Каждое Рождество ученые и инженеры вновь задумываются о задачи Санты: как облететь весь земной шар за одну ночь. ВВС США в 2019 году представили концепцию Hypersleigh — гиперсаней будущего. Устройство оборудовано скрамджетом, кабинами для экипажа и термозащитой.
В США вновь вспомнили о необычном проекте, который когда-то разработали военно-воздушные инженеры — о том, как Санта-Клаус мог бы действительно успевать за одну ночь разнести подарки по всему миру и при этом не сгореть в атмосфере. Идея возникла как остроумный ответ на давно задаваемый вопрос: если легенда правдива, насколько же быстрыми должны быть его сани?
Ученые давно пришли к выводу, что классическая версия с оленями и волшебными санями физически невозможна. Чтобы за одну ночь посетить почти 92 миллиона детей, Санта должен двигаться со скоростью порядка 1 км/сек или 3 миллиона км/ч — невероятно высокая цифра для любого известного транспортного средства. Такая молниеносная скорость превратила бы традиционный «поезд» в огненную торпеду, которая мгновенно воспламенила бы все вокруг из-за сопротивления воздуха.
В 2019 году исследовательская лаборатория ВВС США (AFRL) опубликовала рендер концепта под названием Hypersleigh — гиперсаней. Эта модель напоминает больше экспериментальный летательный аппарат, чем привычный рождественский транспорт. Треугольный корпус, короткие крылья с загнутыми концами и плоское днище с черной термозащитой, схожей с плитками, которые можно увидеть у беспилотников X‑37B. За кабиной расположен отсек для грузов, а под днищем находятся выдвижные «лыжи» для посадки.
Главная технологическая загадка — двигатель. Согласно визуализации, гиперсани могли бы получать тягу от скрамджета — прямоточного сверхзвукового воздушно-реактивного мотора. У такого двигателя отсутствуют классические компрессоры и турбины, он всасывает воздух уже при сверхзвуковых скоростях, сжимает его и сжигает топливо прямо в потоках — это позволяет теоретически достигать гиперзвуковых скоростей порядка 20 921 км/ч или выше. Но даже такая скорость далека от той, с которой передвигается Санта.
Для работы скрамджета аппарату требуется предварительный разгон — возможно, с помощью стартовых ускорителей или других моторов, которые затем отбрасываются. В действующих военных программах США уже проводятся испытания подобных двигателей: например, в рамках совместной с DARPA разработки гиперзвукового оружия HAWC уже успешно завершили первые полеты на скоростях свыше 5 Махов.
Гиперсани представляют собой скорее среднее арифметическое между фантазией и инженерной реальностью, чем работоспособное средство передвижения. Этот концепт напоминает, что настоящие ракеты и самолеты, стремящиеся к гиперзвуку, сталкиваются с огромными тепловыми нагрузками и аэродинамическими перегрузками. Для них необходимы сложные системы охлаждения и специализированные материалы. Именно поэтому даже самые современные гиперзвуковые проекты, над которыми работают Пентагон и союзники, далеки от сверхчеловеческих скоростей — технологии развиваются, но их характеристики пока остаются за пределами того, о чем упоминается в легендах и сказках.
Таким образом, если бы Санта решил подняться в воздух не на оленях, а на сверхскоростном аппарате, ему пришлось бы столкнуться с теми же вызовами, что стоят перед современными космическими и авиационными инженерами.
Фото: hi-tech.mail.ru