Boeing учится строить боевые волнолеты

Корпорация Boeing провела первые стендовые испытания гиперзвукового двигателя для перспективного волнолета WaveRider – летательного аппарата новой конструкции.

Как сообщила 4 июня 2007 года пресс-служба корпорации Boeing, пройдены два важных этапа в создании летательного аппарата принципиально новой конструкции – так называемого гиперзвукового «волнолета» WaveRider X-51A. Завершено эскизное проектирование аппарата, успешно проведены первые стендовые испытания гиперзвукового двигателя Pratt&Whitney X-1 на эффективной скорости 5 Мах.

Уникальной особенностью данного двигателя является его возможность работать на обычном углеводородном топливе и наличие встроенной системы терморегулирования, контролирующей и регулирующей температуру рабочих поверхностей двигателя и управляющей подачей топлива в камеру сгорания. Всего до начала летных испытаний X-51A, намеченных на 2009 год, планируется провести два стендовых испытания двигателя Х-1.

«Эти успехи критически важны для разработки X-51A, - заявил менеджер программы X-51A исследовательской лаборатории ВВС США Чарли Бринк (Charlie Brink). – Можно упомянуть, что, кроме того, впервые прямоточный воздушно-реактивный двигатель со сверхзвуковой камерой сгорания был испытан на земле в «окончательной» полетной конфигурации с использованием сконструированных в Boeing полноразмерных воздухозаборника и сопла».

Испытания X-51A проводятся в исследовательском центре Легли в г. Хэмптон, штат Вайоминг. Предполагается, в частности, осуществление 4 летных испытаний.

Целью программы X-51A является демонстрация возможности создания скрамджета масштабируемой размерности, разработки термостойких материалов, интеграции планера и двигателя, а также других ключевых технологий, необходимых для осуществления полета в диапазоне скоростей 4,5 – 6,5 Маха.

Конечной целью программы X-51A является разработка различных гиперзвуковых систем – включая боевые, а также средства вывода полезной нагрузки в околоземное пространство.

Согласно имеющейся информации, подъемная сила у гиперзвукового летательного аппарата типа «волнолет» образуется за счет особенностей сверхзвукового обтекания – скачков уплотнения (так называемая «компрессионная подъемная сила»). К настоящему времени этот тип тяги использовался на реальном летательном аппарате лишь один раз – в американском сверхзвуковом бомбардировщике 1960-х годов разработки XB-70 Valkire («Валькирия»), рассчитанном на полет со скоростью 3 Маха.

Но у истоков разработки схема волнолета стояли британские инженеры.

Аэродинамическая схема «волнолет» была предложена и изучена Теренсом Нонвейлером (Terence Nonweiler) из Белфастского университета в 1950-х годах. Исследуя модель аппарата с дельтовидным крылом с малой удельной нагрузкой для обеспечения достаточного теплоотвода, он обнаружил, что ударная волна приводит к образованию области высокого давления под корпусом аппарата, которое может быть использовано для создания подъемной силы.

В 1950-х годах в Великобритании изучалась возможность создания пилотируемого космического аппарата по программе Blue Streak. Предполагалось, что спускаемый аппарат будет оснащен аэродинамическими поверхностями («крыльями») и, в отличие от первых советских и американских систем, сможет осуществлять управляемый полет в атмосфере. В 1957 – 1959 гг. Теренс Нонвейлер разработал схему капсулы с пирамидальным корпусом («фюзеляжем») и короткими крыльями.

В 1960-х работы по программе Blue Streak были свернуты, а дальнейшая разработка схемы волнолета переместилась в королевскую авиационную лабораторию (Royal Aircraft Entertainment, RAE), где на ее основе прорабатывалась концепция пассажирского авиалайнера с крейсерской скоростью 6 Мах. В этот период, по некоторым данным, как минимум один волнолет был испытан на полигоне Вумера в Австралии. Многочисленные испытания моделей волнолетов проводились в сверхзвуковой аэродинамической трубе исследовательского центра НАСА имени Эймса.

В 1962 году ставший профессором аэро- и гидродинамики университета Глазго Нонвейлер представил схему волнолета, ставшую впоследствии «классической». В ней скачок уплотнения генерировался передними кромками дельтовидных крыльев с опущенными книзу кончиками, образуя под фюзеляжем одну плоскую волну. Именно она – эта волна – в данной схеме фактически и является аэродинамической поверхностью, генерирующей подъемную силу при минимальном взаимодействии с самим планером, что резко снижает термические нагрузки.

Работы в области освоения гиперзвуковых режимов полета в США ведутся давно и комплексно. В 2004 году исследовательский аппарат Х-43А поставил новый мировой рекорд скорости для аппаратов этого класса, развив скорость 10 Мах.

Конечным результатом предполагается создание новых классов вооружений, способных осуществлять быстрое поражение любых целей в любой точке Земного Шара аппаратами, которые будут базироваться на территории США. Аппаратом такого типа является разрабатываемый в настоящее время гиперзвуковой беспилотный бомбардировщик Falcon, обладающий крейсерской скоростью полета свыше 10–20 Мах, глобальной дальностью полета и бомбовой нагрузкой до 5,5 т.

Другим вероятным применением гиперзвуковых технологий экспертам Пентагона видится создание маневрирующих гиперзвуковых боеголовок, способных преодолевать существующие системы противоракетной обороны.

Исследуется возможность скрытного осуществления запусков легкого носителя SLV (Small Launch Vehicle), предназначенного для выведения на штатный режим работы гиперзвукового Falcon, с не переоборудованных военно-транспортных самолетов С-17. В рамках работ по созданию гиперзвуковых летательных аппаратов американским ученым удалось создать и успешно испытать гиперзвуковой аппарат HyFly, использующий в качестве топлива обычный авиационный керосин.