3D-печать поможет американцам создать гиперзвуковой двигатель

Перспективный гиперзвуковой беспилотный летательный аппарат SR-72, разработкой которого занимается подразделение Skunk Works американской компании Lockheed Martin, получит 3D-печатный гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Об этом в ходе своего выступления на конференции AIAA SciTech 2018 заявил вице-президент Skunk Works Джек О'Бэннион. По его словам, аддитивные технологии, упрощенно — трехмерная печать, позволят быстро и с минимальными затратами создать новый двигатель.

Проект SR-72 был впервые представлен компанией Lockheed Martin в 2013 году. Перспективный аппарат разрабатывается в качестве замены списанным в 1998 году разведывательным самолетам SR-71 Blackbird. Длина последнего составляла 32,7 метра, размах крыла — 16,9 метра, а высота — 5,6 метра. Этот аппарат мог развивать скорость до 3,2 числа Маха (около 3,9 тысячи километров в час) за счет комбинированных силовых установок. Новый беспилотник, как ожидается, будет выполнять полеты на скорости более пяти чисел Маха.

SR-72 получит несколько двигателей, которые будут поддерживать его полет на разных скоростях. В частности, речь идет о турбореактивном двигателе, способном разгонять аппарат до 1,5-2 чисел Маха. Кроме того, на беспилотник установят и гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Он будет отвечать за разгон до скорости в шесть чисел Маха. По оценке Skunk Works, наибольшую сложность в проекте представляет диапазон от 2,2 до четырех чисел Маха.

В силу особенностей конструкции турбореактивные двигатели, используемые на современных истребителях, не могут разгонять самолет быстрее 2,2 числа Маха. В то же время прямоточные воздушно-реактивные двигатели не могут «подхватывать» полет на скорости ниже четырех чисел Маха. В 2013 году в Lockheed Martin утверждали, что компания имеет на примете несколько технологий, которые позволят уменьшить «яму» между максимальной скоростью турбореактивного и минимальной скоростью гиперзвукового двигателя.

Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель отличается от обычных сверхзвуковым горением топлива в камере сгорания. Воздух для процесса горения подается в камеру прямотоком без использования дополнительных компрессоров: в полете набегающий поток воздуха попадает в воздухозаборник, затем в заужающуюся компрессорную камеру, а после этого — в камеру сгорания. Считается, что верхний предел скорости гиперзвукового двигателя составляет около 24 чисел Маха.

По словам О'Бэнниона, еще пять лет назад технологии не позволили бы сделать надежный многоразовый гиперзвуковой двигатель, однако сегодня это стало возможным благодаря трехмерной печати. Аддитивные технологии позволяют напечатать двигатель с воздухозаборником, компрессором и камерой сгорания, причем наиболее горячие элементы установки получат интегрированную систему охлаждения. При старых технологиях производства каналы для охлаждения пришлось бы высверливать и фрезеровать в детали. Другие подробности пока неизвестны.

В сентябре прошлого года стало известно, что Skunk Works провела первые летные испытания прототипа перспективного гиперзвукового беспилотника SR-72. Первый полет состоялся еще в конце июля 2017 года, однако публично о нем объявлено не было. Испытания проводились на аэродроме 42-го ремонтного предприятия ВВС США в Палмдейле в Калифорнии. Там же расположена штаб-квартира подразделения Skunk Works. Во время первого полета беспилотник сопровождали два учебных самолета T-38 Talon. Подробности о первых испытаниях не раскрываются.

Skunk Works намерена завершить разработку гиперзвукового аппарата SR-72 к середине 2020-х годов. Стоимость разработки и производства одного демонстратора технологий SR-72 составит менее одного миллиарда долларов.

Василий Сычёв