О ПРОЕКТЕ «АЯКС»

Памяти Евгения Михайловича Ляховича (1929-2019) – одного из вдохновителей создания Юбилейного комитета к 130-летию восточного путешествия Наследника Цесаревича Николая Александровича 1890-1891 годы

14-го ноября 2019 г. в Санкт-Петербурге скончался выдающийся деятель военно-промышленного комплекса в области радиоэлектронного оборудования, лауреат Государственной премии СССР Е.М. Ляхович. Он участвовал, наряду с другими программами, в реализации проекта гиперзвукового самолета «Аякс», оригинальную концепцию которого разработал его друг В.Л. Фрайштадт. Реализация предложенного им проекта гиперзвукового летательного аппарата (ГЛА) «Аякс», по оценкам специалистов, равносильна атомному проекту. Владимир Львович Фрайштадт (1929–2005) оставил в истории авиастроения заметный след и занял достойное место в списке выдающихся генеральных конструкторов самолетов XX века, работавших в интересах Советского Союза.

О ПРОЕКТЕ «АЯКС»
Модель гиперзвукового летательного аппарата «Аякс». Фото из книги Е.М. Ляховича «Я из времени первых».

О проекте «Аякс» рассказывается в книге Е.М. Ляховича «Я из времени первых» (СПб., 2019), которую он завершил буквально перед кончиной. Книга появилась благодаря совместным усилиям автора и его бескорыстных помощников: О. Веденеева, Л. Турнас, Н. Лившица, И. Кириллова, В. Исакова, М. Сонкиной, И. Смеловской, О. Астратова, А. Верхолата, А. Суслова, А. Соболева, В. Шнырина, Л. Черновой, Л. Кранкиной, Н. Винаровой-Березовской и др. Эта уникальная книга вышла в свет тиражом всего 80 экземпляров. На сайте «Имперский архив» уже публиковался небольшой фрагмент из неё (http://archive-khvalin.ru/iz-vremeni-pervyx/). Сегодня публикуем отрывок из книги Е.М. Ляховича «Я из времени первых», рассказывающий об уникальном проекте «Аякс». В том, что и сегодня Россия надежно защищена, есть большая заслуга «временнопервых».

+

В ХХI веке интерес к работам над «АЯКСОМ» постоянно растет, о чем говорит следующая работа:

 «АIR & СOSМOS» (Франция) январь 2001 (№ 1777)

РАССЛЕДОВАНИЕ ОДНОЙ ЗАГАДКИ: ГИПЕРЗВУКОВОЙ САМОЛЕТ «АЯКС»

Как западные страны самостоятельно возобновили работы над программой создания гиперзвуковых самолетов, проводимой Советским Союзом.

Расследование проведено А. D. Szames.

Только после падения Берлинской стены на Запад начинают просачиваться первые крохи информации об «Аяксе» — концепции революционного сверхзвукового транспортного средства с магнитогидродинамическим принципом движения, разработанной в бывшем Советском Союзе. Вначале недоумевающие и явно озадаченные эксперты принимают «Аякс» за одну из новейших концепций, появившуюся в конце 20-х годов — как раз после работ доктора Eugen Sanger над реактивным самолетом Silbervol («Серебряная птица») и направленную на освоение полетов с гиперзвуковыми скоростями.

Разработка концепции «Аякс» началась в конце 80-х годов. В то время одно советское издание опубликовало краткое интервью профессора Владимира Л. Фрайштадта, описывающее принцип действия этого нового летательного аппарата. Фрайштадт руководил в то время исследовательской организацией, расположенной в Ленинграде — ЦКБ «Нева». Но Советский Союз потерпел крушение, и «Аякс» пошел ко дну вместе с ним. Конечно же, ненадолго. Все ещё слышны раскаты бури недовольства по поводу прекращения работ. Rand Согр. публикует отзыв о реакции Советов на программу NASP (Национальный Аэрокосмический план); большой проект одноступенчатого космического аппарата многоразового использования (X-30А) отнесен в разряд нереальных задач. Несомненно, что при помощи NASP американские оборонные и разведывательные структуры старались поддержать те работы научно-исследовательского центра, которые являются продолжением проекта SR-71 Вlackbird («Черная птица). Как легко догадаться, Советам захотелось принять этот скрытый вызов. Таким образом, в начале 90-х рождается программа «Орел», которая объединяет русские работы в области гиперзвуковых полетов. «Аякс» становится ее частью.

