Китайские исследователи, возможно, добились прорыва в охлаждении гиперзвуковых ракет. Как сообщает 19 августа South China Morning Post, система охлаждения не требует ни сложных материалов, ни сложной конструкции — нужна только пресная вода.
Китайское гиперзвуковое оружие DF-17 При гиперзвуковых скоростях выше 5 Маха, то есть в 5 раз превышающих скорость звука, выделение тепла становится огромной проблемой. Чем быстрее летит ракета, тем больше тепла она выделяет. Поэтому приходится работать с термостойкими материалами и активным охлаждением. Материалы также должны выдерживать длительное время полета.
Новая система должна обеспечивать охлаждение до 2,5 часов, что значительно дольше, чем у сопоставимых систем охлаждения. Этого было бы достаточно, чтобы ракета перелетела с одного края Земли на другой. Эта система также проще в эксплуатации, чем другие системы охлаждения, такие как трубчатые системы с жидким металлом. Её можно использовать повторно, необходимо только заправлять свежей охлаждающей водой перед каждым полетом.
Как именно работает технология, не поясняется. По данным SCMP, в сопроводительном документе говорится:
«Система эффективно использует тепловую энергию, генерируемую аэродинамическим нагревом, в качестве движущей силы цикла активного охлаждения».
Полученное давление используется для направления воды. Система охлаждения цилиндрическая и расположена на нижней стороне ракеты. Там вода нагревается и тепло перемещается вверх по цилиндру. При этом охлаждающая вода движется по часовой стрелке за счет возникающего давления. Резервуар для воды расположен на цилиндре и заполнен аэрогелем, который имеет очень низкую теплопроводность и поглощает воду.
Система впервые была испытана в 2022 году для гиперзвуковых ракет следующего поколения. Было показано, что компоненты могут охлаждаться до температуры менее 100 градусов в течение первых 50 минут полёта. Охлаждающая вода затем начинает кипеть и испаряться.
Начиная с 66-й минуты полёта, горячий пар выпускается контролируемым образом через клапаны давления. Пористый аэрогель обеспечивает стабильное и продолжительное испарение. Это гарантирует, что система не перегреется после выкипания воды. Поскольку система может регулировать тепло на разных этапах полета, она создает «оптимальный контроль температуры».
Система предназначена специально для защиты критически важных компонентов, таких как электроника или воздушный руль направления. Однако её необходимо использовать вместе с другими технологиями теплозащиты. По-прежнему требуются чрезвычайно термостойкие покрытия и изоляция.
Насколько реалистично использование системы, описанной как столь простая, в реальных условиях, еще неизвестно. Конгресс США рассмотрел проблему перегрева в 2023 году в докладе, в котором говорилось о «существующей фундаментальной проблеме». Ранее эта проблема замедляла разработку новых гиперзвуковых ракет.
Китай надеется получить преимущество над США с помощью новой технологии охлаждения. Обе страны исследуют гиперзвуковые технологии. В июле США представили C-HGB, ракету большой дальности, которая преодолевает расстояние 1725 миль (2776 км) со скоростью 17 Маха.
Китайский аналог DF-17 был представлен в 2019 году. Вместе с боеголовкой ее дальность составляет 2500 км. Она достигает скорости 10 Маха на высоте до 1500 км, после чего при планировании замедляется.