הצצה למטוס הריגול הבא של ארה׳׳ב [מדע פופולארי]

חלופה סודית על קולית ל-SR-71 האגדי מבטיחה לשנות את פני התעופה הצבאית

ה-SR-72 ינוע במהירות של פי שישה ממהירות הקול - מטוס הסילון הצבאי המהיר ביותר שיוצר אי פעם - ויטוס בגובה של עד 24 ק"מ. (תמונה: מדע פופולארי)

ה-SR-72 ינוע במהירות של פי שישה ממהירות הקול – מטוס הסילון הצבאי המהיר ביותר שיוצר אי פעם – ויטוס בגובה של עד 24 ק”מ. (תמונה: מדע פופולארי)

הכתבה פורסמה לראשונה במגזין Popular Science ישראל בגיליון 254 שראה אור ביוני 2015.

ה-SR-71 “בלקבירד” האיקוני, שנולד בקלחת הריגול של המלחמה הקרה, נותר כלי הטיס הצבאי נושם האוויר המהיר שהעולם הכיר אי פעם. הוא טס כל כך גבוה וכל כך מהר, שמערכות ההגנה של האויב היו חסרות יכולת לעצור אותו. בסופו של דבר, טכנולוגיית לוויינים ורדאר מתקדם שחקו את היתרון שלו. ב-1998, הוציא אותו חיל האוויר האמריקאי מכלל שימוש. עכשיו, עם איומים אזוריים גוברים וטילי קרקע-אוויר ניידים מתפתחים, התחילו המהנדסים לעבוד שוב על בניית המטוס המהיר ביותר על פני כדור הארץ.

הפעם הוא יקבל את הצורה של מל”ט סיור שטס במהירות של 9,650 קמ”ש, עם יכולות התקפה. המטוס, המוכר כ-SR-72, יוכל לחמוק מהתקפות, לצלם תמונות ריגול, ולתקוף מטרות במהירויות של עד מאך 6 – מהר פי שניים מקודמו.

מהנדסי תעופה בלוקהיד מרטין וב-Aerojet Rocketdyne עובדים בשנים האחרונות על תכניות ה-SR-72 באתר המיזמים השחורים שלהם Skunk Works שבקליפורניה. הוא ידרוש מערכת הנעה היברידית: מטוס טורבו קונבנציונלי מהמדף, שיכול להוביל את המטוס ממסלול ההמראה למהירות מאך 3, ומנוע מגח סילוני או מנוע על-מגח סילוני שידחוף אותו בשארית הדרך. גוף המטוס יצטרך לעמוד בחום הקיצוני של טיסה על-קולית, כשחיכוך האוויר לבדו יכול להתיך פלדה. הפצצות שלו יצטרכו לפגוע במטרות אפילו ממרחק של 24 ק”מ. לוקהיד אומרת שכלי הטיס יוכל להיכנס לפעילות עד 2030. מאותו הרגע היכולת של המטוס לעבור 1.6 ק”מ בשנייה תאפשר לו להגיע לכל מקום על כדור הארץ בתוך שעה – ולא תראו אותו מגיע.

1. הנעה

מנועי טורבו סילון יכולים להביא את המטוס משלב ההמראה ועד למהירות של בערך מאך 3; מהירויות גבוהות יותר דורשות מנוע מגח סילון נושם אוויר, אשר דוחס אוויר במהירות גבוהה לצורך בערה, אבל מתחיל בדרך כלל לפעול במהירות של בערך מאך 4. כדי לגשר על הפער הזה, מהנדסים מפתחים מנוע היברידי שיכול לפעול בשלושה מצבים. כלי הטיס יאיץ למהירות של מאך 3 באמצעות כוח טורבו, יעבור לכוח מגח סילון שייקח אותו למהירות של מאך 5, ואז יעביר אותו שוב למצב על-מגח סילוני, אשר משתמש באוויר על-קולי לשם בערה.

2. עור

חיכוך אווירודינמי במהירויות העולות על מאך 5 יחמם את חלקו החיצוני של המטוס לטמפרטורה של 1,090 מעלות צלסיוס. בנקודה זו, מסגרות פלדה קונבנציונליות ניתכות. לכן מהנדסים בוחנים תרכובות – אותם סוגים של תערובות פחמן, קרמיקה וברזל, לביצועים שמשמשים לבניית החרטום של טילים בליסטיים בין-יבשתיים ומעבורות חלל. כל מפרק ונקודת חיבור חייבים להיות אטומים: אם תתרחש דליפת אוויר במהירות על-קולית, החום הנכנס יגרום למטוס להתפרק (זה מה שהביא לסופה של מעבורת החלל קולומביה).