ЦКБ «Нева»

Только в 1993 году на Западе заметили появление новой концепции, до этого происходящему не придавалось никакого значения. Ибо на пороге удивительных открытий скромность совершенно необходима. Шесть важнейших событий превращают 1993-й в год разоблачений. В марте 1993-го Владимир Л. Фрайштадт, Виктор Н. Исаков, Алексей В. Корабельников, Евгений Г. Шейкин, Виктор В. Кучинский представили от «Института исследований гиперзвуковых систем» (GNIPGS-ГНИПГС), (это и есть воскресшая исследовательская организация ЦКБ «Нева»), оформили заявку на патент, озаглавленный «Метод создания реактивной тяги для гиперзвукового транспортного средства в условиях крейсерского полета в атмосфере». Этот документ не разглашался до 1995 года. Соte industriel, фирма британской ВА (Британской Академии), которая с 1992 года пыталась проникнуть на рынок русских высоких технологий, попросила у Sowerby Reseach Center (SRC) — своего единственного уполномоченного по R&D (фундаментальным исследованиям и разработкам) — указать того, кто сможет наилучшим образом защитить их интересы в России. Таким человеком становится доктор Ronald S. МсЕwen, бывший в то время директором департамента материаловедения, который оставил свой пост и отправился в Москву, где менее чем за год приобрел известность. Россию поразил тяжелый экономический кризис. МсЕwen попадает в сложное положение: множество людей жаждут встретиться с ним и «продать» свои услуги и результаты. Несомненно, Ronald S. МсЕwen стал первым представителем Запада, ощутившим весь размах проведенных в бывшем Советском Союзе работ, связанных с плазмой и ее «специальным использованием», особенно в области «управляемых энергетических образований» — плазмоидов, после того как его внимание было обращено на большой специально составленный отчет. А ведь «Аякс» использует плазму.

Поворотным пунктом в технологическом обмене между Востоком и Западом становится организованное в 1993 году в Финляндии русское нововведение — удивительный форум, в сущности, первый своего рода «супермаркет». И хотя заявленные гранты незначительны (по стоимости), работы в области плазменной аэродинамики и магнитогидродинамического принципа движения (МГД) занимают почетное место в списке отмеченных в настоящее время работ. Теперь на сцену выходят «эксперты», призванные оценить эти новшества.

С 29 августа по 5 сентября 1993 года в Москве проходил 2-й Авиационный салон; холдинг «Ленинец» представил на своем стенде макет с изложением принципов концепции «Аякс»: Сf. [препринт] А&С № 1440, стр. 41. Это предприятие (холдинг), расположенное в Санкт-Петербурге (бывшем Ленинграде), доводит до конца работы «Института исследований гиперзвуковых систем» по концепции «Аякс». Наконец, в декабре 1993 года произошли еще два события. NASA подписывает соглашение о сотрудничестве в области фундаментальных исследований по «авиационным наукам» с одной влиятельной организацией, а именно, с ГОСКОМОБОРОНПРОМом — Государственным комитетом по оборонным отраслям промышленности. В то же время в Мюнхене открылась 5-я «Международная конференция по аэрокосмической авиации и гиперзвуковым технологиям». Здесь вновь встречаются 150 специалистов. Присутствующий на этой встрече журналист московского бюро ИТАР-ТАСС Николай Новичков, специализирующийся на вопросах вооружения и обороны, обратил внимание на работы по концепции «Аякс», проводимые в России. Представленные достижения ошеломили его собе­седников. Движение концепции «Аякс» началось. 

Завод «Арсенал»

