Американский авиастроительный концерн Boeing на конференции AIAA SciTech 2018 представил проект перспективного гиперзвукового беспилотного летательного аппарата, который сможет выполнять полеты на скорости более пяти чисел Маха (около 6,2 тысячи километров в час). Как пишет Aviation Week, новый летательный аппарат может быть разработан в два этапа в случае, если он получит финансирование от военных.
В настоящее время несколько американских компаний занимаются разработкой гиперзвуковых беспилотников, которые, по их заявлениям, на вооружении должны будут занять нишу, ранее занятую разведывательными самолетами SR-71 Blackbird. Помимо Boeing разработкой таких аппаратов занимаются американские компании Lockheed Martin и Northrop Grumman.
На конференции AIAA SciTech 2018 Boeing представил модель перспективного беспилотника. Своими обводами аппарат немного напоминает SR-71. Модель беспилотника выполнена по схеме «бесхвостка» с двумя немного наклоненными в стороны килями. Крыло беспилотника имеет большую стреловидность.
Представленная модель гиперзвукового аппарата оснащена двумя реактивными двигателями, расположенными в мотогондолах под фюзеляжем беспилотника. Какие именно силовые установки планируется использовать на новом беспилотнике, не раскрывается.
По словам руководителя исследовательских работ в области гиперзвукового полета концерна Boeing Кевин Боукатт заявил, для взлета и разгона беспилотника до гиперзвуковой скорости будут использоваться одни и те же двигатели. Существующие сегодня турбореактивные силовые установки и гиперзвуковые прямоточные воздушно-реактивные двигатели не могут работать во всем диапазоне скоростей от нуля до пяти чисел Маха.
По словам Боукатта, решить проблему функционирования одного и того же двигателя в очень широком диапазоне скоростей специалистам Boeing удалось благодаря мультидисциплинарной оптимизации дизайна (multidisciplinary design optimization, MDO) применительно одновременно к планеру и двигателям.
Мультидисциплинарной оптимизацией называют подход к разработке какой-либо техники, учитывающий экспертизу одновременно по многим дисциплинам. Традиционная разработка техники обычно ведется последовательно. Например, при создании самолета специалисты по аэродинамике указывают общую форму планера, после чего конструкторы пытаются привести проект к указанной форме.
При мультидисциплинарной оптимизации над разработкой той или иной техники работают одновременно группы исследователей и конструкторов, обладающие экспертизами в разных дисциплинах. Такой подход позволяет немного ускорить разработку и получить конечный продукт с существенно лучшими качествами, чем если бы он проектировался последовательно.
При этом мультидисциплинарная оптимизация нередко приводит к существенному усложнению проекта, поскольку по мере его реализации одновременно несколькими экспертными группами могут возникать совмещенные проблемы, требующие поиска решений сразу в нескольких дисциплинах. Это может приводить к удорожанию разработки.
Какое именно разработчикам Boeing удалось найти решение благодаря мультидисциплинарной оптимизации, Боукатт не уточнил. Следует отметить, что совместно с Boeing разработкой гиперзвукового беспилотника занимается американская компания Orbital ATK. Она также участвует в проекте DARPA по созданию двигателя AFRE, который бы мог работать в широком диапазоне скоростей.
В случае, если Boeing удастся найти финансирование для проекта беспилотника, на первом этапе будет создан однодвигательный демонстратор технологий, по своим размерам соответствующий истребителю F-16 Fighting Falcon. Последний имеет в длину 15 метров, в высоту — 4,9 метра и размах крыла — 9,9 метра.
После проведения успешных летных испытаний демонстратора технологий Boeing может приступить ко второму этапу разработки, на котором уже будет создан полноразмерный прототип гиперзвукового беспилотника. По своим размерам он будет сопоставим с SR-71 — 32,7 метра в длину, 5,6 метра в высоту и 16,9 метра — размах крыла.
На той же конференции AIAA SciTech подразделение Skunk Works американской компании Lockheed Martin, занимающейся разработкой гиперзвукового беспилотника SR-72, объявила, что ключом к гиперзвуковому полету станут аддитивные технологии. С их помощью можно будет быстро и относительно дешево производить гиперзвуковые прямоточные воздушно-реактивные двигатели.
SR-72 получит несколько двигателей, которые будут поддерживать его полет на разных скоростях. В частности, речь идет о турбореактивном двигателе, способном разгонять аппарат до 1,5-2 чисел Маха, и о гиперзвуковом прямоточном, который будет отвечать за разгон до скорости в шесть чисел Маха. По оценке Skunk Works, наибольшую сложность в проекте представляет диапазон от 2,2 до четырех чисел Маха.
В компании заявили, что аддитивные технологии позволят напечатать двигатель с воздухозаборником, компрессором и камерой сгорания, причем наиболее горячие элементы установки еще при печати получат интегрированную систему охлаждения. При старых технологиях производства каналы для охлаждения пришлось бы высверливать и фрезеровать в детали.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение