и космоса). Поэтому, правильнее называть X-15 не самолетом, а ракетопланом. Взлететь самостоятельно он не мог, ему требовался самолет-разгонщик. Но все таки, это был гиперзвуковой полет. Причем, летали X-15 с 1962 по 1968 годы, а 7 полетов на X-15 совершил тот самый Нил Армстронг.

Стоит понимать, что полеты вне атмосферы, какими бы быстрыми они не были не корректно считать гиперзвуковыми, ведь плотность среды в которой движется летательный аппарат очень мала. Эффектов присущих сверхзвуковому или гиперзвуковому полету просто не будет.

В 1965 году YF-12 (прототип знаменитого SR-71) достиг скорости 3,331,5 км/ч, а в 1976 уже сам серийный SR-71 — 3,529,6 км/ч. Это «всего лишь» 3,2–3,3 М. Далеко не гиперзвук, но уже для полетов на этой скорости в атмосфере пришлось разрабатывать специальные двигатели, которые на малых скоростях работали в обычном режиме, а на высоких в режиме прямоточного двигателя, а для пилотов — специальные системы жизнеобеспечения (скафандры и системы охлаждения), так как самолет нагревался слишком сильно. Позднее, эти скафандры использовались для проекта Шаттл. Очень долгое время SR-71 являлся самым скоростным самолетом в мире (летать он перестал в 1999 году).

SR-71 и его пилоты

Советский Миг-25Р теоретически мог достичь скорости в 3,2 М, но эксплуатационная скорость ограничивалась значением 2,83 М.

В те же 60-е в США и СССР существовали проекты космических проектов X-20 «Dyna Soar» и «Спираль» соответственно. Для Спирали изначально предполагалось использование гиперзвукового самолета-разгонщика, потом сверхзвукового, а потом проект вообще закрыли. Та же судьба постигла и американский проект.

Космический самолет Спираль

Вообще проекты именно гиперзвуковых летательных аппаратов того времени были связны с полетами вне атмосферы. Иначе и быть не может, на «малых» высотах слишком высока плотность и соответственно сопротивление, что приводит ко многим негативным факторам, которые в то время преодолеть не смогли.

Американский космический самолет X-20

Гиперзвук в настоящее время

За всеми перспективными исследованиями, как обычно стоят военные. В случае с гиперзвуковыми скоростями, это тоже имеет место. Сейчас исследования ведутся в основном в направлении космических аппаратов, гиперзвуковых крылатых ракет и так называемых гиперзвуковых боевых блоков. Теперь уже речь идет о «настоящем» гиперзвуке, полетах в атмосфере. Обратите внимание, работы по гиперзвуковым скоростям были в активной фазе в 60-70 годах, потом все проекты были закрыты.

Читать еще:  Двигатель om616 технические характеристики

Вернулись к скоростям выше 5 М только на рубеже 2000-х годов. Когда технологии позволили создавать эффективные прямоточные двигатели для гиперзвуковых полетов.

В 2001 первый полет совершил беспилотный летательный аппарат с прямоточным двигателем

Boeing X-43. Уже в 2014 он разогнался до скорости в 9,6 М (11 200 км/ч). Хотя проектировался X-43 для скоростей в 7 раз выше скорости звука. При этом рекорд был поставлен не в космосе, а на высоте всего 33 500 метров.

X-43 на фото выглядит маленьким черным треугольником прикрепленным к разгонной ракете

В 2009 году начались испытания прямоточного двигателя для крылатой ракеты компании Boeing X-51A Waverider. В 2013 году аппарат X-51A разогнался до гиперзвуковой скорости — 5,1 М на высоте 21 000 метров.

X-51A Waverider гиперзвуковая крылатая ракета

Аналогичные проекты на разных стадиях осуществляют и другие страны: Германия (SHEFEX), Великобритания (Skylon), Россия («Холод» и «Игла»), Китай (WU-14) и даже Индия (Брамос), Австралия (ScramSpace) и Бразилия (14-X).

ГЛЛ-31 проекта «Холод»

Интересный проект летательного аппарата для полета с гиперзвуковой скоростью в атмосфере, американский Falcon HTV-2, считается провальным. Предположительно, Falcon смог разогнаться до огромной для атмосферы скорости — 23 М. Но только предположительно, так как все экспериментальные аппараты просто напросто сгорели.

Рекордный Falcon HTV-2 выглядит очень просто

Все перечисленные летательные аппараты (кроме Skylon) не могут самостоятельно набрать необходимую для работы прямоточного двигателя скорость и используют разные ускорители. Но Skylon пока только проект не сделавший пока ни единого испытательного полета.

Далекое будущее гиперзвука

Существуют и гражданские проекты гиперзвуковых самолетов для перевозки пассажиров. Это европейские SpaceLiner с одним типом двигателя и ZEHST который должен использовать целых 3 типа двигателя на разных режимах полета. Также над своими проектами работают и другие страны.

Такие лайнеры предположительно смогут доставить пассажиров из Лондона в Нью-Йорк всего лишь за час. Полетать на таких самолетах мы сможем не раньше 40-х, 50-х годов 21 века. А пока гиперзвуковые скорости остаются уделом военных, либо космических аппаратов.

Как «гений гиперзвука» Куранов мог совершить госизмену

В Москве задержан главный конструктор ОАО «Научно-исследовательское предприятие гиперзвуковых систем» (НИПГС) Александр Куранов.

Сейчас он находится в СИЗО, где пробудет до 9 октября. Задержанный являлся организатором российско-американского Международного симпозиума «Термохимические и плазменные процессы в аэродинамике».

Отметим, что именно его организация разработала комплекс «Авангард», созданный на основе советского проекта космического аппарата «Аякс». В чём конкретно обвиняется учёный, пока неизвестно.

О задержании Александра Куранова в Москве стало известно днём 12 августа, после обысков у него дома. Согласно решения Лефортовского суда Москвы, он арестован на один месяц и 28 дней.

Сотрудники ФСБ заявили, что он мог передавать научные разработки иностранным спецслужбам, совершив преступление по ст. 275 УК РФ «Государственная измена».

Организация, в которой работал Куранов, с советских времён работает в разных формах собственности. Сегодня это АО «Холдинговая Компания «Ленинец», контролируемое семьёй секретаря генсовета «Единой России» Андрея Турчака.

Куранов работал в ней с 1988 года, занимаясь концепцией развития гиперзвуковых систем. Он является автором более 120 научных трудов, в том числе патентов и авторских свидетельств, сказано на сайте НИПГС.

В своё время «Аякс» являлся ответом США после создания гиперзвукового разведчика Aurora. При плотной работе проект постепенно трансформировался в гиперзвуковой самолёт глобальной дальности или первую ступень для вывода полезной нагрузки на орбиту.

Напомним, «Авангард» полностью меняет правила работы систем ПРО и обесценивает как ракетные системы ПРО THAAD и Aegis-Ashore, разворачиваемые США вблизи России и Китая, так и стратегические системы ПРО на основе HAARP.

Последние способны создавать плазменные структуры в ионосфере на пути боевых частей наших ракет, приводящие к их разрушению, но «Авангард» способен их обойти как по курсу, так и по высоте.

По словам адвоката Ивана Павлова, который специализируется на защите фигурантов, обвинённых в госизмене и шпионаже, Куранов и его коллеги находились в «группе риска», потому что учёный занимался международным научным сотрудничеством.

Проблемой Куранова, по мнению «Новых Известий», стал доклад на тему «Конверсия углеводородного топлива в реакторах теплозащиты гиперзвуковых летательных аппаратов», прочитанный в Мюнхене.

Ранее стало известно, что уголовному делу в отношении российского учёного и преподавателя МФТИ Анатолия Губанова, подозреваемого в государственной измене и шпионаже в пользу иностранного государства, присвоен гриф «Совершенно секретно». По данным следствия, Губанов передал за рубеж сведения о новейших системах авиации.

А в Германии по обвинению в шпионаже арестован учёный из России. В понедельник, 9 августа, прокуратура ФРГ сообщила о задержании научного сотрудника одного из университетов Германии, гражданина России, подозреваемого в сотрудничестве с российской разведкой.

Читать еще:  Глохнет на холостых оборотах когда прогрет двигатель

В данном случае речь идёт об уроженце Уфы Ильнуре Нагаеве, до ареста работавшем на кафедре машиностроения университета в Аугсбурге.

Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google, либо Яндекс.Дзен

Быстрые новости в Telegram-канале Правды.Ру. Не забудьте подписаться, чтоб быть в курсе событий.

NASA приступила к созданию гиперсветового двигателя

Команда американских ученых из Национального аэрокосмического агентства (NASA) под руководством профессора Гарольда Уайта приступила к созданию так называемого «двигателя деформации пространства». Планируется, что он сможет перемещать космические аппараты со скоростью, многократно превышающей скорость света. В частности, преодолеть расстояние в 4,3 световых года, отделяющее Землю от Альфа Центавра, можно будет всего за две земных недели. Соответствующий проект NASA получил название «Speed» («Скорость»), сообщает британская газета The Daily Mail.