Зерно, посаженное в Мюнхене, быстро дало ростки. Виктор Глухих, президент Госкомоборонпрома, организует совещание на «Ленинце» в Санкт-Петербурге. Повестка дня: финансирование и разработка гиперзвукового аэрокосмического самолета типа «Аякс». Было принято решение испытать в условиях полета экспериментальный образец. Впрочем, несколько сотен «организаций» примут участие в научных разработках. В 1994 году Николай Новичков обнаружил, что, во-первых, Российская Федерация готова выделить 1.300.000 рублей (на период 1994–2002 гг.) на разработку концепции «Аякс», и, во-вторых, что создание экспериментального полетного модуля» и «многоразовой летной модели в натуральную величину» будет проведено на «Арсенале» (Санкт-Петербург), одном из старейших оружейных заводов, который в космический век переквалифицировался на серийное производство спутников связи и радиолокационных систем морской разведки (Borsat et Rorsat). «Ленинец» дает понять, что принцип функционирования «Аякса» был подтвержден испытаниями. Западное сообщество очень медленно реагировало на эти сообщения, тем не менее трое университетских преподавателей стали действовать самостоятельно: доктор Сlaudio Bruno (университет La Sapienza, Рим), профессор Раul А. Сzuez; (университет Сент-Луиса, Миссури) и профессор S. N. В. Murthy (университет Pargue, Индиана). Первый находит «Аякс». Второй, заинтересовавшись, припомнил опыты по получению энергии с использованием магнитогидродинамического принципа, проводимые ВВС США в начале 60-х гг. Третий, хорошо осведомленный, знал о существовании «Аякса». Эти трое, сами того не подозревая, ввязываются в расследование, достойное Шерлока Холмса!

Проект «Одиссей»

Вернувшись в Рим, Claudio Bruno расспрашивает своих коллег. Доктор Валерий Д. Головичев (Новосибирск), русский специалист в области «классических» сверхзвуковых двигателей, приглашенный на работу в научно-исследовательский отдел Итальянского центра научных исследований (СRS), был в курсе разработок по «Аяксу». Его советы оказались поистине драгоценными. Раul А. Сzуеz, со своей стороны, быстро справился с работой по обработке огромного, и это слабо сказано — количества информации вместе со своими студентами. Его педагогический проект даже получил кодовое название — «Одиссей». Раul А. Сzуеz — настоящая легенда в сфере сверхзвуковых технологий, — проталкивающий продвижение концепций, поддерживал такой подход в качестве экс-заказчика компании «Мак-Доуэлл» (ныне вошедшей в «Боинг»).

Но «Аякс» такая сложная машина! «Мы попытались самостоятельно восстановить концепцию “Аякс” по ее многочисленным составным частям.

Это было все равно что собирать рассыпавшийся скелет динозавра и спрашивать себя, на что же будет похоже животное целиком», — объясняет Claudio Bruno. В 1989 г. его университет La Sapienza заключил договор по программе обмена преподавателями с Институтом теоретической и прикладной механики при Российской Академии наук (ИТПМ СО РАН), расположенным в Новосибирске. Claudio Bruno часто работал с профессором Павлом Третьяковым, одним из лучших специалистов сверхзвуковых систем в ИТПМ. Но Третьяков знал о существовании «Аякса»! Хоть он и не принимал непосредственного участия в создании этого проекта, его советы все же позволили лучше понять технологию преобразования горючего в соответствии с концепцией «Аякс». Итак, Claudio Bruno, Раul А. Сzуеz и S. N. B. Murthy все чаще и чаще выступают публично, но только в 1998 году на международной конференции, организованной ВВС США и посвященной аэрокосмической авиации (Норфолк, Виржиния), они будут официально объединены. Но что тем временем произошло?

Глобальные перемены в данной сфере

Период с 1994 по 1998 г. переполнен событиями с тайным, глубоким смыслом. В 1994 г. новая концепция вновь привлекает к себе внимание Etats-Unis: RMA (Revolution in Military Affairs — Новое в исследованиях военных технологий). Технический прогресс в военной области в сочетании с важнейшими изменениями существующих доктрин и пересмотром действующих концепций невозможен без наличия определенных ресурсов, среди которых главенствующее положение занимают аэрокосмические платформы, предназначенные для выполнения операций слежения и нанесения стратегических ударов, сверхзвуковые средства передвижения различных видов и одноступенчатые космические ракеты многоразового использования.

О ПРОЕКТЕ «АЯКС»
Схема маневров гиперзвукового перехватчика воздушных и космических целей. Фото из книги Е.М. Ляховича «Я из времени первых».

Программа начинает набирать обороты и обретать реальные черты. В 1994 году группа Аlliance, которая объединяет шесть производственных гигантов (Boeing, General Dynamics, Lockheed, Martin Marietta, McDonnell Douglas и Rockwell), изучает программу и публикует известный отчет на 600 стр. — Commercial Space Transportation Stady (Коммерческий проект создания космического транспорта — CSTS). 5 августа следует «реакция» Белого дома в виде публикации National Space Transportation Policy (NSTR — Национальная политика в области космического транспорта). NASA становится официальным уполномоченным по разработке технологий и проведению испытаний будущих систем космического транспорта многоразового использования (RLV). Белый дом уточнил, что работы научно-исследовательского центра в области действующих космических систем многоразового использования будут проводиться NASA в сотрудничестве с Министерством обороны США.

