Китай планує побудувати гігантську рейкову гармату для запуску гіперзвукових літаків у космос
Рейльсотрон був придуманий для того, щоб за допомогою сили Ампера розганяти снаряди. Зазвичай під цим розуміють зброю майбутнього, але використовувати цю технологію можна не тільки для стрільби. Китайські вчені та інженери збираються об’єднати досягнення останніх років в електромагнітному прискоренні та гіперзвукових польотах, щоб запускати в космос важкі літальні апарати. Вони зможуть розганятися до 1,6 числа Маха і досягати висоти 100 км і більше.
У 2016 році в Китаї почалася робота над проектом “Тен’юнь”, багаторазовим космопланом, що складається з двох літаків, більший з яких служить носієм. Апарат масою понад 50 тонн і завдовжки понад 30 м вимагав би занадто багато палива, щоб відірватися від землі самостійно. А для того, щоб забезпечити безпеку під час повільного зльоту, довелося б піти на компроміси, які знизили б ефективність польоту на великих швидкостях, пише SCMP.
Прогрес у технології електромагнітних прискорювачів мас дав можливість подолати ці труднощі і підштовхнув фахівців Китайської аерокосмічної науково-промислової корпорації (CASIC) взятися за апробацію зухвалої задумки: побудувати величезний рейкотрон для запуску космопланів.
Для цього було використано трасу швидкісного маглев-поїзда, розташовану в окрузі Датун провінції Шаньсі. Цим тунелем завдовжки 2 км можна розганяти важкі об’єкти до 1000 км/год. Найближчими роками трасу планують подовжити, щоб можна було працювати зі швидкостями до 5000 км/год. Тут інженери планують проводити випробування і збирати дані, які потім стануть у пригоді і для вакуумних поїздів, і для рейкотронів.
Розрахунки показали, повітряні потоки, що виникають між літальним апаратом, електромагнітними санчатами, на яких він перебуває, і трасою стають під час набору швидкості вкрай складними та інтенсивними. Одне з перших завдань, що стояло перед дослідниками, – забезпечити безпечне відокремлення апарата від саней. Випробування в аеродинамічній трубі та моделювання на комп’ютері показали, що коли апарат долає звуковий бар’єр, виникають численні ударні хвилі.
Коли сани розганяються до максимальної швидкості і різко зупиняються, вистрілюючи снаряд, хаотичний повітряний потік спочатку штовхає апарат уперед, але потім, за 4 секунди, викликає зворотну тягу. Якби всередині були пасажири, вони б відчули короткочасну невагомість. Однак у міру віддалення від траси інтенсивність повітряних вихорів падає, і апарат може увійти в стадію швидкого набору висоти.
Також стало зрозуміло, що деякі частини апарату потребують зміцнення для опору ударним хвилям. І необхідні подальші випробування. Але загалом технологія безпечна і надійна, стверджують автори статті, що вийшла в науковому журналі Acta Aeronautica.
Терміни реалізації цієї ідеї на практиці не зрозумілі. Очевидно, що на це піде від 10 до 20 років, оскільки, крім досягнення потрібної швидкості, розробникам доведеться вирішити ще безліч інших проблем, зокрема міцності конструкції космопланів, їхніх приладів і двигунів для роботи в космосі.
Інженери з каліфорнійського стартапу SpinLaunch вважають ракетне паливо пережитком минулого і пропонують впровадити новий метод відправки супутників на орбіту – гігантську центрифугу, здатну розкрутити ракету до 8000 км/год, а потім запустити в небо, як камінь із пращі. У цю ідею вже повірили Airbus і Alphabet, а тепер договір про випробування технології підписало Агентство NASA.
