رقابت جهانی برای سرعتهای فراصوت

طرح مفهومی بوئینگ از هواپیمای هایپرسونیک آینده

چین، ایالات متحده و روسیه هرکدام در تلاشند تا اولین کشوری باشند که به سیستم های هایپرسونیک دست می یابند: هواپیما و موشک هایی که بتوانند با پنج برابر سرعت صوت یا بیشتر پرواز کرده و مانور بدهند. برنده این رقابت به برتری نظامی ترسناکی دست خواهد یافت. چنین سلاحهایی می توانند اهداف بسیار دوردست را با سرعت بالا مورد اصابت قرار دهند بطوری که دفاع در برابر آنها بسیار دشوار باشد. یک موشک هایپرسونیک می تواند هر ثانیه حدود 1500 متر بپماید و با چنین سرعتی آشکارسازی آن عملا ناممکن می شود.

باور عمومی این است که چین تاکنون با سرمایه گذاری عظیم برنده مسابقه هایپرسونیک بوده است. چین پژوهش در زمینه هایپرسونیک را به نوعی پروژه ملی تبدیل کرده و با سرمایه گذاری چند صد میلیارد دلاری خود در تلاش است مشکات مربوط به پرواز، هدف گیری و در نهایت درگیری با سرعت هایپرسونیک را حل نماید.

برای مثال رسانه دولتی چین در مارس اعلام کرد که این کشور در حال ساختن یک تونل باد 265 متری برای شبیه سازی محیط پرواز با سرعت 10 تا 25 ماخ است. تونل های باد ایالات متحده کاملا کوچکند و تنها برای آزمونهای هایپرسونیک چند ثانیه ای کفایت می کنند.

در این میان ولادیمیر پوتین رییس جمهور روسیه نیز اعلام کرد که روسیه موشک کینژال (Kinzhal) را تست نموده که قادرند با سرعت 10 ماخ کلاهک های هسته ای را تا برد 2000 کیلومتر و بیشتر حمل کنند و تمامی سیستم های موجود یا آتی دفاع هوایی را منهدم سازند.

تا پنج سال پیش چنین تصور می شد که ایالات متحده پیشتاز رقابت هایپرسونیک است. در سال 2013 پرنده X-51  توانست برای بیش از 200 ثانیه به سرعت 5 ماخ دست یابد. این برنامه پس از توقف دنبال نشد.

بیشتر پژوهش های هایپرسونیک یکی از دو زمینه اصلی را دنبال می کنند. یکی از آنها منجر به وسیله نقلیه سرنده تقویتی (boost-glide) می شود که در آن یک شکل آیرودینامیک روی راکتی قرار داده شده و تا سرعتهای هایپرسونیک شتاب داده می شود. سپس وسیله نقلیه منفک شده و با  مانور دادن بسوی هدف خود سیر می کند در حالی که انرژی خود را نیز بتدریج از دست می دهد.

رویکرد اصلی دیگر با هدف طراحی یک وسیله نقلیه مکنده هوا دنبال می شود که توسط یک راکت بسرعت هایپرسونیک رسانده شده و سپس از موتور رام جت یا اسکرام جت برای ادامه حرکت خود استفاده می کند. این نوع موتورها فاقد توربین یا کمپرسور یک موتور توربوجت معمولی اند اما به ورودی هوا و طراحی بسیار دقیق مسیر عبور هوا نیاز دارند. طراحی یک موتور با سیکل ترکیبی نیز مدنظر قرار گرفته که هم قادر به حرکت مادون صوت و هم سرعتهای چندبرابر صوت باشد اما چنین طرحی بسیار چالش برانگیز است زیرا کیفیت هایی که در سرعت زیر صوت عمل می‌کنند در سرعتهای چندبرابر صوت کارامد نیستند.

source: http://www.airforcemag.com/MagazineArchive/Pages/2018/August%202018/The-Great-Hypersonic-Race.aspx