модели. Любопытно, что опять-таки именно Россия готова в настоящее время сказать своё весомое слово в этой области.
Шаг вперёд — создание нового двигателя для ВВС
В боевой авиации традиционно используется только один тип движителя — атмосферный, работающий на керосине. В ракетостроении, будь то космическом или боевом, применяются прямоточные двигатели, позволяющие выходить за пределы земной атмосферы в ближний космос. В области применения истребителей не раз вставал вопрос о такой конструкции, которая с одинаковым успехом могла бы перемещаться как в безвоздушном пространстве на околоземной орбите, так и при нормальном полёте в атмосфере.
Вполне очевидно, что для достижения таких результатов необходимо придумать некий гибрид между ракетным и самолётным двигателями. И, в принципе, такое устройство было придумано и изготовлено именно в нашем Отечестве.
Можно смело утверждать, что криогенная авиация «родилась» в СССР в семидесятых-восьмидесятых годах прошлого века. После долгих теоретических работ удалось доказать, а потом и практически обосновать возможность массового использования водородного топлива в авиации. В те годы произошло неожиданное удорожание ископаемого сырья на мировом рынке, откуда с новой силой встала проблема перехода на другие источники энергии.
Российский водородный прототип ВС. Первый в мире
15 апреля 1988 года в ЛИИ им. М. М. Громова прошёл цикл лётных испытаний гражданский экспериментальный борт Ту-155, на который был установлен двигатель НК-88, работавший на водородном топливе. Изделие стало плодом многолетней работы команды двигателистов под началом академика Н. Д. Кузнецова. Вся конструкция летательного аппарата была доработана для использования под новую силовую установку. На борту был смонтирован резервуар для локализации сжиженного водорода температурой -253 градуса по Цельсию. Кроме того, для нормального функционирования изделия было необходимо сначала разработать практически с нуля, а потом и применить гелиевую систему для управления силовыми установками, а потом и азотную — в качестве меры предосторожности на случай утечки водорода.
После удачных испытаний самолёт совершил перелёт по маршруту Москва — Братислава — Ницца и Москва — Ганновер. Этим прототипом было поставлено 14 мировых рекордов. Собственно, можно считать, что именно тогда и появилась на свет так называемая программа «Холод», а в дальнейшем — и «Холод-1».
Результатом предстоявших на тот момент исследований должен был стать воздушно-космический борт Ту-2000. Но жизнь распорядилась иначе: открывшаяся в те годы перспектива освоения нового — для авиации — вида топлива была жёстко остановлена командой реформаторов.
Тем не менее результаты не пропали. Они легли в основу новых изысканий. Так появился на свет гиперзвуковой водородный двигатель (ГПВРД), испытанный в России в 1992 году. В сущности, этот агрегат не имеет прямого отношения к НК-88, установленному когда-то вместо правого штатного двигателя на экспериментальный Ту-155. Та давнишняя разработка Н. Д. Кузнецова была всё-таки двухконтурной авиационной силовой установкой, которая пусть и использовала необычное топливо, но всё же была предназначена работать в пределах тех же высот, что и его классические собратья, летающие на керосине. Но именно благодаря НК-88 удалось доказать, что аэродромное обслуживание такого рода летательных аппаратов не представляет особых проблем, а сам водород, при условии соблюдения элементарных мер безопасности, не более опасен, чем другие горючие вещества.
Последним контраргументом, который и поныне не имеет положительного решения в силу объективных экономических причин, является затратность самого промышленного процесса электролиза, при помощи которого и получают необходимый водород. Согласно технико-экономическим выкладкам выходит, что в условиях гражданского применения водород невыгоден, так как полная себестоимость его производства, хранения и перевозки превышает положительный экономический эффект. Базовые модели, которыми любят оперировать оппоненты криогенной авиации, показывают, что на 1 джоуль энергии, полученной от сгорания такого вида топлива, придётся затратить от 4 до 12 джоулей энергии для обеспечения производственного цикла. Объективности ради следует признать, что на сегодня проблема повышенной энергоёмкости по производству водорода так и не решена.
Выход из гравитационного «колодца» нашей планеты
Но то, что стало приговором для гражданской сферы, по сути, никак не отразилось на возможном военном аспекте «водородного» проекта. Для истребительной авиации соотношение затрат и экономического КПД, исчисляемого в денежных единицах, играет только второстепенную роль.
Поэтому в 1992 году, уже через 4 года после полета Ту-155, на полигоне был испытан ГПВРД — гиперзвуковой водородный двигатель, который стал принципиально новым словом для массового выхода истребительной (и не только) авиации из гравитационного «колодца» нашей планеты.
Предварительные стендовые испытания прототипа — гиперзвуковой летающей лаборатории — были проведены в ЦИАМ. Работами в те годы руководили В. А. Сосунов, Р. И. Кур-зинер и Д. А. Огородников. Помнится, детище получилось воистину оригинальным. До скоростей от 3 до 5 Махов двигатель работал как обычный прямоточный. При превышении этой пороговой величины автоматика меняла места подачи топлива в камеру сгорания, и агрегат превращался в гиперзвуковой. Всего в те годы было выполнено 7 полётов при достижении весьма обнадёживающего результата — устойчивой скорости перемещения объекта в 5,6 Маха.
В этой связи в 2005 году на МАКС на одном из российских стендов был представлен макет гиперзвукового летательного аппарата «Игла».
Согласно заявленным характеристикам, такой аппарат с экипажем на борту или в режиме беспилотника достигает за 50 секунд скорости в 14 Махов! Стоит всё-таки уточнить, что до сих пор, то есть и через 14 лет, специалисты пока считают более реалистичной цифру в 5–7 М. Такой аппарат вполне может стать тем самым низкоорбитальным истребителем, способным функционировать в режиме «атмосфера — ближний космос».
Водородный истребитель шестого поколения
Таким образом, получается, что именно водородное топливо, на котором работает российский прототип двигателя, позволяет развивать запредельные скорости и вплотную подойти к созданию нового класса машин шестого поколения. По предварительным оценкам некоторых специалистов, не исключено, что уже в 2025 году мы увидим в металле новый вид боевой машины, работающей на чистом криогенном топливе.
Тут любопытно отметить, что стратегия применения космических ударных истребителей была разработана ещё во времена Третьего рейха. Перед закатом нацистской империи, в Берлине уже умели делать цельнометаллический самолёт с реактивным двигателем (проект «Юнкере Ju-287») и даже с обратной стреловидностью крыла. Следующим шагом, по замыслу нацистских стратегов, должен был стать аппарат, способный работать на суборбитальной высоте. Недостижимый для ПВО, он мог достигать удалённых точек земного шара и наносить страшные удары при помощи ядерного оружия.
В нашу эру беспилотников боевое применение машин, работающих в ближнем космосе, может заключаться в ведении «стаи» дронов, подчиняющихся роевому искусственному интеллекту.
Гражданское применение криогенной авиации
Любопытно, что Россия не делает тайны из своих