Проведение производственных работ по данному проекту было приостановлено в 1994 году вследствие серьезного внутреннего кризиса: программа NSP (Национальный Аэрокосмический План), которая в то время объединяла все американские исследования в области сверхзвуковых полетов, была закрыта. Ее преемник, программа НуSTR (Технология гиперзвуковых систем) просуществовала только три месяца, ее закрыли в январе 1995 года. В это время контроль над работами, проводимыми в рамках НуТесh, вновь переходит к ВВС США. В 1995 году NASA выдвигает инициативу HRST (Highly Reusable Space Transportation — многоразовый космический транспорт следующего поколения). Задача: снизить до 200 долларов за килограмм стоимость выведения на орбиту полезной нагрузки при одноразовом запуске ракеты. Проект HRST осуществляется параллельно с другим проектом NASA, названным АRТТ (Advanced Reusable Transportation Technolodies — Исследование технологий создания многоразового космического транспорта). Для осуществления проекта HRST было приглашено 13 команд. Среди избранных команд оказался Аnsеr (Analiytical Service, Inc.), Аналитический центр. Его специализация — «Аякс».

Аnsеr (Analytical Service Inc.)

Аnsеr является «thinc tanc» — накопителем интеллектуальных данных, специализирующимся на оценке предлагаемых систем вооружения для главного штаба ВВС США, расположенного в Пентагоне. Его персонал поддерживает тесный контакт с представителями американских разведывательных структур. Кроме того, эта фирма разместила в начале 90-х гг. свой филиал в Москве (Anser Center for Aerospase Cooperation —Аналитический центр для аэрокосмической кооперации). Таким образом, для Аnsеr проект «Аякс» не являлся загадкой. Эксперты и специалисты компании по гиперзвуковым технологиям не поверили в результаты исследований, предоставляемые Россией. Однако обнародование в 1995 году патента на метод, лежащий в основе «Аякса», и рост технических публикаций, посвященных данному вопросу, все-таки причиняли им некоторое беспокойство. Проект НRST NASA — идеальная возможность, дающая необходимый импульс для возобновления и оздоровления дискуссии. Этот шаг оказывается необходимым еще и потому, что американская разведывательная служба явно нуждается в свежей информации.

В декабре 1995 года Air Force Scientific Board (АFSAВ — Научно-консультативный центр ВВС) публикует свой отчет о перспективах (New World Vistas — Новые военные инициативы), определяющий приоритеты ВВС США в отношении работ научно-исследовательского центра на ближайшие 30 лет. В 1997 году выяснилось, что гиперзвуковые аэрокосмические транспортные средства, обладающие аэродинамическим качеством, близким к 40, присутствовали среди указанных выше целей. Аэродинамическое качество является тем самым понятием, которое определяет «аэродинамическую эффективность» планируемого устройства. Оно нулевое у космической сфероидной капсулы, находится между 0,5 и 1 у корпуса с автоматической вертикальной тягой и около 5 у челночного аппарата типа «Шаттл», который получил насмешливое прозвище «летающий обрубок». Транспортное средство, обладающее аэродинамическим качеством, равным 40, станет необыкновенным планером: сбрасывая скорость (выключая двигатель) на высоте всего 1 км, он пролетает около 40 км в свободном полете, и это с его-то массой!

Команда «мэтров»

Если «Аякс» представляет то, на что претендуют его русские разработчики, то он красуется во главе списка «прогрессивных» проектов, позволяющих осуществить фантастический планирующий полет. Исследования НRSТ сообщают: Аnsеr — дал нам возможность серьезно заинтересоваться данной концепцией и собрать команду. И какую команду!

Несомненный лидер, Ray Chase, ведущий специалист, имеющий шесть персональных премий. Dave Froning, президент Flight Unlimited, хранитель тенденции по совместным действиям при работе над проектом.

Leon McKinney, один из лучших специалистов в мире по анализу траекторий полета — это господство законов оптимизации плюс вдохновение.

