FALCON - americký hypersonický bombardér

Útok na hranici 20 Mach

Konečným cílem vývoje bude stavba bezpilotního nadzvukového bombardéru s dlouhým doletem, schopného zajistit okamžitou podporu armády USA v libovolném místě na zemském povrchu. Fakticky tak lze hovořit o prvním bezpilotním hypersonickém bombardéru na světě pro mnohonásobné použití, který bude schopen řešit mnohem širší spektrum úkolů, než obyčejné balistické rakety.

Program s názvem Falcon Hypersonic Technology Vehicle je orientován na vývoj efektivně využitelného létajícího prostředku dalekého doletu, pohybujícího se vysokou rychlostí. K tomuto účelu je nutno vyvinout nejen drak letounu a výkonný pohonný systém, ale i levný startovací systém, dovolující bombardéru dosáhnout potřebné výšky a rychlosti, umožňující přechod na nadzvukový režim letu. Start by se měl uskutečňovat z běžných vojenských leteckých základen. Na projektu se podílí americká armáda a vojenská výzkumná organizace DARPA (Defense Advanced Research Project Agency) za účasti NASA, dále Space and Missile Systems Center, Sandia National Laboratories a Air Force Research Laboratory´s (AFRL) Air Vehicles and Space Vehicles Directorates a řada dalších společností, například Boeing.

Cílem projektu bude prověrka technických možností realizovat lety rychlostmi blízkými první kosmické rychlosti (9 až 22 Mach, tj. 2,7 až 6,7 km/s) ve výškách 30 až 50 km. V současné době probíhají práce na návrhu jednotlivých součástí konstrukce bombardéru, jehož konečná montáž bude realizována v zařízeních společnosti Lockheed Martin ve městě Valley Forge, Pennsylvania.

Vedení AFRL´s Space Vehicle na základně Kirtland Air Force Base (New Mexico) vydalo 25. 1. 2006 zprávu o postupu prací v oblasti nadzvukové techniky. Odborníci laboratoře pracují na vývoji systému tepelné ochrany, který bude odolávat teplotám kolem 3000 °C a extrémnímu vnějšímu tlaku, mnohonásobně převyšujícímu hodnoty u raketoplánu Space Shuttle.

Jedním z možných řešení, které se prověřuje, je pokrytí povrchu letounu materiálem na bázi uhlíku. Tato vnější "skořápka" musí odolávat nejen vysoké teplotě, ale i mimořádnému tlaku. Za účelem ochrany vnitřních prostor letounu před vysokou teplotou se vyvíjejí vícevrstvé materiály, odolné i proti opotřebení. Tento systém tepelné ochrany by měl být schopen vydržet několik startů bombardéru. Kromě toho probíhá i vývoj navigačních systémů a systémů řízení, použitelných při vysokých rychlostech letu.

Letové zkoušky

Již v září 2007 by měl letoun Falcon Hypersonic Test Vehicle-1 (HTV-1) absolvovat první zkušební let, při němž by měl dosáhnout rychlosti 19 Mach (tj. přibližně 20 800 km/h). Během letu by se měl pohybovat ve výšce 30 až 50 km. Celý zkušební let by neměl trvat ani jednu hodinu a po absolvování zkoušky bude letoun potopen do Tichého oceánu.

Další série zkušebních letů je naplánována na období 2008-2009. Exemplář letounu s označením HTV-2 zdokonalené konstrukce bude disponovat zvýšenou ovladatelností a mnohem dokonalejšími letovými charakteristikami. Rychlost letu se předpokládá do 22 Mach (tj. přibližně 24 100 km/h), délka letu přesáhne 1 hodinu a zkouška bude opět zakončena pádem do vod Tichého oceánu.

Třetí (závěrečný) zkušební let zařízení pod označením HTV-3, naplánovaný na rok 2009, se bude podstatně odlišovat od předcházejících dvou. Maximální dosažená rychlost se bude pohybovat pouze kolem 10 Mach (tj. přibližně 11 000 km/h). Hypersonický kluzák odstartuje ze základny NASA Wallops Flight Facillity, Virginia a po absolvování letu nebude zničen, ale po hodinovém letu přistane na hladině Atlantického oceánu. Bude tak možné zkontrolovat stav systému tepelné ochrany, který by měl umožňovat jeho mnohonásobné použití.

"Dosáhli jsme značného pokroku a chystáme se uskutečnit první zkušební let hypersonického letounu v roce 2007," informoval manažer projektu Falcon HTV-1 Russ Partch. "To nám dá možnost mimořádně rychlého zásahu na libovolném místě na zeměkouli." Výsledky tří zkušebních letů budou využity při vývoji a výrobě rychlých a perspektivních bojových prostředků za účelem přepravy potřebného nákladu či munice do požadovaných oblastí.

Požadavek na vývoj zařízení, umožňujících lety hypersonickými rychlostmi v odpovídajících výškách, dostává v USA mimořádnou prioritu - a to v souvislosti s prudce se zvyšující honbou za raketami, schopnými nést jaderné hlavice a s objevením se nové třídy raket, tzv. kvazibalistických raket.

Vzápětí po experimentech se zařízením X-43A, kdy byl ustanoven nový světový rekord v dosažené rychlosti, byly zahájeny práce na projektu HyFly (Hypersonics Flight Demonstration Program), který je součástí mnohem rozsáhlejšího programu Freeflight Atmospheric Scramjet Test Technique (FASTT).

Byly rovněž vyvinuty nové aerodynamické tunely nové generace, umožňující při relativně malých nákladech dosáhnout v laboratorních podmínkách hypersonického laminárního proudění. To umožní "doladit" aerodynamické tvary perspektivních prostředků, snížit tím nadměrný ohřev při turbulentním obtékání vzduchu a tím snížit i jejich hmotnost (menší hmotnost použité tepelné ochrany).

Falcon - koncepce použitíProgram Falcon (Force Application and Launch from Conus) si klade za cíl zajištění možnosti zasadit úder v libovolné oblasti zemského povrchu při startu z území USA v časovém horizontu nepřevyšujícím 2 hodiny. V současné době to lze realizovat v časovém intervalu 12 hodin.

Profil letu HCV (Hypersonic Cruise Vehicle) bude následující: náporový motor s nadzvukovým spalováním (tzv. scramjet) dopraví letoun do výšky kolem 40 km a poté se vypne. Letoun bude setrvačností pokračovat v letu po balistické křivce s apogeem ve výšce kolem 60 km nad zemským povrchem, načež znovu vstoupí do hustých vrstev zemské atmosféry. Ve výšce 35 km nad zemí se scramjet znovu nastartuje. Aerodynamické vlastnosti mu umožní manévrovat při průletu hustějšími oblastmi zemského ovzduší.

Využitím tohoto profilu letové dráhy se podaří dosáhnout podstatného zvýšení nosnosti letounu díky menší spotřebě pohonných látek a díky použité tepelné ochraně. Dvě třetiny dráhy se letoun bude nacházet "v kosmickém prostoru", kde se teplo, vzniklé při průletu hustou atmosférou, vyzáří do okolního prostoru. Nelze však hovořit o "neviditelnosti" letounu především v oblasti infračerveného záření, avšak složité manévrování, výška a rychlost letu dělají z dopravního prostředku jen velmi obtížně zasažitelný cíl.

Předpokládaná rychlost letu 12 Mach umožňuje dosažení cíle, vzdáleného více než 16 000 km, za dobu kratší než 2 hodiny. Aerodynamické vlastnosti dělají z tohoto letounu téměř nedosažitelný cíl pro systémy protivzdušné obrany.

Zmenšená varianta tohoto bojového prostředku pod názvem SLV (Small Launch Vehicle) s nosností 500 kg munice do vzdálenosti kolem 5 000 km by se měla objevit v americké armádě již v roce 2010. Nasazení kosmického bombardéru s vysokým doletem není pravděpodobné před rokem 2025.

Zdroj: www.cnews.ru, ScienceFalcon a www.space.com
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí