"Objeto 4202" hipersónico y su prueba

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Última modificación: 2024-02-12 06:05

"Objeto 4202" es el símbolo del último proyecto ruso en el campo de los modernos aviones militares hipersónicos (LA). Según centros analíticos extranjeros autorizados, su implementación exitosa puede neutralizar las ventajas en el campo de las armas estratégicas que Estados Unidos pretende obtener sobre Rusia como resultado del despliegue de un sistema global de defensa antimisiles.

Cómo se clasifican los aviones por velocidad de vuelo

Las aeronaves según sus características de velocidad se dividen en subsónicas, supersónicas e hipersónicas. Al mismo tiempo, sus velocidades de vuelo suelen expresarse en forma de cantidades adimensionales, un múltiplo de las llamadas. Número de Mach, llamado así por el físico austriaco Ernst Mach, y denotado por la letra latina M. El número de Mach es una cantidad adimensional y puede definirse simplemente como la relación entre la velocidad del avión y la velocidad del sonido en el aire a una altitud dada. Por lo tanto, una velocidad de avión de 1 M (o M=1) significa que vuela a la velocidad del sonido. Al mismo tiempo, deberecuerda que la velocidad del sonido disminuye con la altura, por lo que el valor de 1 M a diferentes alturas corresponderá a diferentes valores, expresados en km/h. Entonces, cerca del suelo, una velocidad de 1 M corresponde a un valor de 1224 km / h, y a una altitud de 11 km - 1062 km / h.

Las velocidades de los aviones supersónicos no pueden exceder los 5 M (o M=5), mientras que los aviones hipersónicos vuelan a velocidades superiores a los 5 M. Al mismo tiempo, también pueden maniobrar utilizando las fuerzas aerodinámicas que surgen durante el vuelo en el aire, y también se deslizan sobre distancias mucho mayores que a velocidades sub-hipersónicas.

Razones físicas para la asignación de aeronaves hipersónicas

El límite de 5 M entre aviones supersónicos e hipersónicos no fue elegido por casualidad. El hecho es que cuando se alcanza esta velocidad, la naturaleza del flujo de procesos aerodinámicos y de dinámica de gases, respectivamente, cerca del cuerpo del avión y dentro de su motor a reacción, cambia significativamente. Primero, la capa límite del aire que fluye alrededor de la aeronave a una velocidad de 5 M se calienta a una temperatura de varios miles de grados (especialmente frente a la parte frontal de la aeronave), y las moléculas de gas que componen el aire comienzan a descomponerse en iones (disociarse). Las propiedades fisicoquímicas de dicho gas ionizado difieren significativamente de las propiedades del aire ordinario, tiende a entrar en reacciones químicas con la superficie de la aeronave y se produce un intenso intercambio de calor por convección y radiación entre él y el flujo a su alrededor. Por lo tanto, la protección térmica de la aeronave no debería ser peor que la de los "transbordadores espaciales" estadounidenses o el "Buran" soviético.

ExceptoAdemás, los aviones hipersónicos requieren un diseño de motor a reacción muy especial que no se parece a ningún tipo conocido. El hecho es que en los motores de aviones supersónicos conocidos, el caudal de aire extraído de la atmósfera durante la formación de la mezcla aire-combustible desciende inevitablemente a subsónico (de lo contrario, es imposible tener tiempo para introducir la cantidad necesaria de combustible en el aire). En un avión hipersónico, tal disminución en la velocidad del flujo de aire es inaceptable; debido a la ley de conversión de energía, esto provocará un sobrecalentamiento de los elementos estructurales del motor que ningún material conocido puede soportar.

Características del diseño

El motor de un avión hipersónico (en su versión más simple) es similar a dos embudos articulados, uno de los cuales sirve como toma de aire (la parte estrecha es una especie de compresor combinado con un inyector de combustible, y también actúa como cámara de combustión), y el segundo embudo es una boquilla para la liberación de gases quemados que crean empuje. Dicho motor solo se puede colocar debajo del fuselaje de un avión, lo que crea una cierta apariencia de vehículos hipersónicos.

Sin embargo, dicho motor no puede funcionar a velocidades inferiores a 5-6 M, ya que el flujo comprimido simplemente no se calienta a las temperaturas necesarias para la combustión completa del combustible. Por lo tanto, la forma más realista de acelerar un avión hipersónico a la velocidad requerida de arranque del motor (al menos en la etapa actual) es usar un cohete propulsor separador como primera etapa,a veces en combinación con un avión de refuerzo. La foto a continuación muestra un avión hipersónico estadounidense X-52 adjunto bajo el ala de un bombardero estratégico B-52.

Estado del trabajo en aviones hipersónicos en los EE. UU

USA ha comenzado hace mucho tiempo el desarrollo de nuevos tipos de armas ofensivas. En primer lugar, estos son aviones hipersónicos. Entonces, en el marco del Proyecto Falcon de DARPA, se está desarrollando un planeador cohete, designado HTV-2, así como proyectos de vehículos hipersónicos de la corporación Boeing (X-43, X-51) equipados con motores estatorreactores como el se muestra en la foto de arriba. Son capaces de transportar ojivas con un peso de hasta 450 kg, que pueden ser tanto armas nucleares como bombas de explosión volumétrica, adyacentes a ellas en términos de potencia, capaces de destruir puestos de mando enemigos protegidos.