Доктор Раul Сzуеz также включился в это необыкновенное исследование. Почти два года эти исследователи стараются воссоздать «Аякс» вместе с Сlaudio Bruno и S. N. B. Murthy. Еще один преподаватель университета, Маrk J. Lewis (университет Maryland), видный специалист в области аэродинамики, специализирующийся на гиперзвуковых устройствах типа «waveriders-волнолет» и на обтекании тонкого профиля, был призван на помощь. Lewis руководит исследовательским центром, финансируемым NASA (Maryland Сеnter For Нуреrsonic Еducation & Reseach — Мэрилендский центр гиперзвукового обучения и исследований). Знаменитые Skunk Works (исследовательские отделы фирмы Lockneed-Martin), представленные молодым талантом, доктором Robert Boud, конечно же, приняли в этом участие. Вместе с Skunk Works Аnsеr разыгрывают козырную карту эффективности, основанной на реалистичном подходе к проблеме.

Ray Chase необходимо было узнать мнение какого-либо промышленника, специализирующегося на «прогрессивных» проектах; такого промышленника, занятием которого было бы не бесконечное создание проектов на бумаге, а реальное выполнение поставленных задач.

Благодаря Skunk Works, команда получает доступ к базе данных Atomics General, американского лидера в области создания сверхпроводящих магнитов. «Аякс» использует эту технологию. Кроме того, Lockneed-Martin открывает и другие двери, например, Техtrоn System, представленную доктором Daniel Swallow. После покупки Аvcо — фирмы, специализирующейся на изготовлении сверхпроводников, Техtrоn System знает толк в преобразовании магнитогидродинамической энергии. Эта технология, естественно, используется в «Аяксе». Нет никаких сомнений в безмерной увлеченности Соединенных Штатов проектом «Аякс». 50 команд научных сотрудников работают над технологиями, необходимыми для реализации этого проекта. 30 производственных организаций получают достаточное количество инвестиций для работы в этом направлении.

Военные лаборатории давно вступили в борьбу за первенство. Вероятнее всего, будущее гиперзвуковых систем решается именно сегодня и определяется степенью нашего умения работать с электромагнитными средами. С того времени, как авиаконструктор провел в 1997 году летные испытания с целью признать действительными ключевые технологии «Аякс», ни малейшая информация о данном проекте не просочилась наружу.

Однако в феврале 2000 года ВВС США рассказывают, что некоторые аспекты ключевых технологий «Аякс» могут стать предметом эксперимента на Х-37 или на варианте проекта DF-7 (“dual Fuel Much 7–10”), являющегося воплощением результатов научно-исследовательских работ в области экспериментальных гиперзвуковых транспортных средств Х-43А, выполняемых в рамках программы NASA Future X. Нельзя исключать, что данные эксперименты будут касаться и загадочных платформ. Настоящая «стена молчания» окружает этот проект. Что бы там ни было, несомненно одно — концепция будущих трансатмосферных гиперзвуковых летательных аппаратов находится сейчас в стадии коренных перемен. Более чем когда-либо SSTO (Single Stage To Orbit), этот мистический космический одноступенчатый ракетоноситель многоразового использования, кажется реально осуществимой задачей, которая уже успешно реализуется.

МГД — ключ к движущей силе «Аякса»

Изобретатели концепции «Аякс» говорят о документальном подтверждении того, что, когда движущееся тело проходит через атмосферу на большой скорости, эта текучая и вязкая среда создает ему естественное сопротивление, которое тормозит его движение. Понятие аэродинамического лобового сопротивления выражает этот феномен, который возник впервые, когда сам летательный аппарат стал затрачивать определенную мощность на преодоление лобового сопротивления, которое он создает во время своего движения!

О ПРОЕКТЕ «АЯКС»
Схема гиперзвукового летательного аппарата «Аякс». Фото из книги Е.М. Ляховича «Я из времени первых».

Это явление проявляется в различных вариантах. Воздух сильно сжимается при переходе к сверхзвуковому полету («звуковой барьер») и нагревается («тепловой барьер» появляется при числе Маха = 5). Такое явление возникает, когда космический аппарат попадает на большой скорости в плотные слои атмосферы, разогревается от взаимодействия с ними и окружается огненной оболочкой («термическая плазма»). Таким образом, когда корабль сходит со своей орбиты для возвращения на Землю, огромное количество кинетической энергии, которая ему была передана при запуске, рассеивается, расходуется, выделяется в виде тепла. Можно ли избежать такого бесполезного расхода? Можно ли использовать огромные возможности корабля, которые заключаются в наличии «резервуара» теплоты, для улучшения возможности полета в атмосфере?

