Держава, которая построит пассажирские гиперзвуковики, перехватит рынок самых богатых авиапассажиров, которые хотят летать через Атлантику за полчаса, которые смогут за два часа достичь любой точки земного шара.
И русские в начале 1990-х ближе всех подошли к делу покорения гиперзвука. К созданию ГПВРД.
Прямоточник, воздушно-реактивный мотор – вещь принципиально весьма простая. ГПВРД напоминает открытую с двух сторон трубу с особой конфигурацией внутреннего канала. Сначала самолет с ГПВРД надо разогнать до большой скорости. Воздух, врываясь в прямоточник, сам сжимается и разогревается. Остается впрыснуть топливо в нужном месте внутри ГПВРД и дать зажигание. В отличие от турбореактивных (или, как их еще кличут, – газотурбинных) двигателей, у которых внутри, перед камерами сгорания, вращаются турбины, ничего этого в ГПВРД нет. Скорость полета, который можно достичь таким образом, – 10–15 Махов. Для сравнения: самые быстрые самолеты мира, наш МиГ-25 и американский разведчик «Тандерберд» SR-71, созданные в первой половине 1960-х, которые выжали максимум из турбореактивных двигателей, не летают быстрее 3,5 Маха. И при этом такие самолеты не могут подняться выше, чем на 30 тысяч метров от земли. ГПВРД – это выход из скоростного тупика для авиации, в который она попала тридцать лет назад. В нем – возрождение прежнего девиза: «Выше! Дальше! Быстрее!»
Почему ГПВРД необходим космонавтике? Ракетный двигатель крайне несовершенен. Принципиально двигатели «Шаттла», комплекса «Энергия-Буран», лучших ракет и даже трехкомпонентный двигатель МАКСа мало чем отличаются от двигателя гитлеровской ракеты Фау-2, летавшей за полвека до них. Ракетный двигатель, который должен работать и в безвоздушном пространстве, требует очень много кислорода. И потому ему нужны два тяжелых бака. Один – с горючим, с керосином, метаном или жидким водородом. Второй – с окислителем, с жидкостью или твердым веществом, которые содержат много кислорода. Или просто с жидким кислородом. В камере сгорания окислитель и топливо смешиваются.
А это очень плохо. Ракета или космолет получаются слишком тяжелыми. Они вынуждены тащить на себе лишний груз во много тонн, уменьшая полезную нагрузку, выводимую на орбиту. Даже «Энергия»-«Буран» или МАКС принципиально работают так же, как и немецкий ракетоплан-перехватчик Ме-163 1944 года – тот тоже вынужден был тащить бак с окислителем. Лишняя нагрузка – это удорожание космического полета.
ГПВРД окислитель не нужен. Кислород он забирает из атмосферы Земли. Огромная скорость позволяет делать это даже на очень больших высотах, где воздух разрежен до огромной степени. Конечно, в космосе ГПВРД не работает. Нельзя с его помощью летать к другим планетам или забрасывать спутники на орбиты выше 250 километров. Да это и не нужно: большинство гражданских и военных спутников работают на 200-километровых орбитах. А коли не нужен лишний груз окислителя, то выход в космос удешевляется до предела. И самолет с ГПВРД может совершать «скачки» в околоземном пространстве. Если рассчитать траекторию правильно, то он будет рикошетировать от плотных слоев атмосферы, совершая кругосветные полеты. Или и вовсе выходить на орбиту, летя на ней по инерции и входя обратно в атмосферу с помощью вспомогательных тормозных двигателей.