Какие технические проблемы помешали использованию ГПВРД на гиперзвуковых самолетах?

Я исследовал гиперзвуковые самолеты и ГПВРД после нескольких расчетов, рассматривая гибриды ПВРД и ракеты для создания одноступенчатых транспортных средств для вывода на орбиту. Проведя анализ и немного прочитав историю разработки, я все еще немного озадачен тем, что остановило разработку двигателей для развертывания на самолетах и ​​​​ракетах.

Что поддерживает двигатель достаточно холодным, чтобы он не плавился и не разлетался на части на проектных скоростях? Следил ли он за тем, чтобы воздухозаборник сжимал воздух достаточно быстро, не замедляя поток обычным ударом? Было ли это сделано для того, чтобы конструкция двигателя была достаточно легкой, чтобы по-прежнему создавать достаточную тягу для полета самолета?

Если это были проблемы, то почему их было трудно решить? Может быть, мы не знали, как добиться достаточного охлаждения при малом перепаде давления? Или знаете, как определить местонахождение ударных волн в воздухозаборнике, потому что изменяется соотношение удельных теплоемкостей?

ГПВРД работает дольше нескольких секунд?
Как вы думаете, почему развитие остановилось?
Я имел в виду исторически. Я знаю, что усилия не прекратились, но спрашивал, почему у нас нет двигателя, готового к установке на самолет прямо сейчас.

Ответы (1)

Я не исследую гиперзвуковые полеты, но держу пари, что основные барьеры гиперзвуковых полетов менее технологические и более политические/экономические. Ведь мы платим деньги и проводим исследования , чтобы решать технологические задачи.

Вы могли бы подумать, что разработка двигателя - это в первую очередь задача для специалистов по аэродинамике, поскольку они могут проектировать более совершенные воздухозаборники, компрессоры, сопла и т. Д. Однако материаловедение обычно ограничивает то, что производитель двигателей может фактически построить, как вы упомянули в своем вопросе. Давайте представим, что специалисты по аэродинамике могут спроектировать ГПВРД, способный безотказно работать в течение тысячи циклов, но двигатель бесполезен, если обшивка самолета не выдерживает высоких скоростей .

Что еще более важно, кто готов платить за супер-неэффективные ГПВРД? Коммерческие авиалайнеры (потребители) даже не были готовы платить за сверхзвуковой Конкорд, так что вы можете легко отказаться от покупки самолетов с ГПВРД. Остается армия. В 60-е военные были готовы платить за скорость (см. SR-71, XB-70), но затем малозаметность стала более привлекательной, чем скорость, и исследования в области сверх/гиперзвука отошли на второй план.

Теперь США, Китай и Россия снова финансируют исследования в области гиперзвука отчасти потому, что малозаметность теряет свое преимущество . Более того, некоторые стартапы (Aerion?) изучают сверхзвуковые бизнес-джеты для действительно богатых людей, так что вы начинаете видеть, как их инженеры изучают до сих пор экзотические сверхзвуковые технологии. Однако гиперзвуковой полет все равно будет не по карману обычному потребителю.

TL;DR : Гиперзвуковые исследования , вероятно, останавливались не столько из-за технических проблем, сколько из-за того, что стелс предлагал большую отдачу для военных. Теперь маятник качается в другую сторону. Военные сверхзвуковые технологии также проникают в коммерческий сектор сверхбогатых.

Я бы предположил, что расход топлива - еще одна причина, по которой ГПВРД не имеют большого практического применения в транспорте. Насколько я знаю, самый длинный испытательный полет ГПВРД на сегодняшний день составляет около 200 секунд. Этого может быть достаточно для космического запуска или высокоскоростного беспилотного оружия, но для практического транспорта топливная загрузка может показаться непомерно высокой.