В истории мировой авиации было несколько переломных моментов, связанных с конструкторскими находками, позволявшими увеличить максимальную скорость и другие характеристики крылатых машин: с помощью ТРД был взят недостижимый для винтовых самолётов рубеж в 1000 км/ч, с помощью особой геометрии планера – звуковой барьер. В какой-то момент был определён очередной максимум – предельная скорость горизонтального полёта летательного аппарата с ТРД, а именно примерно 3,3 скорости звука (около 4000 км/ч). В тогдашних условиях гонки вооружений преодоление этого рубежа было одним из важнейших стратегических приоритетов. Американцы вели (и в отличие от нас – ведут до сих пор) в пустыне Мохаве работы по постройке гиперзвукового (несколько скоростей звука) летательного аппарата (ЛА) с двумя типами силовых установок – воздушно-реактивной и жидкостной ракетной. Однако в Советском Союзе вполне справедливо понимали, что для решения задачи нужна была свежая, оригинальная идея. И она нашлась.
В 1992 году в питерском Научно-производственном предприятии гиперзвуковых систем “Нева” ленинградского концерна “Ленинец” был завершён проект «Аякс», который мог сделать русских обладателями первых в мире сверхвысотных гиперзвуковиков. Это был одноступенчатый аэрокосмический самолёт. Да-да, именно аэрокосмический.
На высоте полёта остановимся поподробнее. Современные боевые самолёты летают в тропосфере и стратосфере, не забираясь выше 26-27 километров. С 50 до 85 километров над планетой простирается мезосфера — область крайне ионизированного воздуха, на границе которой температура падает до –100°С. Ну а далее идут термосфера и экзосфера – уже ближний космос. Высшие «этажи» стратосферы и мезосфера – неосвоенная для горизонтальных полётов область. Ракеты, уходя в космос, пронизывают эти слои вертикально или наискосок, спутники на таких высотах (40-90 километров) не летают: слишком плотен для них воздух, они тут если не сгорят от трения – так быстро потеряют скорость и упадут на землю. Но и самолётам сюда дорога заказана – крылья уже не держат, а ТРД задыхаются. «Аякс» же мог летать как самолёт на высоте от 30 до 60 км с возможностью выхода на околоземную орбиту.
Но каким образом? Всё и сложно, и просто одновременно 🙂
Основная идея заключалась в том, чтобы не защищать аппарат, летящий с огромной скоростью, от тепла, а напротив – впускать его внутрь для повышения энергоресурса. Согласно концепции «Аякса», гиперзвуковой летательный аппарат (ГЛА) является открытой неизолированной аэротермодинамической системой, в которой на всех этапах атмосферного полёта часть кинетической энергии обтекающего гиперзвукового воздушного потока ассимилируется бортовыми подсистемами, повышая общий ресурс аппарата и преобразуясь в химическую и электрическую энергии. Это решало глобальный вопрос охлаждения планера и много других проблем.
«Аякс» имеет двойную оболочку, в промежутке которой в особой системе циркулируют обычная вода и обычный керосин, смешиваясь в специальных термохимических реакторах. Используя энергию нагрева обшивки при полёте на гиперзвуковой скорости, эти реакторы разлагают воду на кислород и водород, который и смешивается с авиакеросином. В результате в камеру сгорания магнитоплазмохимического гиперзвукового ПВРД поступают топливо огромной калорийности и кислород для поддержания горения. Но это еще не всё… На мезосферных высотах сильно разрежённый воздух крайне ионизирован – сказываются потоки космических частиц, обрушивающихся на Землю. Не будем вдаваться в нуднейшие подробности из области физики газов, ограничимся лишь кратким описанием процесса, происходящего в двигателе. По тракту воздухозаборника под фюзеляжем «Аякса» ионизированный воздух устремляется к двум аппаратам – МГД-генератору и МГД-ускорителю (МГД = магнитогазодинамический). Попадая через воздухозаборник в тракт под фюзеляжем самолёта, гиперзвуковой ионизированный воздушный поток резко тормозится в магнитном поле, созданном МГД-генератором. При этом часть энергии тратится на создание ЭДС и «холодной плазмы». Выделяется энергия в 100 МВт (мощность электростанции среднего города). Затем заторможенный ионизированный поток воздуха попадает в камеру сгорания двигателя, где уже полыхает смесь из керосина, водорода и кислорода. Но у сопла находится МГД-ускоритель, питающийся от бортовой электростанции. Тут-то и начинается всё веселье! При его включении скорость истечения струи раскалённых газов многократно увеличивается, разгоняя самолёт до скорости в 25 скоростей звука (махов). Как раз до космической скорости, которая позволяет «Аяксу» выйти на околоземную орбиту. Тем временем плазменная воронка вокруг воздухозаборника ГПВРД увеличивает его эффективный диаметр чуть ли не до сотни метров, плазменные пятна-облака впереди ЛА существенно снижают сопротивление воздуха, а около крыльев — увеличивают их эффективную площадь и регулируют подъёмную силу.
Более детально силовая установка «Аякса» описана в «Технике – молодёжи» №12 за 1995 год.
Проект «Аякс» включал в себя как военные, так и пассажирские и научно-исследовательские версии ЛА: многоцелевой самолёт “Нева” для метеорологических и астрофизических исследований, геологической разведки, экологического контроля и даже для генерации озона; лёгкий административный ГЛА «Нева»; «Нева-М1», «Нева-Мб», «Нева-М7» для транспортных операций; гражданский «Нева-7А» для перевозки 77 пассажиров и 4-ёх членов экипажа со скоростью 15000 км/час.
А теперь немного помечтаем: а что если бы мы не вляпались в перестройку и проект был доведён до серии?
«Аякс» стал бы сверхоружием, которое давало нам средство полного господства над миром. Стоило лишь оснастить «Аякс» высокоточными ракетами и ядерным оружием, и вся западная противовоздушная оборона, вся их военная авиация стали бы чем-то вроде рогатки перед реактивным истребителем. Перехватчики? Но «Аякс» летает втрое выше их. Зенитные ракеты и снаряды «воздух-воздух»? Но они летят максимум со скоростью в 4-5 махов – «Аякс» просто уйдёт от них! Противоспутниковые ракеты «АСАТ»? Но их в 1986 году было всего семь штук, да и рассчитаны они были не на «Аякс», а на неповоротливый, беззащитный спутник. Космические корабли-шаттлы? Неповоротливы, сверхдороги, сложны в запуске и безоружны.
Пройдя по космической орбите, «Аякс» может плавно и незаметно скользнуть в атмосферу там, где это будет необходимо. Большинство западных зенитных систем просто не бьют выше 30 километров. Эскадра русских «Аяксов», способная в любой момент появиться над любой точкой земного шара с разящим ядерным мечом, вынудила бы Запад тратить сотни миллиардов долларов на перестройку всей системы обороны. ПВО пришлось бы развёртывать даже в космосе, а для этого у Запада, не хватит никаких сил, средств и технических возможностей. Да и выведи они на орбиты боевые платформы с лазерами и сверхточными ракетами – «Аяксы» и их способны порвать в куски! Не считая других способов дёшево уничтожить всю западную систему космической обороны. Чего будут стоить их авианосцы с сотнями обычных самолётов на борту, если в любой момент и в любом море-океане над их неповоротливыми тушами может появиться русский аэрокосмолёт и всадить в них небольшую сверхточную ракету? Чего будут стоить по сравнению с такой мощью все эти Б-1 или «Стелсы»? Не более, чем дубина дикаря перед автоматом Калашникова.
Источник
