Нано-, гіпер-, клепто-!

Гадаю, що всі, хто хоч краєм ока стежить за РФ, помітили часті новини звідти про чергову супервундер гіперзвукову штуку. Пропаганда запоребрика радісно повідомила про гіперзвукові бойові блоки МБР, гіперзвукову ракету. Ось нещодавно у Facebook стрічка принесла пост Вадима Лукашевича з малюнком «гіперзвукового дрона, розробленого в Сколково».

Власне, критика цього творіння школоти достатньо розписана в пості, тому я хочу зосередитися на тому, чому вважаю, що ми будемо ще бачити багато таких гіперзвукових кунштюків, і чому нам, та й світу, не треба ні перейматися цим, ні заздрити, а навпаки — радіти.

Давайте трохи розберемося, що таке гіперзвуковий літальний апарат (ЛА). Гіперзвуковим ЛА називають, якщо він здатен здійснювати самостійний політ в атмосфері з усталеною швидкістю більше ніж 5М. Нагадаю, що число М — це співвідношення швидкості ЛА (або газу) до швидкості звуку в атмосфері (або газі). Таким чином, усе, що менше 1 М — це дозвукова швидкість; усе, що більше 1 М — надзвукова, а те, що більше 5 М — гіперзвукова швидкість. Гіперзвукову швидкість виділяють тому, що при числах М більших за 5 починають проявляти себе явища, які не так помітні на простому надзвуку: аеродинамічний нагрів значно зростає, а картина обтікання та інтерференції ударних хвиль дуже відрізняється. Ці відмінності також приводять до того, що в повітряно-реактивних двигунів (ПРД), які чудово працювали в дозвукових і надзвукових режимах, виникають проблеми. Справа в тому, що в сучасних турбореактивних двигунах повітря всередині рухається з дозвуковими швидкостями. Саме завдання сповільнення повітряного потоку з надзвуку до дозвукових швидкостей виконують повітрозабірники. Але вже за швидкостей понад 3М це стає складно — потрібно взагалі відмовлятися від якихось турбін і використовувати гіперзвуковий прямоточний повітряно-реактивний двигун (ГППРД). У ньому пальне має горіти в надзвуковому потоці. Що якраз є однією з проблем, яку треба розв’язати, аби створити такий двигун.

А тепер звернемо увагу на вираз: «здійснює самостійний політ з усталеною швидкістю». Іншими словами, у ЛА має бути двигун, який дає достатню тягу для гіперзвукового польоту. І є тільки два відомі мені варіанти таких двигунів: уже згаданий ГППРД і ракетний — рідко- або твердопаливний. Але головна відмінність між ними полягає в тому, що ГППРД як повітряно-реактивний двигун не потребує запасу окисника на борту, а ось РРД або РДТП без нього ніяк (більше про це в моїй статті про основи ракетних двигунів). Саме потреба в окиснику обмежує час роботи ракетного двигуна до сотень секунд, тоді як ГППРД зможе працювати годинами.

Створення гіперзвукового літального апарата з ГППРД — дійсно важливий крок для будь-якої країни, ба навіть усього людства. Це не тільки потенційна зброя, це ще й дуже швидкі перельоти з континенту на континент, а використання гіперзвукового розгінного ступеня може кардинально полегшити запуски на орбіту, бо за рахунок використання повітря як робочого тіла, а кисню з нього як окисника, питомий імпульс тяги такого розгінника буде набагато кращий, ніж у ступеня з ракетним двигуном (чому це важливо – див. знову таки мою статтю). Тому роботи зі створення гіперзвукового ЛА активно проводять в усьому світі. Легко знайти відео і фото випробувань американських X-51 або X-43. Ось наприклад.

А тепер давайте глянемо, що рекламують запоребрикові пропагандисти.

Гіперзвукові бойові блоки МБР? C’mon, вони в усіх і так гіперзвукові — будь-яке тіло, навіть Рогозін, що входить в атмосферу Землі з орбіти або близької до неї траєкторії, має швидкість трохи меншу за першу космічну, що автоматично означає гіперзвук. Ну маневрують, ну і що? Вони не є технологічним проривом.

Гіперзвукові ракети? Ну ОК, тяга у вас велика і ви можете розігнати ракету. Однак це ракетний двигун. З окислювачем на борту. Із сотнями секунд роботи. Ніякої новизни — просто екстенсивне нарощування тяги, яке, до речі, збільшує розміри ракети (чому? Див. формулу тяги все там же ж). Нема технологічного прориву.

Дрон на малюнку від Сколково? Ясно видно два баки, і жодного повітрозабірника. Навіть якщо абстрагуватися від ідіотських синіх балок і крилець, та уявити, що це творіння розженеться до гіперзвуку, то все одно ніякої новизни в ньому немає — у США такий гіперзвуковий ракетоплан літав із 1959 по 1968 рік. Так-так, відомий X-15 літав із гіперзвуковою швидкістю, використовував РРД і, на відміну від сколковського проекту, був пілотований. Ах, так, він іще до того ж існує в металі, а не в комп’ютерних скетчах. Тобто оцей пепелац — це те, що в США зробили 60 років тому.

Таким чином, усі ці гіперзвукові ракети РФ — це просто чергове досягнення класу «невловимий Джо». Здавалося б, що вони потрібні тільки пропаганді та головному її російському споживачеві — Путіну. Проте ні, це не тільки пропаганда, це ще й веселий розпил грошей на проекти, які нікому не потрібні, але подобаються начальству.

Ну а раптом таки в них щось вийде? Ні! Згадайте головне слово початку 2000-х у РФ — «нанотехнологія»! Роснанотех (до речі, як він там?), Сколково, уроки нанотехнологій у школах. І? Гіперпшик — нанорезультат. Та сама біда і тут: «гіперзвук» — це просто нове хайпове слово, яке використовують замість префікса «клепто-». У Кремлі надувають щічки, народ хаває вєлічіє з телевізора, пройдохи пилять бюджет і замовляють школярам веселі 3D-гіперзвукових ЛА, вишуканості яких позаздрили би головні художники «Зоряних війн» та The Lego Movie.

А я тим часом чекаю, що там буде у Reaction Engines з їх абсолютно божевільним Sabre.

А гіперзвуковий дрон зі Сколоково? Та хай собі школярі граються. Малювати 3D-модельки їм корисно.

Сергій Факас