Проект межзвездного корабля с гиперсветовым двигателем. © Фото The Daily Mail

В основу концепции нового двигателя положена остроумная идея самого Гарольда Уайта, предложившего творчески переосмыслить уже известный ученым «привод Алькубиерре». В итоге двигатель, который сможет домчать космический корабль до ближайшей к нам звезды, не будет при этом нарушать никаких законов физики.

Идея создать гиперсветовой двигатель пришла в голову Гарольду Уайту, когда он анализировал известное уравнение, выведенное другим физиком, Мигелем Алькубиерре, еще в 1994 году. Тогда он предложил механизм, благодаря которому пространство может быть деформировано как перед космическим кораблем, так и за ним. Причем пространство за кораблем должно расширяться, а перед ним — сжиматься. С точки зрения механики, такой двигатель перемещает объект в форме сфероида между двумя пространствами, при чем локально скорость света не превышается, а сжатие и расширение пространства может происходить на любой скорости.

Гарольд Уайт усовершенствовал идею Мигеля Алькубиерре тем, что предложил решение проблемы недостатка энергии, необходимой для таких манипуляций с пространством. Он предложил откорректировать форму «кольца Алькубиерре», окружающего корабль-сфероид, сделав его более извилистым и толстым. Это, по мнению ученого, позволит уменьшить количество необходимой для этого так называемой «экзотической материи».

Для измерения микроскопических возмущений в пространстве-времени команда ученых под руководством Гарольда Уайта планирует использовать интерферометр Майкельсона-Морли, который они собираются существенно модернизировать. На начальном этапе экспериментов планируется сымитировать наиболее оптимальный «диск Алькубиерре» — разумеется, пока лишь в миниатюре. С этой целью будут применены лазеры, которые должны вызывать возмущения пространства-времени с частотой порядка 10 миллионов герц. А для создания кольца потенциальной энергии используют конденсаторы, которые будут заряжать напряжением в десятки тысяч вольт.

По мнению Гарольда Уайта, квантованное поле, которое при этом возникнет, может дать физические силы такого порядка, что NASA, в случае успеха эксперимента, сможет перейти от решения теоретических задач к практической разработке, а затем — и к строительству гиперсветового двигателя.

Три «Гипера»

Ducati Hypermotard/Hypermotard SP/
Hyperstrada: 2013 г.,
821 см3, 110 л.с., 175/171/181 кг

Текст: Денис Панфёров, фото: Ducati

Не верится, что с премьеры мотоцикла под именем Hypermotard, состоявшейся в Милане в 2005 году, прошло целых семь лет!

Первый «Гипер», удостоенный, кстати, сразу после презентации наградой Best of Show , был творением Пьера Тербланша: немного спорный внешне, но интересный идейно и технически. Двухклапанный мотор объёмом 1100 см3 с воздушным охлаждением мощностью не поражал ( 90 л . с.), зато хорошо тянул на низах, что вкупе с низкой массой мотоцикла ( 177 кг ) делало езду на нём интересной и вдохновляющей на подвиги. В 2009 к старшему брату, как версия для девочек, присоединился младший, с мотором 796 см3 – у него высота сиденья на 20 мм ниже и крутящий момент у мотора сильно меньше, хотя показатель максимальной мощности всего на 9 л . с. ниже.

На тотальное обновление мотоцикла к сезону 2013 года компанию Ducati подтолкнули шевеления в этом сегменте рынка, предпринятые конкурентами. В 2011 году вышла двухцилиндровая 900-кубовая Husqvarna Nuda ( 105 л . с., 174 кг ), а в 2012 году показали трёхцилиндровую 800-кубовую MV Agusta Rivale ( 125 л . с., 170 кг ). Конкурировать всерьёз с такими противниками сложно, когда у тебя мотор с воздушным охлаждением и всего два клапана на цилиндр. Поэтому мотоцикл буквально пришлось построить заново.

Главное изменение – новый форсированный «водяной» мотор с четырьмя клапанами на цилиндр. За основу взят двигатель Testastretta 11° от Streetfighter -848 (в свою очередь это дефорсированный мотор от спортбайка 848 EVO ), но его рабочий объём уменьшен до 821 см3, что привело к снижению мощности со 132 до 110 л . с.

К новому двигателю прилагается новая электроника: управление дроссельными заслонками полностью лежит на бортовом компьютере, есть восьмиступенчатый трекшн-контроль и три комплексных режима управления двигателем и системами безопасности:

Читать еще:  Все неисправностях двигателя экотек

– High – мощность не ограничена, отклик двигателя на «газ» мгновенный и точный, АБС включается чуть позже, позволяя почувствовать грань сцепных свойств шин, трекшн-контроль минимальный.
– Medium – мощность не ограничена, реакции двигателя немного сглажены, трекшн-контроль на среднем значении, АБС работает как обычно.
– Low – в этом режиме мощность мотора ограничена значением 75 л . с., реакции двигателя на «газ» по-эстонски плавные, трекшн-контроль и АБС максимально строги. Этот режим может быть полезен даже опытным водителям при езде в дождь и холод.

