Автор: Гена

Wunderwaffe різні бувають: реальні, сумнівні, або явно нереальні. Диктатори, з-за невисокої освіченості, а частіше від маніакального бажання залякати всіх, самі стають жертвами псевдотехнічних вигадок. Мова піде про гіперзвук, лякати яким світ почали вже і китайці.

Нижня межа гіперзвуку починається зі швидкостей тіл, які несуться скрізь повітря вп’ятеро швидше за звук. Звук у повітрі явище не дуже постійне, бо бігає по різному, в залежності від температури середовища. При температурі +15 °C — 340 м/c, а при мінус 56,5 °С — 295 м/с. Останнє значення швидкості звуку спостерігається на висотах від 11 до 20 км над Землею. Далі, з набором висоти, швидкість звуку спочатку зростає, а від 50 км починає знову падати. Нижче ніж 295 м/с швидкість звуку стає на висотах вище за 70 км, де тиск складає менше 5 Па, тобто у 20 тисяч разів менше за нормальний атмосферний. Про авіацію на таких висотах безглуздо навіть заїкатися.

Ця передмова була необхідна, щоб зрозуміти анекдотичність ширяючого «Авангарду» зі швидкістю у 27 Махів. Навіть, якщо взяти найнижчу швидкість звуку — 295 м/с, то виходить швидкість у 7965 м/с, що більше за першу космічну. Будь-яке тіло, яке летить з такою швидкістю, буде викинуте відцентровою силою на орбіту Землі та стане супутником. Можливо, що просто технарі давали знаки колективному Заходу: «Ну, тепер Ви зрозуміли, які тупорилі чекісти нами керують?!». І це ще лише фізика 7-го класу.

Ті, хто терпіти не можуть формул та ненавидять графіки функцій, можуть зразу ж перейти до висновків. Далі підуть дещо складніші викладки, та не лякайтеся, без диференціальних рівнянь. Опір повітрю, без врахування підйомної сили, можна розрахувати по формулі:

X₀ = (C_d ρ S υ²) / 2,

де C_d — коефіцієнт опору, ρ — густина повітря, S — характеристична площа опору тіла, та нарешті υ — швидкість тіла.

На малюнку показана залежність коефіцієнт опору від швидкості у Махах для ракети типу «Фау-2».

Графік показує, що найбільший C_d ≈ 0,42, при швидкості у 1,25 Мах, а при 5 Мах коефіцієнт стає таким ж, як і на швидкостях до 0,9 Мах. Це «перевага» гіперзвуку? Ні, бо опір квадратично залежить від швидкості тіла. Відповідно, крилата ракета при 0,85 Мах створює у 42 рази менший опір повітрю, ніж при швидкості у 5,5 Мах. Потужність, це добуток сили на швидкість, тобто — це куб швидкості тіла. Крилата ракета мусить у 270 разів збільшити потужність двигунів, та у стільки ж разів збільшити витрати пального, щоправда при однаковій висоті польоту. Та все-одне — домахалися…

Легендарний SR-71 міг літати на висоті 25 км, де тиск повітря у 40 разів менший за нормальний атмосферний. Опір повітря лінійно пропорційний його густини, та вже при 3 Мах корпус літака дуже швидко розігрівався до 230 °С. Внутрішнє скло літака розігрівалося вище за 100 °С і від гарячого подиху повітря екіпаж рятували кондиціонери, робочої речовиною яких було паливо.

Малюнок нижче, показує залежність температури нагріву корпусу від швидкості у Мах на висоті від 11 км. Хоча, «совєтскоє, значіт лучшєє», СРСР і не намагався протиставити літаку «Blackbird» свій літак, наприклад — «Чорний дятел».

При швидкості у 6 Мах температура корпусу літака перевищить температуру горіння керосину у повітрі. Звідки у соплі гіперзвукового літака буде тяга? Як захистити паливо літаку від вибуху? При 7 Мах розплавиться, навіть цілковито титановий корпус, нєхай шастать…

(Далі буде)