Да, отвечают изобретатели «Аякса», воодушевленные единственным желанием: использовать всю возможную энергию в какой бы то ни было форме для уменьшения размера корабля, снижения его лобового сопротивления и в то же время для повышения его рабочих (аэродинамических) характеристик. Таким образом, вновь стала рассматриваться проблема покорения гиперзвука.

Основные четыре технологии, поддерживая одна другую, используются в концепции «Аякс»: активное снижение аэродинамического лобового сопротивления, получение энергии в устройстве МГД-генератора, преобразование топлива и использование новых материалов. Эти технологии дополняют друг друга для получения наибольшего эффекта.

Активное уменьшение лобового сопротивления

Для улучшения прохождения гиперзвукового самолета через слои воздуха и для ограничения нагревания аппарата изобретатели концепции «Аякс» «предварительно прогревают» атмосферу. Таким способом они раздвигают гиперзвуковой поток перед кораблем, освобождают ему ограниченный ударной волной «коридор», в который он попадает, расходуя меньше энергии. Опыты, проводимые Павлом Третьяковым, позволили проверить эту возможность, и такая поверка логически необходима. Речь шла о создании атмосферного «оптического разряда» — термической плазмы — путем фокусировки мощного лазерного луча перед носовой частью небольшого макета в аэродинамической трубе. «Мы наблюдали, — объясняет специалист-физик, работающий над этим вопросом, — что ударная волна понемногу отделялась, она становилась более и более наклонной; при этом лобовое сопротивление может уменьшиться до половины и меньшей величины — что подтверждают расчеты Кешеманна (1970)». Этот опыт доказал обоснованность принципа без объяснения возможности его применения на корабле большого размера.

Каким образом фактически преобразовать воздух в плазму? Температура потока, ударяющегося в гиперзвуковой аппарат при числе Маха 14, равна примерно 4 000 °К. Это высокая температура, но она недостаточна для начала процесса ионизации в данных условиях. При такой низкой скорости столкновений невозможно осуществить процесс ионизации, иначе как применив «активную» технологию: электрические разряды (эмиссия ионов и электронов), электромагнитные разряды (лазеры, микроволновое излучение). Эти решения, заманчивые в отношении энергии, находятся среди редких и наименее изученных проблем реализации концепции «Аякс» (В США предложено использование небольших генераторов нейтронов). Российские инженеры, компетентные в этой области, считают более приоритетным применение электрических разрядов и микроволнового излучения.

Использование плазмы в концепции «Аякс» дает три других преимущества. Первое состоит в том, что летательный аппарат, попадая в ионизированный газ, перестает быть различаем для сигналов РЛС, получая своеобразную маскировку. Русские ученые приложили большие усилия для изучения этой проблемы во время холодной войны. Программы «невидимых» истребителей 7.01, 1.42 и 1.44 МФИ (Многофункциональный фронтовой истребитель) подтверждают заинтересованность в этом вопросе. В течение нескольких лет генераторы плазмы весом в сто килограммов (второе поколение) были готовы для вывоза; в начале 1999 года об этом сообщил Анатолий Коротеев, директор Научного центра Келдыша.

Специальные материалы

Без революции в области материалов летательный аппарат типа «Аякс» не сможет летать. «Система каталитических реактивов», в которой происходит преобразование топлива, состоит из сети проводящих каналов, расположенных вдоль сопла и переднего края крыла. Российские инженеры много работали над проницаемыми и пористыми материалами. С другой стороны, для реализации концепции «Аякс» необходимо «проложить дорогу» в области материалов, сверхпроводящих при достаточно высоких температурах. Эти материалы, располагаясь вокруг воздухозаборника, создают интенсивное магнитное поле, примерно десятки Тесла. Использование сверхпроводимых материалов оказалось необходимым для летательного аппарата, чтобы ограничить потери электрической энергии, возникающие при циркуляции сильных токов (эффект Джоуля). Электроды, используемые в генераторе и МГД-ускорителе, должны показать нестандартный характер этих материалов: они обладают изменяемой электрической проводимостью (этот класс материалов разрабатывали японские ученые). Теперь встает задача тщательно изучить механическое сопротивление материалов, попавших под воздействие интенсивных магнитных полей.

