Группа исследователей хочет создать электромагнитную пушку, которая сможет запускать летательные аппараты в космос на высокой скорости.
Проект китайского космоплана. Фото: Weibo
Китайские учёные и инженеры работают над объединением значительных достижений последних лет в области электромагнитного запуска и гиперзвукового полёта. По сути, их цель — использовать гигантскую электромагнитную стартовую дорожку для разгона гиперзвукового летательного аппарата до скорости 1,6 Маха (1975 км/ч). Затем аппарат отделится от дорожки, включит двигатели и вылетит в космос со скоростью, в семь раз превышающей скорость звука (8643 км/ч). Этот 50-тонный космоплан, длиннее Boeing 737, является частью проекта «Тэнъюнь», анонсированного в 2016 году, сообщила газета Mail 14 марта.
Использование собственной тяги самолёта для взлёта требует огромного количества топлива. Для обеспечения безопасности при взлёте на малой скорости учёным и инженерам необходимо скорректировать аэродинамическую конструкцию и компоновку двигателя, что влияет на характеристики высокоскоростных полётов. Однако команда экспертов, работающих над проектом, уверена, что сможет решить многие из этих проблем.
«Электромагнитная технология запуска представляет собой многообещающее решение для преодоления вышеуказанных проблем и становится стратегической технологией, к которой стремятся ведущие страны мира », — заявил ученый Ли Шаовэй из Научно-исследовательского института технологий воздушных транспортных средств Китайской корпорации аэрокосмической науки и промышленности (CASIC) в статье, опубликованной в журнале Acta Aeronautica.
Для проверки этой гипотезы компания CASIC, один из ведущих китайских подрядчиков в оборонной и аэрокосмической промышленности, построила в Датуне (провинция Шаньси) двухкилометровый испытательный стенд для высокоскоростного магнитолевитационного транспорта с низким вакуумом. Установка способна разгонять тяжёлые объекты до скорости 1000 км/ч, что близко к скорости звука. В ближайшие годы длина испытательного полигона будет увеличена до максимальной рабочей скорости 5000 км/ч.
Это специализированная установка электромагнитной тяги, поддерживающая разработку высокоскоростных железных дорог нового поколения, а также сбор важных научно-технических данных для проекта запуска электромагнитных космических аппаратов. Тем временем, в Цзинане, административном центре провинции Шаньдун, под наблюдением Китайской академии наук (КАН) также функционирует гигантская магнитолевитационная трасса, обеспечивающая проведение эксперимента с использованием сверхскоростного электромагнитного рикши.
Китай — не первая страна, предложившая электромагнитную космическую систему запуска. Идея восходит к временам холодной войны. В 1990-х годах НАСА попыталось воплотить эту идею в реальность, сначала построив 15-метровый мини-испытательный трек. Однако из-за нехватки финансирования и технических трудностей фактическая длина готового трека составила менее 10 метров. В конечном итоге проект был заброшен, а правительство и военные вместо этого перенаправили ресурсы на разработку технологии низкоскоростной электромагнитной катапульты для авианосцев. Но USS Ford, первый авианосец, оснащенный этой новой технологией, также столкнулся с проблемами. Из-за серьезных неудач в технологии электромагнитного запуска американские военные прекратили разработку смежных проектов, таких как рельсовые пушки, и сосредоточили свой бюджет на гиперзвуковых ракетах.
На раннем этапе исследования Ли и его коллеги обнаружили, что NASA не проводило испытаний в аэродинамической трубе, чтобы убедиться в способности космического корабля отделиться от траншеи. Первоначальная идея NASA заключалась в том, чтобы разогнать шаттл до 700 км/ч, что позволило бы отказаться от использования ракет, но китайские учёные посчитали эту скорость слишком низкой. Однако с ростом скорости воздушный поток между шаттлом, электромагнитным рикшей и грунтовым траншеей значительно усложняется. Поэтому одним из первых требований проектной группы было убедиться в том, что шаттл безопасно отделится от траншеи.
Команда Ли провела компьютерное моделирование и испытания в аэродинамической трубе. Результаты показали, что при пересечении самолётом звукового барьера по его нижней части распространялось множество ударных волн, которые достигали земли и отражались от неё. Ударные волны нарушали воздушный поток, создавая инфразвуковые воздушные карманы между самолётом, электромагнитными санями и рельсами. Когда сани впоследствии достигли заданной скорости, отцепились от самолёта и резко затормозили, турбулентный поток воздуха сначала поднял самолёт, а затем, через четыре секунды, переключился на нисходящую тягу, согласно результатам испытаний в аэродинамической трубе.
Если бы на борту находились пассажиры, они могли бы испытать кратковременные периоды головокружения или невесомости. Но по мере увеличения расстояния между самолётом и канавкой интенсивность воздушного потока постепенно уменьшается, пока не исчезает полностью. Под звук двигателей самолёт переходит в быстрый набор высоты. Хотя необходимы дополнительные испытания в реальных условиях, команда приходит к выводу, что метод безопасен и осуществим. Многоразовые ракеты SpaceX снизили стоимость запуска спутников до 3000 долларов за килограмм, некоторые учёные полагают, что электромагнитные космические системы запуска могут снизить стоимость до 60 долларов за килограмм.
Ан Кханг (согласно Mail )
Ссылка на источник
Комментарий (0)