Многодисковое сцепление в масляной ванне теперь приводится в действие тросом (а не гидравликой, как раньше) и имеет механизм центробежного дожима при росте оборотов, снижающий усилие на рычаге, облегчающий трогание с места и препятствующий пробуксовке дисков при оборотах максимальной мощности мотора.

Высокое переднее крыло с ноздрями в нём решено было оставить – это хорошо узнаваемый элемент, и нельзя вот так вот взять и отказаться от него. Но общий силуэт мотоцикла был сильно переработан. Глушителей под сиденьем теперь нет, что визуально облегчило хвост и сделало силуэт изящнее – одна гнутая труба выхлопа теперь расположена справа внизу, её изгиб повторяет округлость колеса, а чёрный матовый цвет, в который она покрашена, позволяет ей немного скрыть свой немаленький размер, необходимый для прохождения норм по шумности. Идиотские зеркала, крепившиеся ранее в торцы элементов защиты рук и делавшие мотоцикл неимоверно широким при их откидывании, теперь в прошлом – компания вернулась к традиционным зеркалам на ножках, но пластиковая защита рук сохранилась, и теперь на ней расположены передние указатели поворотов. Высокое почти горизонтальное сиденье без ступеньки перед пассажирской частью и низкий бак дадут достаточно свободного места для перемещения тела взад-вперёд при езде по бездорожью.

А теперь поговорим немного про улучшайзинг. Существует два пути, которыми пошла компания. Первый: берём стандартный «Гипермотард», меняем переднее пластиковое крыло на карбоновое, ставим моноамортизатор Ohlins назад, полностью регулируемую вилку с воронёными перьями вперёд, а на оба колеса – лёгкие и крепкие кованые колёсные диски (заднее ещё и по дизайну отличается от стандартного) – так получается модификация Hypermotard SP – более дорогая и спортивная версия.

Второй путь: ставим высокое ветровое стекло, пластиковую защиту картера мотора, центральную подставку, переднее крыло большего размера, задний амортизатор с выносным бачком, более широкое и комфортное сиденье, дугу/багажник для крепления боковых и верхнего кофров и фирменные жёсткие боковые сумки-кофры. Так получается туристический мотоцикл для плохих дорог – Hyperstrada . И, говоря про туризм, я совсем не шучу – объём бензобака был увеличен с 12,4 (на старом воздушном гипере) до 16 литров , что придаёт вполне достаточную автономию при экономичном стиле езды. Ещё одна хорошая новость для экономных: регулировка десмодромного привода клапанов теперь по регламенту осуществляется раз в 30000 км.

Использованы покрышки Pirelli привычной размерности 120/70–17 и 180/55–17. Вот только модели резины выбраны разные: для версии SP – трековая Diablo Supercorsa SP , для просто Hypermotard – гражданская резина для спортбайков Diablo Rosso — II , а для «Гиперстрады» – туристическая резина для дорог с жёстким покрытием Scorpion Trail . Выбор во всех трёх случаях вполне логичный – менять при покупке не придётся.

Мотоциклы штатно комплектуются новейшей системой АБС Bosh 9МР (в отличие от Nuda и Rivale , где АБС пока недоступна) и 320-миллиметровыми передними тормозными дисками Brembo . Спереди стоят два радиальных четырёхпоршневых моноблочных суппорта Brembo M 4.32, в каждом по четыре колодки (по одной на каждый поршень) – для небольшой массы мотоцикла и 110-сильного мотора этого хватит с огромным запасом, даже на треке!

Не стоит рассматривать все три мотоцикла как внедорожники – асфальтовая резина, низкое крыло на переднем колесе и мотор, ничем не прикрытый снизу, убивают на корню любое желание съехать на «Гиперах» в настоящую грязь, но для дорог между городами на постсоветском пространстве их 15-сантиметровые ходы энергоёмких подвесок будут гораздо более уместны, чем 12-сантиметровые, как на серии «Монстр», на которых вообще за город выезжать не рекомендуется.

Понятно, что хорошая вещь не может стоить дёшево, и за все инновации, щедро запиханные в Hypermotard и Hyperstrada , придётся платить, но так хочется надеяться, что цена за мотоциклы не сильно будет отличаться в большую сторону от цены главных конкурентов – иначе все старания конструкторов и инженеров будут обречены на маркетинговый провал.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector