Китайские ученые заявили о разработке нового прототипа гиперзвукового летательного аппарата со складывающимися крыльями, способного изменять свою форму во время полета на скорости, превышающей Мах 5. Как сообщается, эта новая технология позволяет аппарату становиться более обтекаемым и компактным за счет убирающихся крыльев, что снижает сопротивление и позволяет достигать чрезвычайно высоких скоростей. В развернутом состоянии крылья обеспечивают дополнительную подъемную силу и маневренность, позволяя аппарату эффективнее совершать развороты или планировать.
По мнению экспертов, такая гибкость считается «святым Граалем» в области гиперзвуковых технологий, поскольку большинство подобных аппаратов должны выбирать одну оптимальную форму либо для скорости, либо для управления, но не для обоих параметров одновременно. Разработка нового «трансформирующегося» гиперзвукового аппарата ведется командой профессора Ван Пена в Национальном университете оборонных технологий, который является крупным китайским исследовательским учреждением, подконтрольным военным.
Их научная работа, опубликованная в журнале Acta Aeronautica et Astronautica Sinica, не ограничивается теорией — исследователи уже провели испытания с аппаратным обеспечением в контуре. Такой тип испытаний означает, что система управления была подключена к реальным компонентам и датчикам, работающим в симуляторе, который имитирует условия полета, что демонстрирует работоспособность системы в реальном времени с физическими компонентами, а не только в компьютерных моделях.
Эта новая технология может иметь важные военные последствия. Китай уже демонстрировал гиперзвуковую крылатую ракету CJ-1000, которая, как утверждается, способна поражать движущиеся цели, включая самолеты или корабли, на расстоянии тысяч километров. Ранее большинство экспертов считали это невозможным, поскольку гиперзвуковой полет обычно предполагает выбор между маневренностью и скоростью. Теоретически, новая концепция с изменяемой геометрией крыла может предоставить Китаю новые интересные возможности в области гиперзвуковых технологий.
Одна из таких возможностей — создание аппарата, который может быстро достигать зоны цели со сложенными крыльями, а затем слегка расширять их для выполнения маневров, изменения траектории или пикирования, что делает перехват или прогнозирование его пути крайне сложной задачей. Если заявления о новом гиперзвуковом аппарате верны, это дает Китаю значительное преимущество в преодолении систем ПРО или поражении мобильных высокоценных целей, таких как авианосцы или самолеты-невидимки.
Однако разработка сопряжена с серьезными проблемами. Полет на скорости более Мах 5 означает, что аппарат может испытывать температуры свыше 2000 °C, что достаточно для размягчения металла и ионизации воздуха. Он также должен выдерживать громадные аэродинамические силы, из-за чего каждая движущаяся часть становится потенциальной точкой отказа. Новая конструкция добавляет к этому проблему подвижных крыльев: каждое их движение изменяет аэродинамику, что, в свою очередь, влияет на силы, действующие на аппарат, и его управляемость.
Помимо механических проблем, бортовой компьютер аппарата должен пересчитывать подъемную силу, сопротивление и стабильность за доли секунды. Как поясняет команда, это означает, что приводные механизмы должны физически перемещать крылья без задержек или вибраций. При этом бортовые компьютеры в ракетах являются компактными и устойчивыми к нагрузкам, а не суперкомпьютерами, поэтому алгоритм управления должен быть сверхэффективным, способным принимать мгновенные и стабильные решения без необходимости в огромных вычислительных мощностях. Команда Ван Пена утверждает, что решила проблему управления с помощью нового алгоритма, который сочетает в себе несколько инноваций, включая высокоточное математическое моделирование системы, заданное управление производительностью и усовершенствованный метод скользящего режима управления.
Помимо военных применений, эта новая технология может принести пользу и другим отраслям, от коммерческих авиаперелетов до грузовых перевозок. В первом случае время глобальных деловых перелетов может быть сокращено до 1–2 часов вместо сегодняшних 10–12. Аналогичным образом, она может открыть дверь для быстрой транспортировки грузов между континентами. Если сообщения об этой технологии верны, это может ознаменовать один из самых значительных скачков в гиперзвуковых технологиях с момента зарождения этой области и стать признаком того, что Китай осваивает территории, недоступные большинству других стран, даже в рамках засекреченных программ.
