На відміну від російських фейкових проектів, країни НАТО розвивають нові гіперзвукові технології не тільки на папері. Компанія Boeing представила оновлену концепцію свого багаторазового безпілотного гіперзвукового літака Valkyrie, що вказує на нові підходи до дизайну гіперзвукових літальних апаратів.
Показаний на концептуальній ілюстрації художника, наданій журналу Air Force Magazine — і у вигляді моделі на зустрічі Американського інституту аеронавтики та астронавтики в Сан-Дієго, Каліфорнія, — літак демонструє кілька змін у дизайні попередньої концепції Boeing.
Попередня ітерація показала літак, схожий на концепцію Національного аерокосмічного літака (NASP) 1980-х років, із загостреним носом, глибоким хребтом і прямокутними «2-D» повітрязабірниками, розташованими під фюзеляжем. Нова версія більше нагадує форму «вейврайдер» з тупим носом, сплюснутою верхньою частиною та закругленими окремими впускними отворами, що проходять по довжині літака до подвійних штанг із соплами, очевидно, за допомогою технології aerospike.
Boeing прокоментував це, сказавши, що «за останні кілька років ми вдосконалили наші концепції дизайну транспортних засобів, розробили інноваційні рішення для інтеграції та вдосконалили технології у складних областях, таких як двигун, тепло, матеріали, наведення, навігація та керування, а також інтеграція двигуна з планером». Компанія зазначила, що вона «успішно проектувала, будувала та керувала гіперзвукові апарати протягом останніх 60 років», а її дослідницькі та технологічні підрозділи «розробляли концепції та технології гіперзвукових транспортних засобів для підтримки потенційних майбутніх оборонних застосувань».
Попередня ітерація була розкрита як спроба протистояти концепції дизайну Lockheed Martin, яку вона охрестила «SR-72», призначеної для багаторазового використання розвідувального, спостереження та розвідувального літака.
Журнал Air Force Magazine попросив Марка Дж. Льюїса, виконавчого директора Інституту нових технологій Національної оборонної промислової асоціації, надати свої коментарі щодо концепції Boeing. Льюїс, провідний спеціаліст із гіперзвукової галузі, був директором оборонних досліджень та інженерії в адміністрації Трампа і раніше був поінформований про зусилля компанії в галузі гіперзвуку.
“Boeing працював над цим деякий час”, – сказав Льюїс. «Я думаю, що попередні конфігурації, які вони демонстрували на конференціях і зустрічах, не точно відображали конфігурації, які вони розробляли». Однак остання модель, ймовірно, «трохи ближча до того, над чим вони працювали».
Літак Boeing є літаком з комбінованим циклом, сказав Льюїс, що означає, що він може злітати зі злітно-посадкової смуги за допомогою газотурбінного двигуна і, коли буде досягнута достатня надзвукова швидкість, перейти до гіперзвукового повітряного польоту з використанням ГПВРД.
«Проектування траєкторії руху від 0 Махів до 5 Махів або 6 Махів» є складним завданням, сказав Льюїс, і «диявол справді в дуже багатьох деталях. Я знаю, що компанія Boeing доклала величезних зусиль, щоб вивчити цей шлях руху. І… я думаю, що остання модель відображає їхнє розуміння проблеми».
Льюїс сказав, що дизайн Boeing спирається на уроки, отримані з програми NASA X-43 .
«Ми зробили велику кількість ітерацій проектування, — сказав він, — і виявили, що найважливішим рушійним фактором при виборі нової конфігурації насправді були не гіперзвукові характеристики, а трансзвукові характеристики». Справжнє питання полягало в тому, скільки опору вони мали, коли ви досягаєте 1 Маха, і чи можете ви навіть пройти 1 Мах за допомогою гіперзвукової форми? Люди з Boeing дійсно добре це розуміють».
Хоча загальна форма вейврайдера узгоджується з іншими гіперзвуковими концепціями, Льюїс сказав, що незвичайна форма крила з колінчастою стрілкою та його дивне ступінчасте з’єднання з фюзеляжем, ймовірно, пов’язані з дозвуковим або трансзвуковим керуванням і продуктивністю.
За словами Льюїса, відхід від «2-D» входу до огібальної або округлої «3-D» форми відповідає тому, що роблять інші технології гіперзвуку.
Двовимірні вхідні отвори використовувалися в NASP, який так і не був доведений до літаючого прототипу, частково тому, що «їх було легше аналізувати», але обчислювальні інструменти для більш складних форм роблять більш ефективні проекти можливими зараз, 40 років потому, сказав він. .
Щоб впоратися з високими температурами, що виникають на гіперзвуковій швидкості, Льюїс припустив, що Boeing вдався до «гарячої конструкції». Він пояснив, що «холодна конструкція» використовує матеріали, які погано переносять високі температури, але мають якийсь тепловий захист. Наприклад, космічні човники мали алюмінієву конструкцію, захищену кремнеземом, який поглинав і розсіював тепло.
SR-71, F-15 і X-20, які ніколи не були побудовані, використовували «гарячу структуру», в якій самі матеріали стійкі до високих температур. Вони також кращі для технічного обслуговування, важлива обставина — «пригадайте, яким кошмаром були ці плитки космічних човників. Але я, чесно кажучи, не знаю, до якого підходу скористалися Boeing».
Матеріали SR-71 розширювалися під час високих температур під час польоту, а це означало, що він мав щілини на землі і багато протікав. «Але ви знаєте, наші інструменти для проектування конструкції набагато складніші, ніж у 1950-х роках, коли був розроблений SR-71».
Напівконічні вихлопи, схожі на штангу, «дуже прості», сказав Льюїс. «Це класичний дизайн для будь-якої з наших індивідуальних гіперзвукових конфігурацій». Причина пов’язана з вирівнюванням тиску вихлопу з навколишнім повітрям.
Льюїс відмовився надавати багато коментарів щодо нахилених вертикалей, сказавши, що вони можуть мати щось відношення до стабільності рискання або «художньої ліцензії».
За словами Льюїса, плоска форма також хороша для скритності, і його теплова характеристика не буде таким великим подарунком, як можна було б подумати.
Ви часто чуєте, що гіперзвуковий літак буде дуже гарячим світитися. … Але якщо ви спроектували його правильно, справді, тільки передні краї будуть дуже гарячими. Насправді форми, які піддаються ефективному гіперзвуковому польоту, як правило, мають відносно малий поперечний перетин. Тож вони мають тенденцію бути дуже стрункими формами».
Льюїс погодився, що випуск Valkyrie, ймовірно, є нагадуванням про те, що Boeing все ще є гравцем у гіперзвуку.
«Пам’ятайте, Boeing створив X-51. Вони знають, як побудувати гіперзвуковий планер. Вони вибули з конкурсу DARPA. Тепер вони повернулися в гру”, – сказав він. «Об’єднаний перехідний офіс гіперзвукових технологій фінансує Boeing для створення концепції гіперзвукової повітряно-дихаючої ракети під назвою HyFly2. І вони, прямо кажучи, здійснили стрибок у своїй конструкції. Вони роблять справді гарну роботу».