Boeing представив проект гіперзвукового безпілотника

Американський авіабудівний концерн Boeing на конференції AIAA SciTech 2018 представив проект перспективного гіперзвукового безпілотного літального апарату, який зможе виконувати польоти на швидкості більше п'яти чисел Маха (близько 6,2 тисячі кілометрів на годину). Як пише Aviation Week, новий літальний апарат можуть розробити у два етапи, якщо він отримає фінансування від військових.

В даний час кілька американських компаній займаються розробкою гіперзвукових безпілотників, які, за їхніми заявами, на озброєнні повинні будуть зайняти нішу, раніше зайняту розвідувальними літаками SR-71 Blackbird. Крім Boeing розробкою таких апаратів займаються американські компанії Lockheed Martin і Northrop Grumman.

На конференції AIAA SciTech 2018 Boeing представив модель перспективного безпілотника. Своїми обводами апарат трохи нагадує SR-71. Модель безпілотника виконана за схемою «безхвостка» з двома трохи похиленими в сторони кілями. Крило безпілотника має велику стріловидність.

Представлена модель гіперзвукового апарату оснащена двома реактивними двигунами, розташованими в мотогондолах під фюзеляжем безпілотника. Які саме силові установки планується використовувати на новому безпілотнику, не розкривається.

За словами керівника дослідницьких робіт в області гіперзвукового польоту концерну Boeing Кевін Боукатт заявив, для зльоту і розгону безпілотника до гіперзвукової швидкості будуть використовуватися одні і ті ж двигуни. Існуючі сьогодні турбореактивні силові установки і гіперзвукові прямоточні повітряно-реактивні двигуни не можуть працювати у всьому діапазоні швидкостей від нуля до п'яти чисел Маха.

За словами Боукатта, вирішити проблему функціонування одного і того ж двигуна в дуже широкому діапазоні швидкостей фахівцям Boeing вдалося завдяки мультидисциплінарної оптимізації дизайну (multidisciplinary design optimization, MDO) стосовно одночасно до планера і двигунів.

Мультидисциплінарною оптимізацією називають підхід до розробки будь-якої техніки, що враховує експертизу одночасно з багатьох дисциплін. Традиційна розробка техніки зазвичай ведеться послідовно. Наприклад, при створенні літака фахівці з аеродинаміки вказують загальну форму планера, після чого конструктори намагаються привести проект до зазначеної форми.

При мультидисциплінарній оптимізації над розробкою тієї чи іншої техніки працюють одночасно групи дослідників і конструкторів, що володіють експертизами в різних дисциплінах. Такий підхід дозволяє трохи прискорити розробку і отримати кінцевий продукт з істотно кращими якостями, ніж якби він проектувався послідовно.

При цьому мультидисциплінарна оптимізація нерідко призводить до істотного ускладнення проекту, оскільки в міру його реалізації одночасно кількома експертними групами можуть виникати суміщені проблеми, що вимагають пошуку рішень відразу в декількох дисциплінах. Це може призводити до подорожчання розробки.

Яке саме розробникам Boeing вдалося знайти рішення завдяки мультидисциплінарної оптимізації, Боукатт не уточнив. Слід зазначити, що спільно з Boeing розробкою гіперзвукового безпілотника займається американська компанія Orbital ATK. Вона також бере участь у проекті DARPA зі створення двигуна AFRE, який би міг працювати в широкому діапазоні швидкостей.

У разі, якщо Boeing вдасться знайти фінансування для проекту безпілотника, на першому етапі буде створено однодвигунний демонстратор технологій, за своїми розмірами відповідний винищувачу F-16 Fighting Falcon. Останній має в довжину 15 метрів, у висоту - 4,9 метра і розмах крила - 9,9 метра.

Після проведення успішних льотних випробувань демонстратора технологій Boeing може приступити до другого етапу розробки, на якому вже буде створено повнорозмірний прототип гіперзвукового безпілотника. За своїми розмірами він буде порівнянний з SR-71 - 32,7 метра в довжину, 5,6 метра у висоту і 16,9 метра - розмах крила.

На тій же конференції AIAA SciTech підрозділ Skunk Works американської компанії Lockheed Martin, що займається розробкою гіперзвукового безпілотника SR-72, оголосила, що ключем до гіперзвукового польоту стануть аддитивні технології. З їх допомогою можна буде швидко і відносно дешево виробляти гіперзвукові прямоточні повітряно-реактивні двигуни.

SR-72 отримає кілька двигунів, які будуть підтримувати його політ на різних швидкостях. Зокрема, мова йде про турбореактивний двигун, здатний розганяти апарат до 1,5-2 чисел Маха, і про гіперзвуковий прямоточний, який буде відповідати за розгін до швидкості в шість чисел Маха. За оцінкою Skunk Works, найбільшу складність в проекті представляє діапазон від 2,2 до чотирьох чисел Маха.

У компанії заявили, що аддитивні технології дозволять надрукувати двигун з повітрозабірником, компресором і камерою згоряння, причому найбільш гарячі елементи установки ще при друку отримають інтегровану систему охолодження. При старих технологіях виробництва канали для охолодження довелося б висверлювати і фрезерувати в деталі.