Supersonisk flyging kalles supercruise (fra engelsk supercruise , i sin tur en sammentrekning av supersonisk cruise ) den langvarige supersoniske flyvningen til et supersonisk fly med nyttelast (passasjerer eller krigslast) og utført effektivt, noe som typisk utelukker bruk av etterbrennere , i høy grad ineffektive enheter. Flertallet av militærflyene, selv om de er svært kraftige og godt verdsatt i sin rolle, har ikke super-cruising-evner, da disse flyene er i stand til å opprettholde supersoniske flyforhold kun for korte støt (vanligvis med bruk av etterbrennere), mens de normalt de utfører cruising flyturen med å opprettholde subsoniske hastigheter.
Et av de mest kjente og mest åpenbare eksemplene på denne typen fly var den anglo - franske overlydspassasjeren Concorde . På grunn av sin lange tjenestetid på kommersielle linjer, har Concorde rekorden for lengst tid brukt i super-cruising-modus: den har faktisk brukt mer tid i dette flyregimet enn alle andre fly til sammen [1] .
På den annen side er det spesielle tilfeller av fly som det veldig raske amerikanske SR-71 Blackbird rekognoseringsflyet , som ble designet for å fly kontinuerlig i supersoniske hastigheter mens etterbrennerne holdes på, på grunn av det veldig spesielle termo-væske-dynamiske regimet inne i motorene ( autoturboreaktorer ).
De fleste militærfly bruker etterbrenneren til å av og til fly med supersoniske hastigheter, som de ikke kunne oppnå ved å bruke den "tørre" skyvekraften til jetmotoren alene . I disse tilfellene er etterbrenneren svært ineffektiv sammenlignet med den normale driftsmodusen til motorene på grunn av de lave trykket som vanligvis finnes i motorens eksosseksjon, og selve motorene er mer effektive når etterbrenneren ikke er aktivert, selv om de gir mye mindre fremdrift. Imidlertid begrenser det typiske høye drivstofforbruket til denne driftsmodusen de fleste fly til å bruke etterbrenneren kun i korte perioder. Derfor har et fly som er i stand til å utnytte evnen til å fly supercruise generelt evnen til å fly med supersoniske hastigheter i mye lengre tid, noe andre ikke har råd til på grunn av for høyt drivstofforbruk.
Evnen til å fly i et supercruising-regime gir også en betydelig fordel for stealth -fly , siden den unngår å avsløre deres tilstedeværelse ved å tenne etterbrenneren, hvis glødende utgangsstråle, i tillegg til å være visuelt iøynefallende, vil reflektere radarsignaler og også skape en betydelig infrarødt avtrykk [2] .
Den 3. august 1954 passerte et forskningsfly Gerfaut ( Girfalco ) fra det franske Nord , drevet av en ATAR 101D2A -motor , Mach 1 i planflyging uten bruk av etterbrenneren [3] [4] . Det første forsøket til et produksjonsfly på å overskride hastigheten til Mach 1 i planflyging uten hjelp av etterbrennere fant sted 11. august 1954, med prototypen P.1 av det engelske Electric Lightning -jagerflyet , drevet av Armstrong Siddeley Sapphire (uten etterbrenner).
Før P.1 hadde pre-prototypen med militær registrering WG760 [5] , pilotert av testrytter Roland Beamont, utilsiktet passert Mach 1 under klatringen av sin første flytur: 4. august 1954, selv om det skyldes en posisjonsfeil , Machmeteret hadde kun vist maksimalt Mach 0,95 og Beamont, som ikke hadde merket noen endringer i flyets oppførsel, ble overrasket da han ble informert om dette etter at flydataene var analysert [ 6] . Imidlertid var denne aller første demonstrasjonen av supercruising ekstremt begrenset: Lynet kunne fly supercruising rundt Mach 1.02 [7] mens senere versjoner var i stand til å oppnå mye høyere hastigheter.
Det britiske bombe- /rekognoseringsflyet TSR-2 , som fløy for første gang 27. september 1964, var et av de første militærflyene som var spesielt designet for å fly supercruise: en av oppdragsprofilene involverte et supersonisk cruise kl. 2.00 Mach kl. 50. -58 000 fot (15 000 - 17 400 m) [8] , mens supercruisehastigheten i lave høyder var Mach 1,1 ved 200 fot (60 m) [9] . TSR-2 brukte Bristol Olympus -motorer , hvorav en senere versjon også ville drive Concorde.
