Конечно, это лишь одна из причин.
Другая, более важная причина заключается в том, что американцы не владеют технологией гиперзвуковой аэродинамической трубы уровня JF14.
Поэтому им остается выбирать только более дорогостоящие и рискованные летные испытания.
По мере увеличения числа Маха скорость потока в камере сгорания непрерывно росла, карта распределения давления, отображаемая на главном экране, также начала меняться, угол скачка уплотнения постепенно становился круче, а высокотемпературная зона медленно расширялась вперед.
— Число Маха 3,0 стабильно, эффективность сгорания 74%, немного ниже ожидаемой, но все же выше базового значения.
Син Мучунь повернулся к Чан Хаонаню:
— Распределение температуры почти полностью совпадает с вашим численным моделированием.
Однако последний не ответил, а лишь подошел большими шагами к пульту контроля температуры, внимательно разглядывая цветное изображение.
Красная высокотемпературная зона теперь занимала заднюю треть камеры сгорания, ее передний край имел неправильную волнистую форму — это характерный признак взаимодействия скачка уплотнения и горения.
— Третье испытание, продолжайте повышать до 5,0, обратите внимание на колебания давления в изолирующем отсеке.
Приказал Чан Хаонань, но на его лице уже отразилось некоторое беспокойство.
Его беспокоила не проблема удельного импульса из-за снижения эффективности сгорания, а то, что углеводородное топливо в ГПВРД служит не только для создания тяги, но и для охлаждения.
Число Маха 5,0 — это верхний предел режима дозвукового горения. По мере приближения скорости к этой критической точке поток воздуха в камере сгорания становится крайне нестабильным. Скачки уплотнения многократно отражаются в узком пространстве, взаимодействуя с фронтом пламени и вызывая сложные колебания давления.
— Амплитуда колебаний давления в изолирующем отсеке увеличилась, но все еще находится в безопасных пределах.
В голосе оператора слышалось легкое напряжение.
Взгляд Чан Хаонаня быстро переключался между несколькими экранами мониторинга. Камера сгорания работала даже лучше, чем он ожидал, но настоящее испытание было еще впереди — переход между режимами.
— Подготовиться к переключению на режим сверхзвукового горения.
Чан Хаонань отдал ключевую команду.
Переход между режимами — один из самых опасных этапов для двухрежимного ПВРД, малейшая неосторожность может привести к незапуску камеры сгорания или выплеску из-за теплового запирания.
Одновременно это будет единственный процесс, включающий изменение геометрии воздухозаборника.
Конечно, сегодняшнее испытание — это лишь имитация горения, здесь даже нет реального воздухозаборника.
— Переключение режима впрыска топлива.
— Перенастройка системы зажигания.
«…»
Ряд операций был завершен за несколько секунд. Поток данных на главном экране внезапно стал плотнее.
В камере сгорания скорость потока воздуха уже превысила скорость звука — топливо должно было успеть смешаться, воспламениться и сгореть за чрезвычайно короткое время, пока поток воздуха на сверхзвуковой скорости проходил через камеру сгорания.
После трех секунд тишины кривая давления внезапно стабилизировалась.
— Режим сверхзвукового горения успешно установлен! — один из инженеров почти подскочил на месте:
— Эффективность сгорания превысила 80,5% и продолжает расти!
Ведь подавляющая часть времени полета «Линсяо-1» все же проходит в гиперзвуковом режиме, поэтому вся конструкция также имеет некоторый уклон в сторону режима сверхзвукового горения, к тому же при более высокой температуре в камере сгорания эффективность сгорания неизбежно должна быть выше, чем раньше.
Син Мучунь быстро подошел к Чан Хаонаню, указывая на карту распределения температур:
— Академик Чан, посмотрите на эту структуру скачков уплотнения… она просто один в один как численное моделирование в вашем прошлогоднем отчете!
На экране высокотемпературная зона демонстрировала своеобразную слоистую структуру, словно тщательно упорядоченную невидимой рукой. Это был именно тот сложный поток, который образуется в результате сопряжения характерной для ГПВРД системы косых скачков уплотнения и зоны выделения тепла при горении.
Уголки губ Чан Хаонаня слегка приподнялись, но он быстро снова стал серьезным:
— Продолжайте повышать число Маха, цель — 12,5.
По мере дальнейшего увеличения скорости физические явления внутри камеры сгорания становились все более экстремальными.
В сверхзвуковом потоке воздуха тепло, выделяемое при горении, больше не распределяется равномерно, а концентрируется в нескольких зонах пересечения косых скачков уплотнения. Эти высокотемпературные очаги с поразительной скоростью перемещаются вперед внутри камеры сгорания, создавая огромные трудности для системы охлаждения.
— Число Маха 8,0… высокотемпературная зона сместилась к середине камеры сгорания.
Каждый рабочий цикл аэродинамической трубы JF14 требует нескольких часов, и когда имитационное испытание достигло 8,0 Маха, за окном уже высоко висела ясная луна.
— Число Маха 10,0… у входа в изолирующий отсек появились признаки повышения температуры.
Чан Хаонань заметил на карте распределения температур, что красная область уже заняла большую часть пространства камеры сгорания и явно простиралась в сторону воздухозаборника. Это была именно та ключевая особенность спроектированной ими многоточечной камеры сгорания — при разных числах Маха горение автоматически стабилизируется в оптимальном положении.
По мере того как общая температура и скорость имитируемого потока постепенно приближались к верхнему пределу аэродинамической трубы JF14, скорость смены цифр на большом экране наконец начала снижаться, цифры в графе, обозначающей скорость имитируемого потока, с трудом ползли вверх.
— Число Маха 12,0… температура стенки камеры сгорания достигла 85% от критического значения!
Внезапно повысил голос Син Мучунь.
Взгляд Чан Хаонаня быстро переместился на пульт контроля температуры. На экране несколько датчиков вблизи изолирующего отсека уже стали ярко-красными, и их показания продолжали расти.
— Осталось 15 секунд до достижения целевого числа Маха, — доложил оператор.
Мозг Чан Хаонаня быстро работал. Теоретически материал должен был выдержать до конца испытания, но скорость повышения температуры была примерно на 7% выше ожидаемой…
— Температура стенки 92% от критической!
В голосе Син Мучуня слышалась явная тревога.
Именно в этот момент резкий сигнал тревоги внезапно разнесся по всей лаборатории.
— Внимание! Температура стенки камеры сгорания превысила безопасный порог! Эффективность системы охлаждения недостаточна!
На главном экране выскочило ярко-красное окно предупреждения. Температурная кривая росла почти вертикально, температура в нескольких ключевых точках уже приближалась к пределу для никелевых жаропрочных сплавов.
— Немедленно прервать испытание! Аварийно перекрыть подачу топлива!
Чан Хаонань без малейшего колебания отдал приказ, одновременно быстро нажав кнопку аварийной остановки.
Спустя миллисекунды реакции топливные клапаны закрылись, силовая установка аэродинамической трубы начала замедляться, и температурная кривая на главном экране, достигнув пугающего пика, наконец начала медленно снижаться.
В лаборатории воцарилась тишина, слышался лишь гул охлаждающего оборудования.
Все уставились на постепенно снижающиеся цифры, и только когда подтвердилось, что камера сгорания не получила конструктивных повреждений, кто-то облегченно вздохнул.
— Число Маха в момент остановки испытания достигло 12,3, близко к целевому значению.
Тихо доложил оператор, казалось, немного опасаясь получить нагоняй от стоявшего перед ним начальника.
Хотя успех или провал эксперимента на самом деле не имел к нему никакого отношения, неизбежно находились вспыльчивые коллеги, которые могли не сдержать свой гнев.
К счастью, Чан Хаонань остался спокоен, лишь поднял руку и потер переносицу.
Хотя испытание не полностью достигло намеченной цели, была собрана подавляющая часть ключевых данных, и что еще важнее, они вовремя избежали катастрофических последствий, которые могли привести к повреждению оборудования.
— Всем группам немедленно приступить к анализу данных, я хочу увидеть предварительный отчет в течение двух часов.
Голос Чан Хаонаня снова стал спокойным:
— Особенно причины отказа системы охлаждения.
Син Мучунь подошел к Чан Хаонаню и тихо сказал:
— Академик Чан, характеристики при переходе между режимами и на этапе сверхзвукового горения были превосходными, почти полностью соответствовали вашим теоретическим прогнозам, просто…
Чан Хаонань кивнул:
— Я знаю, сначала посмотрим данные.
Два часа спустя команда собралась в конференц-зале.
На проекторе отображались результаты предварительного анализа данных испытаний, Чан Хаонань стоял впереди, указывая лазерной указкой на одну из кривых.
— Проблема вот здесь.
Он указал на карту градиента температур системы охлаждения топливом:
— Топливо JP8 при прохождении через каналы охлаждения не достигло ожидаемого уровня пиролиза, анализ результатов показывает, что теплопоглощающая способность топлива примерно на 12% ниже расчетного значения.
Син Мучунь нахмурился:
— Но в наших предыдущих расчетах и испытаниях химическая теплопоглощающая способность JP8 полностью соответствовала требованиям.
— Верхний предел числа Маха для испытаний на уменьшенной модели составлял 8,0.
Объяснил Чан Хаонань:
— На более высоких скоростях плотность теплового потока на стенке растет экспоненциально, а время пребывания топлива в каналах охлаждения сокращается… Пиролизу требуется время, это ограничение кинетики химических реакций.
В конференц-зале тут же послышался тихий гул обсуждения.
Подождав несколько секунд, он продолжил:
— Хорошая новость в том, что сама концепция конструкции камеры сгорания доказала свою жизнеспособность, структура системы скачков уплотнения, стабильность горения, эффективность перехода между режимами — все соответствует ожиданиям, самая большая проблема, стоящая перед нами, — это только проблема охлаждения.
— Перейти на топливо с высокой теплопоглощающей способностью? Например, JP7, или добавить немного циклогексана?
Предложил молодой инженер.
— Циклогексан не подходит для наших многоцелевых задач, а между JP7 и JP8, боюсь, нет принципиальной разницы.
Чан Хаонань покачал головой:
— Я склоняюсь к подготовке по двум направлениям: во-первых, оптимизировать геометрию каналов охлаждения, увеличить время пребывания топлива — это, пожалуй, самый простой вариант, но если и этого окажется недостаточно, придется рассмотреть улучшение рецептуры топлива, чтобы снизить энергию активации пиролиза.
Он повернулся к Син Мучуню:
— Син, ты отвечаешь за первый вариант, возглавь команду для перепроектирования каналов охлаждения…
«…»
После совещания Чан Хаонань один вернулся в кабинет, глядя на результаты имитационного испытания на экране компьютера.
Он вспоминал волнующие моменты прошедших десяти с лишним часов —
когда система скачков уплотнения идеально сформировалась, когда режим сверхзвукового горения успешно установился… В те мгновения он чувствовал, что гиперзвуковая технология сделала еще один большой шаг вперед.
Внезапно зазвонил красный телефон на столе. Чан Хаонань взглянул — это был звонок от руководителя из Комитета по промышленному строительству.
Он глубоко вздохнул и ответил на звонок.
— Академик Чан, слышал, на испытаниях возникли некоторые проблемы?
На том конце провода раздался голос Ли Чжунъи.
— Да, но в целом успешно.
Ответил Чан Хаонань:
— Мы подтвердили основную концепцию многорежимной камеры сгорания, просто система охлаждения требует некоторых корректировок.
— Какая поддержка требуется?
Собеседник сразу перешел к делу.
Чан Хаонань посмотрел на светлеющее за окном небо:
— Сейчас пока нет, но нужно, чтобы нефтехимическая отрасль подготовилась, нам, весьма вероятно, потребуется испытать партию углеводородного смесевого топлива с довольно… особым составом.
Ли Чжунъи сам был выходцем из нефтехимической системы, поэтому на такую просьбу, естественно, сразу согласился.
— Кстати, есть еще одно дело.
Как раз когда Чан Хаонань собрался повесить трубку, собеседник снова сменил тему, прервав его движение.
«Что?»
— Небольшое отступление, мы тут недавно видели некоторые сообщения…
Голос Ли Чжунъи внезапно понизился, и он замедлил речь:
— Хотя точно утверждать нельзя, но многое указывает на то, что американский проект разработки гиперзвукового летательного аппарата X51A, похоже, по каким-то причинам серьезно застопорился, говорят, руководитель разработки оказался вовлечен в инцидент, связанный с безопасностью разведданных…
Обновлено: 07.04.2026