DARPA: от гиперзвукового планера HTV–2 отваливались куски

Беспилотный гиперзвуковой планер Hypersonic Technology Vehicle 2 (HTV–2), запущенный с базы ВВС США Ванденберг 11 августа 2011 года, всё же развил после отделения от ракеты-носителя запланированные 21 000 км/ч, однако полёт его продлился лишь 9 минут из запланированных 30. И причина неудачи, согласно последним заявлениям DARPA, банальна. Вместо постепенной термической деградации обшивки, которая, по расчётам, должна была длиться целых полчаса, произошёл отрыв значительной её части, вызвавший дестабилизацию планера на траектории и последующее падение аппарата в океан.

Спрашивается, в том ли направлении идёт конструирование гиперзвуковых ЛА?

Концепция проста: ракета-носитель сбрасывает обтекатель, и HTV-2 стартует к логову очередного недемократического лидера со скоростью, исключающей перехват любой ПВО. (Здесь и ниже изображения DARPA.)

Falcon Hypersonic Technology Vehicle 2 — безмоторный планер, предназначенный для отработки аэродинамики будущего гиперзвукового ударного самолёта, который мог бы, по аналогии с советской Р-36орб, достать кого угодно в любой точке земного шара в течение часа (программа Prompt Global Strike).

Запускался он при помощи ракеты Minotaur IV Lite. Так что провал обоих полётов — это, с одной стороны, отсрочка в изготовлении дамоклова меча, занесённого над любой неядерной нацией, а с другой — досадная задержка в продвижении человечества к почти молниеносному межконтинентальному транспорту. Дело в том, что из-за запрета на военное освоение космоса старый советский путь для американцев не подходит, поэтому их ударный всепланетный аппарат вынужден быть гиперзвуковым ЛА и летать в атмосфере, где высокие скорости куда опаснее, чем в космосе.

Только теперь, едва ли не с годовой задержкой, Управление перспективных исследований Министерства обороны США (DARPA) наконец-то обнародовало причины последней по счёту августовской аварии HTV–2. Представитель ВВС США Крис Шульц, глава программы DARPA Hypersonic Technology Vehicle, заявил: «Результат исследований — глубокое продвижение в понимание того, на чём нам необходимо сконцентрироваться в смысле тепловой защиты будущих гиперзвуковых ЛА». Подробности не раскрываются, но, предположительно, речь идёт о лишь недавно законченном анализе обломков HTV–2.

Согласно расследованию, первоначально возмущения траектории успешно контролировались компьютером, управлявшим полётом планера. Однако нарастание возмущений, связанное с потерей всё больших кусков обшивки, неизбежно привело к потере устойчивости траектории ЛА и заставило автопилот направить аппарат вниз, для управляемого падения в океан.

Аэродинамика близка к Р-114, правда, без отсоса пограничного слоя, а скорость в 10 раз больше. Что ж, БИ-2 тоже имел почти прямые крылья, и без пары катастроф до серьёзных сдвигов в мышлении конструкторов дело не дойдет.

Разумеется, официальные заявления DARPA лучатся оптимизмом: два аварийных полёта, длительностью в 3 и 9 минут, «показали верность» общей аэродинамической концепции, осталось только поменять материалы, и всё пойдёт как надо. Ядро концепции HTV–2 — уплощенный треугольник с относительно небольшой толщиной профиля — по словам г-на Шульца, подтвердило свою состоятельность по сравнению с традиционным для спускающих космических кораблей вариантом в виде конуса, вот только теплозащита подкачала. При этом аэродинамическое качество такой конфигурации значительно выше, чем у конуса, что означает существенно бóльшую дальность.

Словом, скорее всего, надо ждать третьего запуска.

Если же серьёзно, то подбором «правильного» материала не удалось решить проблему разрушения ни теплоотводящей оболочки шаттлов, ни стелс-оболочки F-22, хотя времени на эти поиски было затрачено немало. Напомним, что когда у первых реактивных самолётов отваливались в полёте крылья, конструкторы тоже обещали повысить их прочность и летать как минимум на трансзвуке. Лишь через несколько лет стало понятно, что нужно менять концепцию крыла, а не его материалы.

Сейчас история во многом повторяется: для гиперзвука проблема пограничного слоя ещё острее. Скорость воздушных потоков в нём должна быть едва ли не больше, чем у самого HTV–2. Можно до бесконечности искать материалы, способные выдержать скорость, превышающую 21 000 км/ч в атмосфере, а можно и вспомнить, что это 0,75 скорости космического корабля при значительно большей длительности необходимого полёта. Если бы материалы, которые могут сделать это реальностью существовали, они бы предотвратили закрытие программа шаттлов...

Подготовлено по материалам DARPA.