Получение энергии с помощью МГД-генератора

Ионизированный воздух (холодная плазма в неравновесном состоянии), который проникает в двигатель, содержит заряженные частицы. Следовательно, на него можно воздействовать электромагнитными полями. Для этого существуют три причины. Во-первых, желательно получить энергию. МГД-генератор является таким уникальным устройством, которое позволяет преобразовать кинетическую энергию (скорость) ионизированного потока в электрическую энергию. Получаемое электричество служит в первую очередь для питания одной из систем активного снижения лобового сопротивления, описанного ранее. Затем идет камера сгорания и выделение энергии в процессе горения. Значительная часть этой энергии, которую ученые оценивают в десятки МВт (постоянный режим) или в сотни МВт (импульсный режим), является «повторно вводимой» на выходе камеры сгорания в МГД-ускоритель. Как указывает его название, данное устройство действует «противоположно» МГД-генератору. Оно использует электромагнитные поля для ускорения до высоких скоростей горячих газов, выходящих из камеры горения. Метод, заключающийся в выделении энергии с одной стороны устройства для повторной подачи с другой стороны, носит название «МГД-энергетического моста» (обход МГД-энергии). На бумаге это заманчивая идея, а на практике возникают значительные трудности. Однако они не являются непреодолимыми. Далее изложены некоторые детали. (…)

Секрет преобразования топлива

Какое топливо использовать для проекта «Аякс»? Наиболее часто называемыми решениями для гиперзвуковых двигателей являются жидкий водород (Н2) и метан (СН4), которые уже достаточно устарели. Эти криогенные виды топлива (жидкие при низких температурах) имеют малую плотность и малоприменимы на практике. Инженер, занимающийся вопросами гиперзвуковых летательных аппаратов, работающих при числе Маха = 12 и на упомянутых видах топлива, изобразил топливные баки настолько большими, а систему охлаждения настолько тяжелой, что аэродинамические характеристики, стоимость серийного производства и полезная нагрузка летательного аппарата ухудшились. Военные инженеры не согласны с применением LН2, жидкого водорода для запуска своих будущих гиперзвуковых аппаратов.

«Приготовление» топлива

Изобретательность может творить чудеса. Не стоит ли заинтересоваться использованием жидких углеводородов (LНС) более плотных, чем метан? Евгению С. Шетинкову удалось осуществить сжигание керосина в прямоточном воздушно-реактивном двигателе. «Русские продолжили эти исследования. Сегодня они работают над двигателями, способными работать при числах Маха до 7–8», — объясняет специалист по вопросам двигателей. Для того чтобы реализовать этот сложный процесс, они «готовят» керосин. Технология, хорошо известная в нефтехимической промышленности, носит название реформинга, или разложения. Процесс заключается в добавлении воды (или химического соединения на основе водорода, например, перекиси водорода Н2О2) в углеводород, затем нагревании смеси для проведения каталитической химической эндотермической реакции. Для расчета количества и вида химических материалов, участвующих в реакции, шведские эксперты при оценке проекта «Аякс» использовали сводку правил по расчетам, выпущенную в 1992 году (Stranjan). В идеальной химической реакции (для которой мы здесь упрощаем условия) керосин преобразуется в монооксид углерода и газообразный водород Н2. Вода (Н20), и особенно кислород, находятся в недостаточном количестве для получения СО, и тогда появляются молекулы чистого углерода. Эти частицы (графит или комплекс С6о) заполняют топливную смесь, улучшают ее электрическую проводи­мость и ее электромагнитную «вязкость»… «Здесь надо остановиться на двух моментах, — заметил Клаудио Бруно. — С одной стороны, это отличное каче­ство для воспламенения преобразованных компонентов топлива, с другой стороны, подтверждение того, что данный эндотермический процесс поглощает большое количество теплоты». Итак, изобретатели «Аякса» считают, что этот процесс можно использовать для охлаждения нагревающихся частей летательного аппарата».

…Время показало, что усилия по созданию самолета «Аякс» завершились созданием только «концепции «Аякс». Без Владимира Львовича (В.Л. Фрайштадт скончался в 2005 г. – ред.) продолжение работ по самолету «Аякс» оказалось невозможным…»

(Е.М. Ляхович. Я из времени первых. СПб., 2019. Сс. 256-270).