Bare Concorde og den sovjetiske Tu-144D , den nyeste versjonen av Tu-144 , tilbrakte mesteparten av tiden på sine supercruise-flyvninger uten behov for en etterbrenner. Til sammenligning kan noen jagerfly som er erklært å være "i stand til supercruising" faktisk bare gjøre det uten hindring av en ekstern last med våpen. På Concorde ble etterbrenneren aktivert for start , for å kompensere for vektøkningen som hadde skjedd etter de første prosjektene, men siden den ble installert og derfor kunne utnyttes, ble den også brukt til transonisk akselerasjon , for å redusere tiden nødvendig og drivstoffet som brukes for å nå marsjfart. Den russiske Tu-144D hadde i stedet billigere motorer, uten etterbrenner, sammenlignet med Tu-144S, som økte bruksområdet ved full last, fra 3 080 til 5 330 km (den for Concorde var 6 470 km) [10] .
Begrepet " supercruise " (derav det italienske supercruise ) ble opprinnelig brukt for å beskrive en forespørsel om høy ytelse for et jagerfly, foreslått av oberstene John Boyd, Pierre Sprey og Everest Riccioni, USAF - strategieksperter , talsmenn for Falcon F -16 .
Etter at F-16 gikk i produksjon, begynte de arbeidet med et forbedret jagerprosjekt, med evnen til vedvarende supersonisk flukt over fiendens territorium i minimum tjue minutter. Siden luftkamp ofte er et resultat av en overraskelse, og hastigheten på kampen bestemmes av hastigheten til det uventede flyet, ville dette gitt et fly som er i stand til supercruising, i mange taktiske situasjoner, en betydelig ytelsesfordel. Det nødvendige jagerflyet ville ha hatt en toppfart like over Mach 1, og en drivstofffraksjon (eller drivstofffraksjon : forholdet mellom vekten av drivstoffet som er lastet og bruttovekten til flyet ved start) på mer enn 40 %, minimumskravet som kreves for å oppfylle kravet til tjue minutters supersonisk flyging. Drivstofffraksjonskravet krevde en veldig grunnleggende design, med lite avansert elektronikk. Først viste USAF ingen interesse for det forslaget, men år senere tok det opp begrepet supercruiser og redefinerte det, for å bruke det på kravene til Advanced Tactical Fighter [11] , programmet som genererte F-22 Raptor .
Super-cruising-egenskapene til F-22 Raptor har blitt presentert som en essensiell ytelsesfordel i forhold til andre jagerfly: Super-cruising-hastigheten er bekreftet opp til omtrent Mach 1,7 [17] . Praktisk talt alle nåværende og tidligere jetjagerfly før F-22 har en marsjfart på omtrent Mach 0,8 - 0,9 når de bærer en militært betydelig last med våpen [18] . I virkeligheten, for samme tilbakelagte distanse, bruker supercruise mer drivstoff enn ved subsoniske hastigheter. Air Force Association ( en uavhengig amerikansk organisasjon som studerer evnene til US Air Force ) anslår at bruk av supercruiser i en distanse på 100 nautiske mil (190 km) under et F-22-oppdrag vil redusere rekkevidden. ca. 600 (1.110 km) til ca. 450 nautiske mil (830 km). Denne reduksjonen er ikke offisielt bekreftet, fordi høyden og flyprofilen er klassifisert , som de fleste egenskapene til F-22, men den er fortsatt mye mindre enn reduksjonen som ville resultere i bruk av en etterbrenner.
Det er svært få motorer i produksjon som er spesielt designet for å tillate taktisk meningsfylt supercruising:
Alle kjente fly som har super-cruising-evner kan bare nå denne tilstanden i en betydelig høyde, hvor luften er tynnere og derfor gir mindre aerodynamisk luftmotstand. Dette forhindrer imidlertid bruken av flyging i lav høyde for å unngå oppdagelse av fiendens forsvar .
Statorjet (eller ramjet ) missiler fløy jevnt og trutt med supersonisk hastighet det siste århundret, men er ikke lenger i bruk. Evolusjonen deres, basert på konseptet scramjet , har foreløpig bare fløyet i løpet av korte eksperimenter.
Pratt & Whitney J58-motoren som ble brukt i Lockheed A-12 og SR-71 Blackbird ble designet for kontinuerlig flyging i supersonisk hastighet med bruk av en etterbrenner. Oppdragene til SR-71 ble utført ved å bruke forskjellige drivstoffpåfyllinger under flyging, ved forskjellige kombinasjoner av hastighet og høyde. Flyginger med maksimal rekkevidde ble utført med etterbrenneren satt til minimum rekkevidde i 98 % av tiden [23] .
XB -70A Valkyrie brukte seks General Electric YJ-93- motorer for kontinuerlig flyging ved Mach 3.0, designets kjennetegn [25] . I motsetning til SR-71 J-58-motoren, krevde ikke YJ-93 et spesielt drivstoff, men standard JP-6 [25] . En delvis etterbrenner ble brukt til cruiseflyvningen [24] . XB-70A AV-2-prototypen holdt en hastighet over Mach 3 i 32 minutter under en enkelt flytur. Dette flyet ble designet for å operere i toppfart i perioder av timer, med interkontinental rekkevidde [26] .
