Станислав Зигуненко - 100 великих рекордов авиации и космонавтики

Вспомним хотя бы: в 1994 году создатели проекта «Аякс» наделали немало шума в авиационном мире. Ведь еще со времен «дедушки русской авиации» Н. Е. Жуковского повелось, что Москва считалась более авиационным городом, нежели Северная Пальмира. Там больше кораблями занимались. И вдруг выясняется, что в городе на Неве небольшая группа специалистов, не имеющих, по существу, никакого авиационного опыта, создала проект гиперзвукового самолета «Аякс», которому, похоже, нет аналогов в мире!..

Как такое могло получиться? Лучше, наверное, рассказывать все по порядку.

«Мы убеждены, что уже пора всерьез задуматься о том, на чем мы будем летать в XXI веке, — сказал тогда генеральный конструктор научно-производственного предприятия гиперзвуковых систем Владимир Львович Фрайштадт. — Промедлим, и тогда вообще безнадежно отстанем…»

И он, безусловно, прав. Если Россия хочет вернуть себе звание одной из ведущих авиационных держав, то уже сейчас в наших СКВ должны зарождаться смелые, рекордные проекты.

Посмотрите, как складывается конъюнктура сегодня. Наш аэрофлот, распавшись на множество более-менее мелких фирм, не может составить сколько-нибудь серьезную конкуренцию ведущим концернам на международном рынке авиаперевозок. Сегодня наш авиапарк в таком состоянии, что российские самолеты уже не пускают в некоторые зарубежные аэропорты, а госдеп рекомендовал американцам не пользоваться авиатранспортом на внутренних линиях бывшего СССР.

Между тем из-за рубежа упорно поступают сведения о неких самолетах-призраках, продолжающих свои полеты не только над пустыней Мохаве, но и во многих других местах. Говорят, что такой «призрак», а точнее, гиперзвуковой самолет способен за 8 часов облететь земной шар, если обеспечить его соответствующим числом дозаправок в воздухе. Ну-ка прикиньте его скорость…

Правильно, гиперзвуковым называют самолет, могущий развить скорость выше 4–5 М, где М — скорость звука в воздухе, равная примерно 1200 км/ч. Именно на такие самолеты, похоже, ныне делают ставку специалисты США, в свое время благоразумно решившие не ввязываться в гонку — кто первым соорудит пассажирский «сверхзвуковик». И проанализировав чужой опыт, поучившись на чужих ошибках, оповестили мир о планах создания высотно-космического самолета NASP (National Avation Space Project).

Работы, ведущиеся с 1986 года, предусматривают постройку самолета, который при взлетной массе около 180 т должен поднимать не менее 9 т полезной нагрузки, иметь габариты стратегического бомбардировщика В-1 и вместилище для груза, сравнимое с соответствующим отсеком «Спейс Шаттла».

Для летних испытаний и экспериментальной отработки технических решений предназначили три опытных самолета Х-50. (Не их ли полеты фиксируются наблюдателями над пустыней Мохаве, в окрестностях одной из секретных авиабаз ВВС США?) Их задача — проверить на высотах 24–25 км возможность длительного гиперзвукового полета на скоростях не менее 4–5 М.

Затем намечен второй этап работ: подъем до высот 30–50 км и разгон с целью выхода на околоземную орбиту со скоростью порядка 25 М. Для этого наряду с основной воздушно-реактивной установкой будет использоваться и жидкостный ракетный двигатель.

Теперь вы понимаете, что Фрайштадт и его команда затеяли проект «Аякс» вовсе не ради праздного любопытства. Причем, как полагают на фирме, нет смысла придерживаться уже проторенного другими фарватера. Действовать так — значит вечно быть в роли догоняющего. Нужен качественный рывок, позволивший бы обойти конкурентов. Именно это и обещает проект.

Он до дерзости необычен хотя бы тем, что, опрокидывая привычные каноны, решает задачу создания гиперзвукового летательного аппарата «от противного». Судите сами. Стремительно мчащийся самолет в результате трения о воздух может нагреваться до сотен, а то и тысяч градусов. Чтобы избежать разрушения конструкции в связи с потерей раскаленным материалом своей прочности, обычно прибегают к соответствующим мерам — применяют жаропрочные сплавы, защитные покрытия и системы термозащиты. Петербуржцы же решили реализовать принцип активного энергетического взаимодействия конструкции с внешней средой. Тепло пропустят внутрь летательного аппарата, причем зло при этом обратится во благо!

«Аякс» сделан как бы состоящим из двух вложенных друг в друга корпусов. Между ними располагается специальная система активного охлаждения, использующая реакторы химической регенерации топлива. В них поступает доля исходного энергоносителя — традиционный авиакеросин и вода. И когда аппарат идет на гиперзвуке, часть кинетической энергии воздушного потока утилизируется для термохимического разложения жидкости.

Иными словами, дело тут обстоит так. Между слоями обшивки помещают нечто вроде губки из термостойких материалов. Ее пропитывают водой. Та под действием наружного тепла плюс некоторых реагентов не только нагревается, но и разлагается на кислород и водород. Последний смешивают с керосином, получая топливо повышенной калорийности. Кислород же активно поддерживает горение. В итоге комбинированное топливо горит впятеро лучше, чем, например, чистый водород, что позволяет придать воздушно-реактивному двигателю лучшую энергетику — большую мощность при меньших габаритах. Заодно сам летательный аппарат охлаждается столь интенсивно, что температура на его поверхности, согласно расчетам, не превысит 800–850 °C.

«Если бы подобную методику применили, допустим, к охлаждению аварийного блока Чернобыльской АЭС, — заметил по этому поводу начальник лаборатории систем управления и навигации Алексей Павлович Фролов, — его остудили бы за 2–3 часа и не было бы того кошмара, последствия которого не ликвидированы и по сей день»…

И это не все. Часть обтекающего аппарат воздушного потока поступает и в тракт уникальной по своей концепции двигательной установки. Она — магнитоплазмодинамическая.

Говоря упрощенно, к прямоточному воздушно-реактивному двигателю добавлены еще МГД (магнитогидродинамический) генератор и МГД-ускоритель. Гиперзвуковой воздушный поток сначала резко тормозится в искусственно созданном магнитном поле, тратя часть своей энергии на наведение ЭДС. При этом выделяется около 100 МВт — электростанцию такой мощности имеет город средней величины.

Затем заторможенный и ионизированный воздушный поток поступает в камеру сгорания, где полыхает обогащенный водородом и кислородом керосин. Продукты сгорания устремляются через сопло наружу, создавая реактивную тягу. Если ее для данного режима полета окажется недостаточно, вступит в действие запитываемый от бортовой электростанции МГД-ускоритель. Он убыстрит истечение продуктов сгорания, доведет скорость аппарата до 25 М, то есть до первой космической. Значит, при желании «Аякс» можно вывести и на околоземную орбиту.