El proyecto Boeing X-51 será capaz de alcanzar velocidades de hasta 6400 km/h. Por primera vez, este dispositivo se levantó en el aire en mayo de 2010. Hubo dos lanzamientos fallidos en total, que terminaron con la destrucción del planeador. Después de la separación del avión de transporte, el dispositivo es acelerado por un refuerzo adicional hecho sobre la base de un misil táctico militar. Solo al alcanzar una velocidad de 5400 km/h, se enciende el motor a reacción de la propia aeronave, que la acelera hasta alcanzar la velocidad de crucero.

Lo que perdimos con los desarrollos hipersónicos soviéticos

Por supuesto, Rusia tuvo que defenderse de tal amenaza. Hoy, se recuerdan los desarrollos soviéticos correspondientes. En los años 80 del siglo pasado,teníamos desarrollos avanzados en esta área e incluso un producto terminado: el avión cohete X-90 del proyecto Gala. Según los expertos, el X-90 fue lanzado con éxito desde un avión especialmente adaptado para este fin, y aceleró a 5400 km/h, que es el límite del hipersonido. Pero luego llegaron los "90 bendecidos por los liberales", y el proyecto se cerró.

Respuesta rusa a "Washington"

Recientemente, el conocido centro de investigación militar británico Janes Information Group publicó información de que, en febrero del año pasado, en Rusia, en el campo de entrenamiento de Dombarovsky (región de Oremburgo), se realizaron pruebas de vuelo de un avión hipersónico con el símbolo Yu-71 (Yu -71). El objeto 4202, que, según el mismo centro, es un símbolo genérico de todos los desarrollos hipersónicos rusos, forma parte de nuestro programa de misiles.

Pero formalmente no es el departamento militar el que lo ordena a la industria, sino la Agencia Espacial Federal de la Federación Rusa, que en las condiciones modernas no es una "cobertura" adicional para este trabajo. El contratista principal de I+D sobre el tema "Objeto 4202" es "NPO Mashinostroenie" de Reutov, cerca de Moscú (la antigua oficina de diseño de misiles del diseñador general Vladimir Chelomey, que fue el principal desarrollador de misiles de crucero y misiles balísticos de medio alcance en la URSS)

Por cierto, el sitio de esta empresa contiene información de que a fines de los años 50 del siglo pasado, se creó en la oficina de diseño el avión MP-1, capaz de maniobrar en la atmósfera con la ayuda de la aerodinámica timones con velocidades hipersónicas. ¡Fue lanzado con éxito en 1961! Entonces el temaEl "Objeto 4202" tiene una larga historia.

Perspectivas del "hipersonido" ruso

De varias fuentes se sabe que desde principios de la década de 2000, Rusia comenzó a trabajar en el "hipersonido militar" y va a instalar el producto Yu-71 en el prometedor misil balístico Sarmat. El nuevo objeto hipersónico ruso 4202 es capaz de acelerar a una velocidad de 11.000 km/h y puede transportar una ojiva convencional o nuclear. A velocidades tan gigantescas, el dispositivo puede maniobrar en la atmósfera a altitudes de 40 a 50 km. Por lo tanto, no puede ser interceptado por ninguno de los últimos sistemas de defensa antimisiles.

Y aunque las ojivas de los misiles balísticos intercontinentales modernos también alcanzan velocidades hipersónicas en vuelo, sus trayectorias son susceptibles de cálculo y, por lo tanto, de una posible intercepción por parte de los sistemas de defensa antimisiles. El producto Yu-71 (objeto 4202), a diferencia de ellos, es capaz de maniobrar a lo largo de una trayectoria compleja e impredecible, cambiando de rumbo y altitud, por lo que es casi imposible interceptarlo.

Al mismo tiempo, hay razones para creer que las primeras pruebas del objeto 4202 tuvieron lugar en 2004. Fue entonces cuando el subjefe del Estado Mayor General de las Fuerzas Armadas de RF Baluyevsky informó en una conferencia de prensa sobre las pruebas de un avión hipersónico maniobrando a lo largo del curso y la altitud.

"Objeto 4202": a las costas de América en sonido hipersónico

La prensa estadounidense reaccionó a las pruebas del planeador hipersónico ruso. Muchos periódicos hablaron abiertamente sobre el hecho de que la estrategia estadounidense de un ataque global ultrarrápido habíacompetidor serio. Si el trabajo en el proyecto Object 4202 se completa con éxito, en 10 años Rusia recibirá una "carta de triunfo" seria en las negociaciones con los Estados Unidos. El hecho es que en presencia de aviones hipersónicos, será posible alcanzar cualquier objetivo en los Estados Unidos con un solo misil. Por ejemplo, el mismo "Sarmat" en el que se instalará el avión, creado según el proyecto "Objeto 4202". Hipersonido a velocidad de vuelo más la maniobrabilidad de un nuevo tipo de avión: estas son las nuevas cualidades de esta arma que, tal vez, hará que el enorme gasto de recursos para la creación de sistemas de defensa antimisiles estadounidenses no tenga sentido.