O "Objeto 4202" é um símbolo do mais recente projeto russo no campo de aeronaves hipersônicas militares modernas. De acordo com centros analíticos estrangeiros autorizados, sua implementação bem-sucedida pode compensar as vantagens no campo de armas estratégicas que os Estados Unidos pretendem obter sobre a Rússia como resultado da implantação de um sistema global de defesa antimísseis.
Como as aeronaves são classificadas por velocidade de vôo
De acordo com suas características de velocidade, as aeronaves são divididas em subsônicas, supersônicas e hipersônicas. Além disso, suas velocidades de vôo são geralmente expressas na forma de quantidades adimensionais que são múltiplas das chamadas. O número Mach, nomeado em homenagem ao físico austríaco Ernst Mach, e indicado pela letra latina M. O número Mach é uma quantidade adimensional e pode ser simplificada pode ser definida como a razão entre a velocidade de uma aeronave e a velocidade do som no ar em uma determinada altura. Portanto, a velocidade de uma aeronave em 1 M (ou M = 1) significa que ela voa na velocidade do som. Deve-se lembrar que com a altura a velocidade do som diminui, portanto, um valor de 1 M em diferentes alturas corresponderá a valores diferentes, expressos em km / h. Assim, na velocidade de 1 M, a Terra corresponde a 1224 km / h, e a uma altitude de 11 km - 1062 km / h.
As velocidades das aeronaves supersônicas não podem exceder 5 M (ou M = 5), enquanto as aeronaves hipersônicas voam apenas a velocidades acima de 5 M. Além disso, elas também podem manobrar usando forças aerodinâmicas que surgem durante o vôo no ar e também planejar distâncias. muito maior do que em velocidades hipersônicas.
Bases físicas para a alocação de aeronaves hipersônicas
O limite de 5 M entre aeronaves supersônicas e hipersônicas não foi escolhido por acaso. O fato é que, quando essa velocidade é atingida, a natureza do curso dos processos aerodinâmicos e gasodinâmicos, respectivamente, próximo ao corpo da aeronave e dentro de seu motor a jato muda significativamente. Primeiro, a camada limite de ar que flui ao redor da aeronave, a uma velocidade de 5 M, é aquecida a uma temperatura de vários milhares de graus (especialmente na frente da parte frontal da aeronave), e as moléculas de gás que compõem o ar começam a se decompor em íons (dissociar). As propriedades físico-químicas desse gás ionizado são significativamente diferentes das propriedades do ar comum, pois tendem a entrar em reações químicas com a superfície da aeronave, ocorre intensa troca de calor por convecção e radiação entre ele e a corrente. Portanto, a proteção térmica da aeronave não deve ser pior do que a dos "ônibus espaciais" americanos ou o "Buran" soviético.
Além disso, as aeronaves hipersônicas precisam de um design de motor a jato muito especial, que não é semelhante a nenhum dos tipos conhecidos. O fato é que, nos conhecidos motores de aeronaves supersônicas, a vazão de ar retirada da atmosfera durante a formação de uma mistura combustível-ar diminui inevitavelmente para subsônica (caso contrário, é impossível inserir a quantidade certa de combustível no ar). Em uma aeronave hipersônica, tal redução na velocidade do fluxo de ar é inaceitável - devido à lei da conversão de energia, isso causará um superaquecimento dos elementos estruturais do motor que nenhum material conhecido pode suportar.
Recursos de design
O motor hipersônico da aeronave (em sua versão mais simples) é semelhante a dois funis articulados, um dos quais serve como entrada de ar (a parte estreita é um tipo de compressor combinado com um injetor de combustível e também atua como uma câmara de combustão), e o segundo funil é um bico para a saída de gases queimados, criando desejos. Esse mecanismo pode ser colocado apenas sob a fuselagem da aeronave, o que cria uma certa aparência de dispositivos hipersônicos.
No entanto, esse motor não pode operar a velocidades inferiores a 5-6 M, uma vez que o fluxo comprimido simplesmente não aquece até as temperaturas necessárias para a combustão completa do combustível. Portanto, a maneira mais realista de acelerar uma aeronave hipersônica até a velocidade de partida do motor necessária (pelo menos no estágio atual) é usar um acelerador destacável como o primeiro estágio, às vezes em combinação com uma aeronave de aceleração. A foto abaixo mostra a aeronave hipersônica americana X-52 montada sob a asa do bombardeiro estratégico B-52.
Estado do trabalho em aeronaves hipersônicas nos EUA
Os Estados Unidos há muito tempo começaram a desenvolver novos tipos de armas ofensivas. Primeiro de tudo, estes são aviões hipersônicos. Portanto, no âmbito do Projeto DARPA Falcon, está sendo desenvolvido um planador de foguetes, designado HTV-2, bem como projetos de dispositivos hipersônicos da corporação da Boeing (X-43, X-51) equipados com motores de jato de ram como o mostrado na foto acima. Eles são capazes de carregar ogivas de até 450 kg, que podem ser ogivas nucleares ou bombas de explosão volumétricas adjacentes a eles no poder, capazes de destruir o PC protegido do inimigo.
O projeto Boeing X-51 poderá atingir velocidades de até 6400 km / h. Pela primeira vez, este dispositivo foi levantado em maio de 2010. Houve duas partidas sem sucesso que terminaram na destruição do planador. Após a separação da aeronave transportadora, o dispositivo é acelerado por um reforço adicional feito com base em um míssil tático militar. Somente ao atingir uma velocidade de 5400 km / h, o próprio motor a jato da aeronave liga, o que acelera a velocidade de marcha.
O que perdemos dos desenvolvimentos hipersônicos soviéticos
Obviamente, a Rússia teve que se defender dessa ameaça. Hoje, os desenvolvimentos soviéticos correspondentes são trazidos à mente. Nos anos 80 do século passado, tivemos desenvolvimentos avançados nessa área e até um produto final - o plano de foguetes X-90 do projeto Gala. Segundo os especialistas, o X-90 foi lançado com sucesso a partir de uma aeronave especialmente adaptada para esse fim e acelerou para 5400 km / h, que é o limite do hiper-som. Mas então vieram os "abençoados liberais dos anos 90", e o projeto foi encerrado.
Resposta da Rússia a Washington
Recentemente, o famoso centro de pesquisa militar britânico Janes Information Group publicou informações de que, em fevereiro do ano passado, na Rússia, no campo de treinamento de Dombarovsky (região de Orenburg) foram realizados testes de voo de aeronaves hipersônicas sob o símbolo U-71 (Yu-71). O objeto 4202, que, de acordo com o mesmo centro, é um símbolo generalizado para todos os desenvolvimentos hipersônicos russos, faz parte do nosso programa de mísseis.
Mas formalmente, não é solicitado pelo departamento militar da indústria, mas pela Agência Espacial Federal da Federação Russa, que em condições modernas não é uma "cobertura" estranha para este trabalho. O artista principal do ROC no assunto "Objeto 4202" é "NPO Mashinostroyenie" de Reutov, região de Moscou (o antigo departamento de design de mísseis do General Designer Vladimir Chelomey, que foi o principal desenvolvedor de mísseis de cruzeiro e mísseis balísticos de médio alcance na URSS).
A propósito, no site desta empresa existem informações de que, no final dos anos 50 do século passado, a aeronave MP-1 foi criada no departamento de design, capaz de manobrar na atmosfera usando lemes aerodinâmicos com velocidade hipersônica. Seu lançamento bem-sucedido foi realizado em 1961! Portanto, o tema "Objeto 4202" tem uma longa história.
Perspectivas para o "hipersom" russo
De várias fontes, sabe-se que desde o início dos anos 2000, a Rússia começou a trabalhar em um "ultra-som militar" e planeja instalar o produto Yu-71 em um promissor míssil balístico Sarmat. O novo objeto hipersônico russo 4202 é capaz de acelerar a uma velocidade de 11.000 km / h e pode carregar uma ogiva convencional ou nuclear. A velocidades tão gigantescas, o dispositivo pode manobrar na atmosfera em altitudes de 40 a 50 km. Portanto, é impossível interceptar qualquer um dos mais recentes sistemas de defesa antimísseis.
E embora as ogivas dos modernos mísseis balísticos intercontinentais também atinjam velocidades hipersônicas em vôo, suas trajetórias podem ser calculadas e, portanto, possíveis interceptadas pelos sistemas de defesa antimísseis. O produto Yu-71 (objeto 4202) é capaz, ao contrário deles, de manobrar por uma trajetória complexa e imprevisível, mudando o rumo e a altura, tornando quase impossível interceptá-lo.
Além disso, há motivos para acreditar que os primeiros testes da instalação 4202 ocorreram em 2004. Foi então que o vice-chefe do estado-maior das Forças Armadas da RF, Baluevsky, anunciou em uma entrevista coletiva sobre os testes de uma aeronave hipersônica que manobrava em curso e altitude.