3. מסגרת אוויר

הלחצים על מטוס משתנים בעודו נע במהירויות תת-קוליות, על-קוליות, והיפר-קוליות. לדוגמה, כשמטוס מאיץ בטיסה תת-קולית, מרכז כוח העילוי זז לכיוון החלק האחורי של המטוס. אבל מרגע שהמטוס מגיע למהירות היפר-קולית, הגרר על נקודות הקצה המובילות של המטוס גורם למרכז כוח העילוי לזוז שוב קדימה. אם מרכז כוח העילוי מתקרב יותר מדיי אל מרכז הכובד, הוא יכול לגרום למצב מסוכן של חוסר יציבות. צורת המטוס חייבת לעמוד בשינויים האלה, ואף ביותר, כדי לשמור שכלי הטיס לא יתפרק לחתיכות.

4. מטען

לוקהיד מתארת את ה-SR-72 כפלטפורמת מודיעין, פיקוח ומעקב, סיור והתקפה, אבל המטען המדויק שהוא יישא הוא סודי. הסבירות הגבוהה ביותר היא שהוא טרם הומצא. צילום תמונות ריגול או הטלת פצצות במאך 6 ידרשו הנדסה יוצאת מן הכלל. כדי שהמטוס יבצע פנייה יהיה צורך במאות קילומטרים. כמו כן יידרשו מחשבי הנחיה עצמתיים כדי להתביית על מטרות במרחק 24 ק”מ’ מתחתיו. יתרה מכך, אי אפשר יהיה פשוט לפתוח את דלתות תא הפצצות במהירות 6,400 קמ”ש. ה-SR-72 יצטרך חיישנים וכלי נשק חדשים כדי לפעול במהירויות גבוהות כל כך.

כיצד מנועי מגח סילון פועלים

מנועי מגח סילון מוותרים על מדחסים מסתובבים גדולים הנדרשים במנועי טורבו, ובמקום זאת מסתמכים על התנועה שלהם קדימה כדי לדחוס אוויר. בתחילה האוויר נאסף אל תוך פתח ונדחס כשהוא מנווט אל תוך מרסס. המרסס גם מאט את האוויר למהירויות תת-קוליות, כדי להקל על הבערה. בהמשך, האוויר והדלק מוזנים אל תוך תא בערה ומוצתים. ולבסוף, זרבובית פליטה מאיצה את פרץ האוויר החם והמתרחב, ומייצרת כוח דחיפה אדיר.


אוהבים מדע ולא מקבלים מספיק ממנו בגיקטיים? Popular Science ישראל וגיקטיים יוצאים בשיתוף פעולה במיוחד במסגרתו יוכלו 100 הגולשים הראשונים להנות מגיליון חינם של Popular Science מתנה, ללא כל התחייבות.  לפרטים נוספים

מדע פופולארי

הגב

1 תגובה על "הצצה למטוס הריגול הבא של ארה׳׳ב [מדע פופולארי]"

avatar
Photo and Image Files
 
 
 
Audio and Video Files
 
 
 
Other File Types
 
 
 

* היי, אנחנו אוהבים תגובות!
תיקונים, תגובות קוטלות וכמובן תגובות מפרגנות - בכיף.
חופש הביטוי הוא ערך עליון, אבל לא נוכל להשלים עם תגובות שכוללות הסתה, הוצאת דיבה, תגובות שכוללות מידע המפר את תנאי השימוש של Geektime, תגובות שחורגות מהטעם הטוב ותגובות שהן בניגוד לדין. תגובות כאלו יימחקו מייד.

סידור לפי:   חדש | ישן | הכי מדורגים
אלומיניום
Guest

נראה לי שטעיתם בחישוב, 9650 קמ”ש אומר 2.68 ק”מ לשנייה, לא 1.6.
חוץ מזה, זה אומר שהוא יכול בתוך שעה להיות בכל מקום ברדיוס של קצת פחות מעשרים אלף ק”מ. מרשים, אבל זה לא ”כל מקום בעולם”.

wpDiscuz

תגיות לכתבה: