Hiperszonikus robbanófejek tervezése: projektek és kilátások

Tartalomjegyzék:

Hiperszonikus robbanófejek tervezése: projektek és kilátások
Hiperszonikus robbanófejek tervezése: projektek és kilátások

Videó: Hiperszonikus robbanófejek tervezése: projektek és kilátások

Videó: Hiperszonikus robbanófejek tervezése: projektek és kilátások
Videó: Just How Powerful is Russia Zircon Hypersonic Missile 2024, Április
Anonim

A hiperszonikus repülőgépek (GZLA, 5 M -nél nagyobb sebességgel) létrehozása az egyik legígéretesebb terület a fegyverek fejlesztésében. Kezdetben a hiperszonikus technológiákat társították az újrafelhasználható személyzettel rendelkező repülőgépek megjelenésével-nagy magasságú és nagysebességű polgári és katonai repülőgépek, amelyek mind a légkörben, mind az űrben képesek repülni.

Kép
Kép

A gyakorlatban az újrafelhasználható HZLA létrehozására irányuló projektek óriási nehézségekkel szembesültek mind a több üzemmódú motorok kifejlesztésében, amelyek lehetővé teszik a felszállást, a gyorsítást és a stabil repülést hiperszonikus sebességgel, mind pedig a hatalmas hőterheléseknek ellenálló szerkezeti elemek kifejlesztésében.

A pilóta nélküli és pilóta nélküli újrafelhasználható repülőgépek létrehozásával kapcsolatos nehézségek ellenére a hiperszonikus technológiák iránti érdeklődés nem csökkent, mivel használatuk hatalmas előnyöket ígért a katonai szférában. Ezt szem előtt tartva a fejlesztésben a hangsúly a hiperszonikus fegyverrendszerek létrehozására helyeződött át, amelyben a repülőgép (rakéta / robbanófej) hiperszonikus sebességgel legyőzi a pálya nagy részét.

Egyesek azt mondhatják, hogy a ballisztikus rakéta robbanófejek hiperszonikus fegyverek közé is sorolhatók. A hiperszonikus fegyverek egyik legfontosabb jellemzője azonban az a képesség, hogy vezérelt repülést hajtsanak végre, amelynek során a HZVA magasságban és a mozgás mentén manőverezhet, ami megközelíthetetlen (vagy korlátozottan elérhető) a ballisztikus pályán repülő repülő robbanófejek számára. A hiperszonikus ramjet motor (scramjet motor) jelenlétét gyakran nevezik az "igazi" GZVA másik kritériumának, azonban ez a pont megkérdőjelezhető, legalábbis az "eldobható" GZVA vonatkozásában.

GZLA scramjet -el

Jelenleg kétféle hiperszonikus fegyverrendszert fejlesztenek aktívan. Ezek az orosz projekt egy cirkáló rakéta 3M22 "Zircon" motorral és az amerikai Boeing X-51 Waverider projekt. Az ilyen típusú hiperszonikus fegyverek esetében a sebességjellemzőket 5-8 M tartományban és 1000-1500 km repülési tartományban feltételezik. Előnyeik közé tartozik a hagyományos repülőgép-hordozókra, például Tu-160M/ M2, Tu-22M3M, Tu-95 vagy amerikai B-1B, B-52 típusú rakétaszállító bombázók elhelyezésének lehetősége.

Kép
Kép

Általában az ilyen típusú hiperszonikus fegyverek projektjei Oroszországban és az Egyesült Államokban nagyjából azonos ütemben fejlődnek. A hiperszonikus fegyverek témájának aktív túlzása az Orosz Föderációban arra a tényre vezetett, hogy úgy tűnt, hogy a „cirkónusok” szállítása a csapatokhoz hamarosan megkezdődik. Ennek a rakétának az üzembe helyezését azonban csak 2023 -ra tervezik. Viszont mindenki tud a Boeing hasonló amerikai X-51 Waverider programját folytató kudarcokról, amelyek kapcsán az az érzés, hogy az Egyesült Államok jelentősen le van maradva az ilyen típusú fegyverek terén. A két hatalom közül melyik kapja meg először ezt a típusú hiperszonikus fegyvert? A közeljövő majd megmutatja. Azt is megmutatja, hogy milyen messze van a fegyverkezési verseny második résztvevőjétől.

Egy másik aktívan kifejlesztett hiperszonikus fegyverfajta a hiperszonikus siklórobbanófejek - vitorlázógépek - létrehozása.

Hypersonic sikló repülőgép

A tervezési típusú GZLA létrehozását már a 20. század közepén fontolóra vették. 1957-ben a Tupolev Tervező Iroda megkezdte a Tu-130DP (nagy hatótávolságú vitorlázógép) pilóta nélküli repülőgép tervezését.

Hiperszonikus robbanófejek tervezése: projektek és kilátások
Hiperszonikus robbanófejek tervezése: projektek és kilátások

A projekt szerint a Tu-130DP-nek egy közepes hatótávolságú ballisztikus rakéta utolsó állomását kellett volna képviselnie. A rakétának a Tu-130DP-t kellett volna 80-100 km magasságba hozni, majd levált a hordozóról és siklórepülésre indult. A repülés során aktív manőverezést lehetett végrehajtani aerodinamikai vezérlőfelületek használatával. Az ütési távolság 4000 km volt 10 M sebességgel.

A XX. Század 90 -es éveiben a Mashinostroyenia NPO kezdeményezési javaslattal állt elő a Prizyv rakéta- és űrmentő rendszer projektjének kidolgozására. 2000 elejére javasolták az UR-100NUTTH (ICBM) interkontinentális ballisztikus rakéta (ICBM) alapján, hogy hozzanak létre egy komplexumot, amely operatív segítséget nyújt a bajba jutott hajóknak. Az UR-100NUTTH ICBM becsült hasznos terhelése egy speciális SLA-1 és SLA-2 repülőgép-mentő repülőgép volt, amelyek különböző életmentő felszereléseket szállítottak. A sürgősségi készlet becsült szállítási ideje 15 perc és 1,5 óra között volt, a bajba jutott személyektől való távolságtól függően. A siklórepülőgépek várható leszállási pontossága körülbelül 20-30 m (), a hasznos teher tömege 420 kg volt az SLA-1 és 2500 kg az SLA-2 esetében (). A "Hívás" projekten végzett munka nem hagyta el az előzetes tanulmányozási szakaszt, ami a megjelenésének idejére tekintettel megjósolható.

Kép
Kép

Hiperszonikus siklórobbanófejek

Egy másik projekt, amely megfelel a "hiperszonikus tervezési robbanófej" definíciójának, tekinthető az SRC által javasolt kontrollált robbanófej (UBB) fogalmának. Makeeva. Az irányított robbanófejet interkontinentális ballisztikus rakéták és tengeralattjáró ballisztikus rakéták (SLBM) felszerelésére szánták. Az UBB aszimmetrikus kialakításának és az aerodinamikai szárnyak által biztosított vezérlésnek lehetővé kellett tennie a repülési pálya sokféle változtatását, ami viszont biztosította a stratégiai ellenséges célpontok ütésének lehetőségét a kifejlesztett réteges rakétavédelmi rendszerrel szemben. Az UBB javasolt kialakítása magában foglalta a műszereket, az aggregátumot és a harci rekeszeket. A vezérlőrendszer feltehetően tehetetlen, és képes korrekciós adatok fogadására. A projektet 2014 -ben mutatták be a nyilvánosságnak, jelenleg nem ismert az állapota.

Kép
Kép

A 2018-ban bejelentett Avangard komplexum, amely magában foglalja az UR-100N UTTH rakétát és egy hiperszonikus, siklóerősített robbanófejet, amelyet Aeroballistic Hypersonic Combat Equipment (AGBO) néven jelölnek ki. Az „Avangard” AGBO komplex repülési sebessége egyes források szerint 27 M (9 km / s), a repülési tartomány interkontinentális. Az AGBO hozzávetőleges súlya körülbelül 3,5-4,5 tonna, hossza 5,4 méter, szélessége 2,4 méter.

Az Avangard komplexumnak 2019 -ben kell üzembe állnia. A jövőben egy ígéretes Sarmat ICBM tekinthető az AGBO fuvarozójának, amely feltehetően akár három Avangard komplexumot is képes lesz szállítani.

Kép
Kép

Az Egyesült Államok a hiperszonikus fegyverek küszöbön álló bevetéséről szóló jelentésekre úgy reagált, hogy fokozta saját fejlesztéseiket ez irányban. Jelenleg az X-51 Waverider hiperszonikus cirkálórakéta fent említett projektje mellett az Egyesült Államok azt tervezi, hogy gyorsan elfogad egy ígéretes földi hiperszonikus rakétafegyver-rendszert-a Hypersonic Weapons System (HWS).

A HWS a Common Hypersonic Glide Body-ra (C-HGB) épül, amely egy univerzális irányított, manőverezhető sikló hiperszonikus robbanófej, amelyet az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma Sandia Nemzeti Laboratóriumai hoztak létre az amerikai hadsereg, a légierő és a haditengerészet részvételével. a Rakétavédelmi Ügynökség. A HWS komplexumban a Block 1 C-HGB hiperszonikus robbanófejet az AUR (All-Up-Round) univerzális szilárd hajtóanyagú földi rakéta indítja el a kívánt magasságra, és körülbelül 10 m hosszú szállítótartályba helyezik. földi két konténeres vontatott mobil hordozórakétán. A HWS hatótávolságának körülbelül 3,700 tengeri mérföldnek (6800 km) kell lennie, a sebességnek legalább 8 M-nek kell lennie, valószínűleg nagyobbnak kell lennie, mivel a hiperszonikus robbanófejek tervezésekor 15-25 M nagyságrendű sebességet kell alkalmazni.

Kép
Kép

Úgy gondolják, hogy a C-HGB robbanófej az Advanced Hypersonic Weapon (AHW) kísérleti hiperszonikus robbanófejre épül, amelyet 2011-ben és 2012-ben repülési teszteken teszteltek. Az AUR rakéta valószínűleg az AHW indításakor használt emlékeztető rakétán is alapul. A HWS komplexumok telepítését a tervek szerint 2023 -ban kezdik meg.

Kép
Kép

A hiperszonikus robbanófejek tervezését a KNK is fejleszti. Több projektről is van információ-a DF-ZF vagy a DF-17, amelyeket nukleáris csapásokra és nagy, jól védett felszíni és földi célpontok megsemmisítésére terveztek. Nincs megbízható információ a GZVA kínai tervezés műszaki jellemzőiről. Az első kínai GZLA elfogadását 2020 -ra jelentik be.

Kép
Kép

A GZLA és a GZLA tervezése scramjet hajtóművekkel nem versengő, hanem kiegészítő fegyverrendszerek, és egyik sem helyettesítheti a másikat. Ellentétben a szkeptikusok véleményével, miszerint a stratégiai hagyományos fegyvereknek nincs értelme, az Egyesült Államok elsősorban a GZLA-t fontolja meg a Rapid Global Strike (BSU) program keretében használható nem nukleáris berendezésekben. 2018 júliusában Michael Griffin amerikai védelmi helyettes azt mondta, hogy nem nukleáris konfigurációban a GZLA jelentős taktikai képességekkel láthatja el az amerikai hadsereget. A GZLA használata lehetővé teszi a csapást abban az esetben, ha egy potenciális ellenség modern légvédelmi és rakétavédelmi rendszerekkel rendelkezik, amelyek képesek visszaverni a cirkálórakéták, harci repülőgépek és klasszikus rövid és közepes hatótávolságú ballisztikus rakéták támadásait.

A HZLA irányítása plazma "gubóban"

A hiperszonikus fegyverek kritikusainak egyik kedvenc érve az állítólagos képtelenségük az irányítás végrehajtására a nagy sebességű mozgás során képződött plazma "gubó" miatt, amely nem továbbít rádióhullámokat, és megakadályozza a célpont optikai képének megszerzését. Az "áthatolhatatlan plazmagátról" szóló mantra olyan népszerűvé vált, mint a mítosz a lézersugárzás légkörben, majdnem 100 méterre való szóródásáról vagy más stabil sztereotípiák.

Kétségtelen, hogy a GZLA célzásának problémája létezik, de hogy mennyire oldhatatlan, az már kérdés. Különösen olyan problémákhoz képest, mint egy scramjet motor vagy a magas hőmérsékletnek ellenálló szerkezeti anyagok létrehozása.

A HZLA célzásának feladata három szakaszra osztható:

1. Tehetetlenségi vezetés.

2. Javítás a globális műholdas helymeghatározó rendszerek adatai alapján, lehetséges az asztrocorrekció alkalmazása.

3. Útmutatás a végső területen a célnál, ha ez a cél mobil (korlátozott mobil), például egy nagy hajón.

Nyilvánvaló, hogy a plazmagát nem akadályozza az inerciális vezetést, és figyelembe kell venni, hogy az inerciális vezetési rendszerek pontossága folyamatosan növekszik. A tehetetlenségi irányító rendszer kiegészíthető graviméterrel, amely növeli pontossági jellemzőit, vagy más rendszerekkel, amelyek működése nem függ a plazmagát jelenlététől vagy hiányától.

A műholdas navigációs rendszerekről érkező jelek fogadásához elegendő a viszonylag kompakt antenna, amelyhez bizonyos műszaki megoldások használhatók. Például az ilyen antennák elhelyezése a ház bizonyos konfigurációja által kialakított "árnyékolt" zónákban, távoli hőálló antennák vagy nagy szilárdságú anyagokból készült rugalmas, hosszabbított vontatott antennák használata, hűtőközeg befecskendezése bizonyos pontokon a szerkezet, vagy más megoldások, valamint ezek kombinációi.

Kép
Kép

Lehetséges, hogy a radar és az optikai segédeszközök számára ugyanúgy átlátszó ablakokat lehet létrehozni. Ne felejtse el, hogy a minősített információkhoz való hozzáférés nélkül csak a már titkosított, közzétett műszaki megoldásokról lehet beszélni.

Ha azonban lehetetlen "megnyitni" a nézetet egy radarállomás (radar) vagy optikai helymeghatározó állomás (OLS) számára egy hiperszonikus hordozón, akkor például a HZVA elválasztása a végső repülési szegmensben alkalmazott. Ebben az esetben a HZVA 90-100 km-re a célpontról ledobja az ejtőernyővel vagy más módon lassított vezetőegységet, átvizsgálja a radart és az OLS-t, és továbbítja a célpont, a pálya és a sebesség meghatározott koordinátáit. mozgását a HZVA fő részébe. Körülbelül 10 másodperc telik el az irányító blokk szétválasztása és a robbanófej célba ütése között, ami nem elegendő ahhoz, hogy eltalálja a vezetőblokkot, vagy jelentősen megváltoztassa a célpont helyzetét (a hajó legfeljebb 200 métert fog utazni) maximális sebességgel). Lehetséges azonban, hogy a HZVA repülési útvonalának korrigálásához szükséges idő meghosszabbítása érdekében még tovább kell szétválasztani a vezetőegységet. Lehetséges, hogy a HZLA csoportos indításával a céltartomány koordinátáinak egymás utáni kijavítására a különböző tartományokban lévő vezérlőblokkok szekvenciális visszaállításának sémáját alkalmazzák.

Így még a minősített fejlesztésekhez való hozzáférés nélkül is látható, hogy a plazma „gubó” problémája megoldható, és figyelembe véve a GZVA 2019–2013-as üzembe helyezésének bejelentett időpontjait, feltételezhető, hogy, nagy valószínűséggel már megoldódott.

GZVA hordozók, hagyományos tervezési GZVA és stratégiai nukleáris erők

Amint azt korábban említettük, az ilyen típusú fegyverek minden előnyével és hátrányával rendelkező hagyományos rakétabombázók lehetnek GZLA hordozói scramjet -el.

A hiperszonikus siklórobbanófejek hordozói a szilárdtest (főleg az Egyesült Államokban) és a folyékony hajtóanyagú (főleg az Orosz Föderációban) interkontinentális és közepes hatótávolságú rakéták, amelyek képesek biztosítani a vitorlázórepülőgép számára a gyorsításhoz szükséges indítási magasságot.

Az a vélemény, hogy a GZLA telepítése az ICBM-ekre és a közepes hatótávolságú rakétákra (IRM) az atomarzenál arányos csökkentésével jár. Ha a meglévő START-3 szerződésből indulunk ki, akkor igen, de a nukleáris töltések és hordozóik számának csökkenése annyira jelentéktelen, hogy nem lesz hatással az elrettentés általános szintjére. És tekintettel arra, hogy a nemzetközi szerződések milyen gyorsan szétesnek, nincs garancia arra, hogy a START-3 folytatódik, vagy a feltételes START-4 szerződésben megengedett számú nukleáris töltés és szállítójármű nem nő, és a stratégiai hagyományos fegyverek nem külön záradékban szerepel., különösen, ha Oroszország és az Egyesült Államok is érdeklődik iránta.

Ugyanakkor a nukleáris fegyverekkel ellentétben a hagyományos GZLA tervezését a hagyományos stratégiai haderők részeként lehet és kell használni a helyi konfliktusokban, a magas prioritású célok legyőzésében és VIP-terrorista akciók végrehajtásában (az ellenség vezetésének megsemmisítése). a legkisebb veszteségveszélyt saját fegyveres erőik részéről.

Egy másik kifogás a nukleáris háború veszélye az ICBM bármely indításakor. De ez a kérdés is megoldódik. Például a feltételes START-4 keretében a hagyományos robbanófejű hordozókat bizonyos kölcsönösen ellenőrzött helyeken kell elhelyezni, ahol nem telepítenek nukleáris fegyvereket.

A legjobb megoldás az lenne, ha teljesen felhagyna a nukleáris fegyveres tervezési GZVA telepítésével. Nagyszabású konfliktus esetén sokkal hatékonyabb az ellenséget nagyszámú hagyományos robbanófejjel bombázni, beleértve a részlegesen keringő pályával rendelkezőket is, mivel ez megvalósítható lesz a Sarmat ICBM-en. A feltételes START-4-ben teljesen lehetséges a nukleáris robbanófejek megengedett számának 2000-3000 egységre való növelése, és ha az amerikai rakétavédelmi rendszer hatékonysága jelentősen megnő, akkor lépjen ki a szerződésből, és tovább növelje a nukleáris fegyverek arzenálja. Ebben az esetben a stratégiai hagyományos fegyverek kimaradhatnak a zárójelből.

Ennyi nukleáris robbanófej esetén 15-30 Avangard nem old meg semmit. Ugyanakkor, ha nincsenek nukleáris robbanófejű vitorlázórepülőgépek, akkor, figyelembe véve repülésük pályáját, senki sem fogja összetéveszteni a hagyományos GZVA tervezésének elindítását egy nukleáris csapással, és ennek megfelelően nem kell figyelmeztetni használatukat.

GZLA újrafelhasználható hordozók

Amikor Igor Radugin, a Szojuz-5 rakéta fő tervezője csatlakozott az S7 Space-hez, megkérdezték tőle, hogy a tervezett Szojuz-5 hordozórakéta (LV) eldobható lesz-e, és ezt válaszolta: „Az eldobható rakéta ugyanolyan hatékony, mint az eldobható repülőgép. Egy eldobható hordozó létrehozása nem is az idő megjelölése, hanem egy visszafelé vezető út."

Az "Újrahasználható rakéták: gazdaságos megoldás a gyors globális sztrájkhoz" című cikk megvizsgálta az újrafelhasználható hordozórakéták hagyományos vitorlázó repülőgépek indításának lehetőségét. Még néhány érvet szeretnék hozzátenni egy ilyen döntés mellett.

Ez alapján könnyen érthető, hogy a nagy hatótávolságú repülőgépek naponta kétszer hajtottak végre. Stratégiai rakétát szállító bombázók esetében, amelyek hatótávolsága 5000 km (amely a scramjet motorral ellátott GZLA hatótávolságával kombinálva körülbelül 7000 km rombolási sugarat ad), a napi robbantások száma csökken egyhez.

A magán repülőgépgyártó cégek most erre a számra törekszenek - annak érdekében, hogy naponta egyszer el lehessen indítani egy újrafelhasználható hordozórakétát. A felszállások számának növekedése az előkészítési és tankolási eljárások egyszerűsítéséhez és automatizálásához vezet, elvileg minden technológia erre már rendelkezésre áll, de egyelőre nincsenek olyan feladatok az űrben, amelyek ilyen intenzitású repülést igényelnek.

A fentiek alapján az újrafelhasználható hordozórakétát nem "visszatérő ICBM" -nek kell tekinteni, hanem egyfajta "függőleges bombázónak", amely a mászás miatt lehetővé teszi a megsemmisítés eszközeinek (hiperszonikus robbanófejek tervezése) megszerzését. repülési tartomány, amelyet egyébként a repülőgép sugara biztosít - rakétabombázó és pusztítóeszközök (hiperszonikus cirkálórakéták).

Nem volt egyetlen komoly találmány sem, amelyet az ember valahogy nem használna katonai célokra, és az újrafelhasználható hordozórakétákra is ugyanez a sors vár, különösen azért, mert figyelembe véve azt a magasságot, amelyre a tervező GZVA -t el kell vinni (feltehetően kb. km), a kivitel A hordozórakétát le lehet egyszerűsíteni, csak a megfordítható első lépcső, a Bajkál újrafelhasználható rakétaerősítő (MRU) használatával, vagy egy „függőleges bombázó” projekt létrehozásával a Korona hordozórakéta projekt alapján S. Makeeva.

Kép
Kép

Az újrafelhasználható hordozók másik előnye lehet, hogy felszerelésük csak nem nukleáris robbanófejeket jelent. A hordozórakéta fáklyájának spektrális elemzése indításkor és a repülési pálya jellemzői lehetővé teszik egy olyan ország számára, amely rendelkezik a rakétatámadási figyelmeztető rendszer (EWS) űrelemével, és megállapíthatja, hogy a csapást nem nukleáris, hanem hagyományos fegyverek hajtják végre.

A GZLA újrafelhasználható hordozói ne versenyezzenek a hagyományos rakétabombázókkal sem feladatok, sem célpontok eltalálásának költségei tekintetében, mivel ezek alapvetően különböznek egymástól. A bombázók nem tudják biztosítani a csapás ilyen gyorsaságát és elkerülhetetlenségét, a hordozó sebezhetetlensége, mint a sikló HZVA, valamint a HZVA és hordozóik szállításának magasabb költségei (még egy újrahasználható változatban is), nem teszik lehetővé a rakéta ilyen hatalmas támadását. szállító bombázók biztosítják

A hagyományos tervezés GPLA alkalmazása

A hagyományos tervezési GLA használatát a "Stratégiai hagyományos erők" c. Cikk tárgyalja.

Csak még egy alkalmazási forgatókönyvet szeretnék hozzáfűzni. Ha a hiperszonikus siklórobbanófejek olyan sebezhetetlenek az ellenséges légvédelmi / rakétavédelmi erők számára, mint azt gondolják, akkor a hagyományos siklófejek hatékony eszközként használhatók az ellenséges államokra gyakorolt politikai nyomásgyakorlásra. Például az Egyesült Államok vagy a NATO újabb provokációja esetén lehetséges a hagyományos tervezési GZVA elindítása a pleszecki kozmodromból egy szíriai célponton, jó barátaink - a balti országok, Lengyelország, Románia - területén. és Törökország is. A GZLA repülése egy potenciális ellenség szövetségeseinek területén, amelyet nem tudnak megakadályozni, olyan lesz, mint egy pofon egy húzással, és teljesen érthető utalást ad számukra a nagyhatalmak ügyeibe való beavatkozásról.

Ajánlott: