Проект разведывательно-ударного гиперзвукового БПЛА HTV-3X "Blackswift" (США).

В 2003 году агентство DARPA в сотрудничестве с ВВС США объявили программу FALCON (Force Application and Launch from CONus), в задачи которой ставится разработка и демонстрация гиперзвуковых технологий. Программа предусматривала разработку как разгонных ступеней, так и гиперзвукового планера в интересах Global Prompt Strike. Гиперзвуковым демонстратором уровня летающей лаборатории должен быть многоразовый ударный ГЛА HTV-3X «Blackswift», в уменьшенном масштабе воспроизводящий аппарат HTV-3, который, в свою очередь, рассматривался как прототип разведывательно-ударной системы глобальной дальности HCV. Закончена концептуальная проработка проекта, отвечающего растущей тактической и стратегической роли возвращаемых гиперзвуковых ЛА ...

Гиперзвуковой летательный аппарат HTV-3X «Blackswift». DARPA считает обязательным выполнение следующих требований: глубоко интегрированная компоновка, обеспечивающая высокие летные качества; оснащение двигателем комбинированного цикла на углеводородном топливе, способным эффективно работать во всем диапазоне скоростей (от нулевой до гиперзвуковой); демонстрация крейсерского полета на высоте около 24 км со скоростью, соответствующей М > 6 по меньшей мере в течение 60 с; взлет и посадка с работающим двигателем на обычную ВПП длиной около 3 км; демонстрация маневра с отклонением элеронов; испытание легких теплозащитных материалов многократного пользования; демонстрация систем управления тепловыми потоками при гиперзвуковых скоростях, включая систему активного охлаждения воздухозаборника, камеры сгорания и сопла. Ключевые проблемы для ГЛА HCV дополняются требованием обеспечить применение бортового оружия при гиперзвуковой скорости полета. Поскольку нет единственного двигателя, способного эффективно работать на перечисленных выше режимах, для аппарата HTV-3X «Blackswift» (а в перспективе для боевого аппарата HCV) проектируется двигатель ТВСС, сочетающий работу ТРД на дозвуковых и умеренных сверхзвуковых скоростях, ПВРД в начале гиперзвукового полета и ГПВРД для выхода на скорость, соответствующую М = 6. Последняя конфигурация ГЛА по облику существенно приближена к самолету. При этом возникла необходимость увеличить удлинение ГЛА, чтобы улучшить аэродинамические характеристики при трансзвуковых скоростях. Главной задачей летных испытаний аппарата HTV-3X «Blackswift» является исследование в реальных условиях работы СУ и в особенности конвергентного воздухозаборника при переходе от малых скоростей к большим. Аэродинамическое качество ГЛА при гиперзвуковой скорости должно достичь 4-5 при продолжительности полета не менее 45 мин. Для проекта HTV-3X проводятся фундаментальные исследования по созданию топлива с повышенной теплотворной способностью, которое не замерзает при температурах ниже -50 °С.

К настоящему времени испытания моделей HTV-3X «Blackswift» в АДТ подтвердили достоверность расчетных данных, в том числе по устойчивости и управляемости ГЛА. В конструкции предполагается использовать по преимуществу металлы, а сверхпрочные и неметаллические материалы применять там, где невозможно активное охлаждение либо необходимо снизить массу. Согласно результатам расчетно-экспериментальных исследований, тепловое равновесие и продолжительный крейсерский полет могут быть реализованы. На детальное проектирование и изготовление опытного образца МО США предполагало затратить около 800 млн долл. в течение 4-5 лет. При этом подобные ГЛА в боевом варианте должны быть произведены только как единичные экземпляры, чтобы использовать их для уничтожения объектов исключительного стратегического значения. Однако в настоящее время финансирование проекта прекращено конгрессом по тем соображениям, что перечисленные выше проблемы ГЛА представляются слишком сложными, чтобы надеяться на их решение в ближайшие 3-5 лет, а стоимость производства и эксплуатации непомерно высока. Тем не менее заинтересованность ВВС США в создании высокоточного гиперзвукового оружия, совмещающего ударные и разведывательные функции и в перспективе модифицируемого для экономичной доставки грузов в космос, остается в силе, а потому военные и промышленные круги вполне обоснованно ожидают возобновления НИОКР по демонстратору.

Масштабно продолжается разработка двигателя ТВСС на углеводородном топливе. Два рабочих канала (низкоскоростной для ТРД и высокоскоростной для ПВРД - ГПВРД) имеют общие воздухозаборник и сопло. Поворотом специальной створки поток из воздухозаборника направляется в один из каналов, тогда как второй перекрывается. ТРД должен разогнать ГЛА до скорости, соответствующей М = 3.8, после чего включается ПВРД и работает до скорости, соответствующей М = 5; для разгона до скорости, соответствующей М = 6, силовая установка переходит на режим ГПВРД, а ТРД блокируется. Элементы изменяемой геометрии предусматриваются в основном для низкоскоростного канала, тогда как геометрия высокоскоростного канала должна быть по максимуму фиксированной. Регулирование тяги с помощью воздухозаборника и сопла изменяемой геометрии должно обеспечить выход на крейсерский режим с максимальной экономией топлива и быть не менее эффективным на режимах перехода от ТРД к ПВРД и обратно. Необходима особенно глубокая интеграция двигателя и планера во избежание чрезмерного увеличения массы, заметную часть которой составляют приводы воздухозаборника и сопла.