Авиация Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель - История

Начиная со Второй мировой войны тратились значительные усилия на исследования в области достижения больших скоростей реактивными самолётами и ракетопланами. В 1947 году экспериментальный ракетный самолёт «X-1» производства компании Белл совершил свой первый в истории сверхзвуковой полет и уже к 1960 году начали появляться предложения и проекты по полетам с гиперзвуковыми скоростями. За исключением проектов таких ракетопланов, как «X-15», специально спроектированных для достижения больших скоростей, скорости реактивных самолётов оставались в пределах М=1—3.

В 50-х и 60-х создавались различные экспериментальные гиперзвуковые ПВРД, которые испытывались на земле. Применительно к гражданскому авиатранспорту, основной целью ГПВРД считалось скорее снижение эксплуатационных расходов, чем сокращение времени перелетов. Поскольку сверхзвуковые реактивные двигатели потребляют значительное количество топлива, авиалинии предпочитали дозвуковые широкофюзеляжные самолёты, а не сверхзвуковые самолёты. Прибыльность использования последних была едва заметна, а убыточность полетов Конкорда «Бритиш Эйрвейз» за время его эксплуатации в среднем составила 40%. Одной из основных черт военных самолётов является достижение наибольшей маневренности и скрытности, что противоречит аэродинамике гиперзвукового полета. В период 1986—1993 г. в США была предпринята серьёзная попытка создания одноступенчатой космической системы «X-30» на базе ГПВРД, но она потерпела неудачу. Тем не менее, концепция гиперзвукового полета не ушла со сцены и менее масштабные исследования продолжались на протяжении последних двух десятилетий. Например, 15 июня 2007 года Агентство передовых оборонных исследовательских проектов США и Министерство Обороны Австралии сообщили об успешном гиперзвуковом полете со скоростью М=10 с использованием ракетного ускорителя для получения нужной скорости на ракетном полигоне Вумера в центральной Австралии. В США Пентагон и НАСА сформировали Национальную Гиперзвуковую Стратегию с целью исследовать спектр возможностей гиперзвукового полета. Другие страны, такие как Великобритания, Австралия, Франция, Россия и Индия также имеют свои программы исследований. Также следует отметить, что на 2009 год не было произведено ни одного «рабочего» аппарата с гиперзвуковым ПВРД, все имеющиеся и испытываемые модели создаются в рамках экспериментов по их исследованию.

В России разработкой подобных систем занимается Центральный институт авиационного моторостроения имени П. И. Баранова, расположенный в г. Москве и Лыткарино. В 1970-х годах начались работы по созданию ГПВРД и гиперзвуковой летающей лаборатории «Холод» на базе ракеты ЗРК «С-200», на которой было проведено уникальное летное испытание в Казахстане ГПВРД на скорости M=5,7. На данный момент институт ведёт работы по перспективной ГЛЛ «Игла» «Холод-2» с СПВРД.

Есть несколько требований в отношении того, в каком порядке должен быть продемонстрирован рабочий ГПВРД, чтобы он был признан «первым» рабочим двигателем, а именно, должно было быть продемонстрировано:

• сверхзвуковое сгорание при наземных испытаниях;
• требуемая тяга при наземных испытаниях;
• сверхзвуковое сгорание или получение тяги при наземных испытаниях с использованием реального топлива в аэродинамической трубе при рабочей скорости потока воздуха;
• сверхзвуковое сгорание при летных испытаниях;
• требуемая тяга при летных испытаниях.

Проблема усложняется обнародованием, зачастую только частичным, ранее засекреченных материалов по экспериментам, которые сохраняются в секрете, но по которым тем не менее делаются утверждения о получении работоспособных вариантов двигателя. Кроме этого возникают сложности с подтверждением достоверности таких сведений и, в частности, факта сверхзвукового сгорания и получения требуемой тяги. Таким образом, по крайней мере четыре группы, в которые входят несколько стран и организаций, имеют законные основания утверждать, что были «первыми».