Oroszország stratégiai nukleáris erőket fejlesztett ki, amelyek fő alkotóelemei a különböző típusú interkontinentális ballisztikus rakéták, amelyeket helyhez kötött vagy mobil szárazföldi komplexumokban, valamint tengeralattjárókon használnak. Az alapvető ötletek és megoldások szintjén bizonyos hasonlóság mellett az ebbe az osztályba tartozó termékek észrevehető különbségeket mutatnak. Különösen különböző típusú és osztályú rakétamotorokat használnak, amelyek megfelelnek az egyik vagy másik ügyfél követelményeinek.
Az erőművek jellemzői szempontjából minden elavult, releváns és ígéretes ICBM két fő osztályba sorolható. Az ilyen fegyvereket fel lehet szerelni folyékony hajtóanyagú rakéta hajtóművekkel (LPRE) vagy szilárd tüzelőanyagú motorokkal (szilárd hajtóanyagú rakéta motorok). Mindkét osztálynak megvannak a maga előnyei, amelyeknek köszönhetően különféle projektekben találnak alkalmazást, és eddig egyikük sem tudta kiszorítani a "versenytársat" a területéről. Az erőművek kérdése nagy érdeklődésre tart számot, és érdemes külön megfontolni.
Történelem és elmélet
Ismeretes, hogy az első, évszázadokkal ezelőtt megjelent rakétákat szilárd hajtóműves motorral szerelték fel, a legegyszerűbb üzemanyag felhasználásával. Egy ilyen erőmű a múlt századig megőrizte pozícióját, amikor létrehozták az első folyékony tüzelőanyag -rendszereket. A jövőben a két motorosztály fejlesztése párhuzamosan haladt, bár a folyékony rakétamotorok vagy a szilárd hajtóanyagok időről időre felváltották egymást az iparág vezetői között.
Az UR-100N UTTH rakéta indítása folyékony motorral. Fotó Rbase.new-factoria.ru
Az első nagy hatótávolságú rakétákat, amelyek fejlesztése az interkontinentális komplexumok megjelenéséhez vezetett, folyékony motorokkal szerelték fel. A múlt század közepén a folyékony rakéta hajtóművek tették lehetővé a kívánt tulajdonságok elérését a rendelkezésre álló anyagok és technológiák felhasználásával. Később a vezető országok szakértői új minőségi ballisztikus hajtóanyagok és vegyes hajtóanyagok kifejlesztésébe kezdtek, ennek eredményeként szilárd hajtóanyagok jelentek meg, amelyek alkalmasak az ICBM -eken való használatra.
A mai napig mind a folyékony, mind a szilárd hajtóanyagú rakéták elterjedtek a különböző országok stratégiai nukleáris haderőiben. Érdekes, hogy az orosz ICBM-ek mindkét osztályú erőművekkel vannak felszerelve, míg az Egyesült Államok több évtizeddel ezelőtt elhagyta a folyékony hajtóműveket a szilárd tüzelőanyaggal működő motorok helyett. A különböző megközelítések ellenére mindkét országnak sikerült a kívánt megjelenésű, szükséges képességekkel rendelkező rakétacsoportokat felépíteni.
Az interkontinentális rakéták területén a folyékony hajtóanyagú motorok voltak az elsők. Az ilyen termékeknek számos előnye van. A folyékony üzemanyag nagyobb fajlagos impulzus elérését teszi lehetővé, a motor kialakítása pedig lehetővé teszi a tolóerő viszonylag egyszerű módon történő megváltoztatását. A folyékony hajtóműves rakéta térfogatának nagy részét üzemanyag- és oxidálótartályok foglalják el, ami bizonyos módon csökkenti a hajótest szilárdságára vonatkozó követelményeket és leegyszerűsíti gyártását.
Ugyanakkor a folyékony hajtóanyagú rakétahajtóművek és az ezekkel felszerelt rakéták sem nélkülözik hátrányokat. Először is, egy ilyen motort a gyártás és a működés legmagasabb összetettsége különböztet meg, ami negatívan befolyásolja a termék költségeit. Az első modellek ICBM -einek hátránya volt a bevezetésre való felkészülés összetettsége formájában. Az üzemanyag és az oxidálószer tankolása közvetlenül a rajt előtt történt, ráadásul bizonyos esetekben bizonyos kockázatokkal is járt. Mindez negatívan befolyásolta a rakétarendszer harci tulajdonságait.
R-36M folyékony hajtóanyagú rakéták szállító- és indítótartályokban. Fotó Rbase.new-factoria.ru
A szilárd tüzelőanyagú rakéta motornak és az ennek alapján épített rakétának pozitív tulajdonságai és előnyei vannak a folyadékrendszerrel szemben. A fő plusz az alacsonyabb gyártási költség és az egyszerűsített kialakítás. Ezenkívül a szilárd hajtóanyagoknak nincs veszélye az agresszív üzemanyag -szivárgásokra, ráadásul megkülönböztetik őket a hosszabb tárolás lehetőségétől. Az ICBM repülés aktív szakaszában a szilárd hajtóanyagú motor jobb gyorsulási dinamikát biztosít, csökkentve a sikeres elfogás valószínűségét.
A szilárd hajtóanyagú motor veszteséget szenved a folyékony motoroktól a saját impulzusában. Mivel a szilárd tüzelőanyag -töltés égése szinte ellenőrizhetetlen, a motor tolóerő -szabályozása, leállítása vagy újraindítása speciális, összetett technikai eszközöket igényel. A szilárd hajtóanyagú rakétatest égési kamra funkcióit látja el, ezért megfelelő szilárdságúnak kell lennie, ami különleges követelményeket támaszt a használt egységekkel szemben, és negatívan befolyásolja az előállítás összetettségét és költségét is.
Rakéta motor, szilárd hajtóanyagú rakéta motor és stratégiai nukleáris erők
Jelenleg Oroszország stratégiai nukleáris erői mintegy tucat különböző osztályú ICBM -el vannak felfegyverkezve, amelyek célja a sürgős harci feladatok megoldása. A Stratégiai Rakéta Erők (Stratégiai Rakéta Erők) öt típusú rakétát működtetnek, és további két új komplexum megjelenésére várnak. Hasonló számú rakétarendszert alkalmaznak tengeri tengeralattjárókon, de alapvetően új rakétákat még nem fejlesztettek ki a "nukleáris triád" haditengerészeti komponense érdekében.
Jelentős kora ellenére az UR-100N UTTH és az R-36M / M2 rakéták továbbra is a csapatokban maradnak. A nehéz osztályú ilyen ICBM-ek több lépcsőt tartalmaznak saját folyékony hajtóművel. Nagy tömegével (több mint 100 tonna az UR-100N UTTKh és körülbelül 200 tonna az R-36M / M2 esetében) két típusú rakéta jelentős üzemanyag-ellátottsággal rendelkezik, ami biztosítja a nehéz robbanófej szállítását legalább 10 ezer km.
Az RS-28 "Sarmat" rakéta általános nézete. Rajz "Állami Rakétaközpont" / makeyev.ru
Hazánkban az ötvenes évek vége óta tanulmányozták a szilárd hajtóanyagok ígéretes ICBM -eken való alkalmazásának problémáját. Az első valódi eredményeket ezen a területen a hetvenes évek elejére értük el. Az utóbbi évtizedekben ez az irány új lendületet kapott, ennek köszönhetően a szilárd hajtóanyagú rakéták egész családja jelent meg, amelyek a modern technológiákon alapuló általános elképzelések és megoldások következetes fejlődését képviselik.
A Stratégiai Rakéta Erők jelenleg RT-2PM Topol, RT-2PM2 Topol-M és RS-24 Yars rakétákkal rendelkeznek. Ugyanakkor minden ilyen rakétát mind az aknával, mind a mobil földi rakétákkal működtetnek. Az általános elképzelések alapján létrehozott három típusú rakéták háromlépcsős rendszer szerint készülnek, és szilárd hajtóművel vannak felszerelve. Miután teljesítették az ügyfél követelményeit, a projektek készítőinek sikerült minimalizálniuk a kész rakéták méretét és súlyát.
Az RT-2PM, RT-2PM2 és RS-24 komplexek rakétái hossza legfeljebb 22,5-23 m, maximális átmérője kevesebb, mint 2 m. 1-1, 5 tonna. A Topol rakéták fel vannak szerelve egy darabból álló robbanófej, míg a Yars az ismert adatok szerint több külön robbanófejet hordoz. A repülési távolság legalább 12 ezer km.
Könnyen belátható, hogy a régebbi folyékony hajtóanyagú rakéták szintjén az alapvető repülési jellemzőkkel a szilárd hajtóanyagú Topoli és Yars megkülönböztethető kisebb méreteik és kilövési súlyuk alapján. Mindezek mellett azonban kisebb hasznos terhet hordoznak.
Topol mobil talajkomplexum. Az Orosz Föderáció Védelmi Minisztériumának fényképe
A jövőben a Stratégiai Rakéta Erőknek több új rakétarendszert kell kapniuk. Így az RS-26 Rubezh projekt, amelyet a Yars rendszer továbbfejlesztésének opciójaként hoztak létre, ismét előírja a szilárd hajtóanyagok többlépcsős rendszerének használatát minden szakaszban. Korábban voltak olyan információk, amelyek szerint a "Rubezh" rendszer célja az öregedő RT-2PM "Topol" komplexek helyettesítése, amelyek befolyásolták architektúrájának fő jellemzőit. Főbb műszaki jellemzőit tekintve a "Rubezh" nem térhet el jelentősen a "Topol" -tól, bár lehetséges más hasznos teher felhasználása is.
Egy másik ígéretes fejlemény az RS-28 Sarmat nehéz ICBM. A hivatalos adatok szerint ez a projekt háromlépcsős rakéta létrehozását írja elő folyékony hajtóanyagokkal. Közölték, hogy a Sarmat rakéta hossza körülbelül 30 méter, indító tömege pedig meghaladja a 100 tonnát, és képes lesz „hagyományos” speciális robbanófejeket vagy egy új típusú hiperszonikus ütközési rendszert hordozni. A kellő karakterisztikájú folyékony hajtóanyagú rakétahajtóművek alkalmazása miatt várhatóan 15-16 ezer km-es szinten fogja elérni a maximális repülési hatótávolságot.
A haditengerészetnek többféle ICBM -je van, különböző jellemzőkkel és képességekkel. A stratégiai nukleáris erők haditengerészeti komponensének magja jelenleg az R-29RM család tengeralattjáróinak ballisztikus rakétái: az R-29RM, R-29RMU1, R-29RMU2 "Sineva" és az R-29RMU2.1 "Liner". Ezenkívül néhány évvel ezelőtt a legújabb R-30 Bulava rakéta belépett az arzenálba. Amennyire ismert, most az orosz ipar több projektet fejleszt a tengeralattjárók rakétáinak korszerűsítésére, de alapvetően új komplexumok létrehozásáról nincs szó.
A tengeralattjárókra vonatkozó hazai ICBM -ek területén vannak olyan tendenciák, amelyek a "szárazföldi" komplexumok fejlesztésére emlékeztetnek. A régebbi R-29RM termékek és minden modernizálási lehetőségük három szakaszból áll, és több folyékony motorral vannak felszerelve. Egy ilyen erőmű segítségével az R-29RM rakéta négy vagy tíz különböző teljesítményű robbanófej szállítására képes, 2, 8 tonna össztömeggel, legalább 8300 km-es hatótávolságon belül. Az R- A 29MR2 "Sineva" új navigációs és vezérlőrendszerek használatát biztosította. A rendelkezésre álló harci terheléstől függően egy 14,8 m hosszú és 40,3 tonna tömegű rakéta képes repülni akár 11,5 ezer km távolságra is.
Topol-M rakéta betöltése egy silóvetőbe. Az Orosz Föderáció Védelmi Minisztériumának fényképe
Az R-30 Bulava tengeralattjáró rakéta újabb projektje éppen ellenkezőleg, a szilárd hajtóművek használatát írta elő mindhárom szakaszban. Többek között ez lehetővé tette a rakéta hosszának 12,1 m -re történő csökkentését és a kilövési súly 36,8 tonnára csökkentését. Ugyanakkor a termék 1, 15 tonna súlyú harci terhelést hordoz, és egy tartományba szállítja. 8-9 ezer km-ig. Nem is olyan régen bejelentették a "Bulava" új módosításának kifejlesztését, amely különböző méretekben és megnövekedett súlyban különbözik, ennek köszönhetően növelni lehet a harci terhelést.
Fejlődési trendek
Köztudott, hogy az elmúlt évtizedekben az orosz parancsnokság az ígéretes szilárd hajtóanyagú rakéták kifejlesztésére támaszkodott. Ennek eredménye a Topol és Topol-M komplexek, majd a Yars és a Rubezh következetes megjelenése volt, amelyek rakétái szilárd hajtóanyaggal vannak felszerelve. Az LRE viszont csak viszonylag régi "szárazföldi" rakétákon marad, amelyek működése már véget ér.
A folyékony hajtóanyagú ICBM-ek teljes felhagyását azonban még nem tervezik. A meglévő UR-100N UTTKh és R-36M / M2 helyettesítésére egy új, hasonló erőművel rendelkező RS-28 "Sarmat" terméket hoznak létre. Így a folyékony hajtóműveket belátható időn belül csak nehézkategóriás rakétákon fogják használni, míg más komplexek szilárd hajtóanyagú rendszerekkel vannak felszerelve.
A tengeralattjáró ballisztikus rakéták helyzete hasonlónak tűnik, de vannak különbségek. A folyékony hajtóanyagú rakéták jelentős része is ezen a területen marad, de az egyetlen új projekt a szilárd hajtóanyagok alkalmazását jelenti. Az esemény további fejlődését a katonai osztály meglévő terveinek megvizsgálásával lehet megjósolni: a tengeralattjáró -flotta fejlesztésére irányuló program egyértelműen jelzi, mely rakétáknak van nagy jövője, és melyeket idővel leállítanak.
RS-24 "Yars" önjáró hordozórakéta. Fotó Vitalykuzmin.net
A régebbi R-29RM rakétákat és azok legújabb módosításait a 667BDR és 667BDRM projektek nukleáris tengeralattjáróira szánják, míg az R-30-at a 955 projekt legújabb rakétahordozóin való használatra fejlesztették ki. A 667 család hajói fokozatosan kimerítik erőforrásaikat, és végül le kell szerelni a teljes erkölcsi és fizikai elavultság miatt. Velük együtt ennek megfelelően a flottának el kell hagynia az R-29RM család rakétáit, amelyek egyszerűen hordozók nélkül maradnak.
A 955 -ös projekt "Borey" első rakéta tengeralattjáró cirkálóit már elfogadták a haditengerészet harci erejében, emellett folytatódik az új tengeralattjárók építése. Ez azt jelenti, hogy belátható időn belül a flotta a Bulava rakétahordozók jelentős csoportját kapja meg. A "Borejev" szolgáltatás több évtizeden keresztül folytatódik, ezért az R-30 rakéták továbbra is szolgálatban maradnak. Lehetőség van az ilyen fegyverek új módosításainak létrehozására, amelyek kiegészíthetik, majd helyettesíthetik az alapverzió ICBM -eit. Így vagy úgy, az R-30 család termékei végül felváltják az öregedő R-29RM rakétákat, amelyek a stratégiai nukleáris erők haditengerészeti összetevőjének alapját képezik.
Előnyök és hátrányok
A modern stratégiai rakétákon használt különböző típusú rakéta hajtóműveknek megvannak a maguk előnyei és hátrányai. A folyékony és szilárd tüzelőanyag -rendszerek bizonyos paraméterekben felülmúlják egymást, másokban azonban veszteséget szenvednek. Ennek eredményeként az ügyfeleknek és a tervezőknek az igényeiknek megfelelően kell kiválasztaniuk az erőmű típusát.
A hagyományos folyékony hajtóműves motorok nagyobb fajlagos impulzussebességgel és más előnyökkel különböznek a szilárd hajtóműves rakétahajtóművektől, ami lehetővé teszi a hasznos teher növelését. Ugyanakkor a megfelelő folyékony tüzelőanyag és oxidálószer -ellátás a termék méreteinek és súlyának növekedéséhez vezet. Így a folyékony hajtóanyagú rakéta az optimális megoldásnak bizonyul nagyszámú silórakéta bevetésével összefüggésben. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy jelenleg a kilövő silók jelentős részét az R-36M / M2 és az UR-100N UTTKh rakéták foglalják el, és a jövőben ezeket az ígéretes RS-28 "Sarmat" váltja fel.
A Topol, Topol-M és Yars típusú rakétákat mind bányaberendezésekben, mind mobil talajrendszerek részeként használják. Ez utóbbi lehetőséget mindenekelőtt a rakéták kis indító tömege biztosítja. A legfeljebb 50 tonna súlyú terméket speciális, többtengelyes alvázra lehet helyezni, amit nem lehet meglévő vagy feltételezett folyékony hajtóanyagú rakétákkal megtenni. Az új RS-26 "Rubezh" komplexum, amelyet a "Topol" helyettesítőjeként tartanak számon, szintén hasonló elképzeléseken alapul.
Tengeralattjáró rakéta R-29RM. Rajz "Állami Rakétaközpont" / makeyev.ru
A szilárd hajtóanyagú rakéták jellegzetes tulajdonsága méret- és súlycsökkentés formájában is számít a haditengerészeti fegyverzet összefüggésében. Egy tengeralattjáró rakétának a lehető legkisebbnek kell lennie. Az R-29RM és R-30 rakéták méreteinek és repülési jellemzőinek aránya pontosan megmutatja, hogyan lehet ezeket az előnyöket a gyakorlatban használni. Tehát az elődeikkel ellentétben a Project 955 legújabb nukleáris tengeralattjáróinak nincs szüksége nagy felépítményre, amely lefedi a hordozórakéták felső részét.
A súly és a méretek csökkentésének azonban ára van. A könnyebb szilárd hajtóanyagú rakéták kisebb harci terhelésben különböznek a többi hazai ICBM-től. Ezenkívül a szilárd hajtóanyagú rakétamotorok sajátosságai alacsonyabb tömeget eredményeznek a folyékony hajtóanyagú rakétákhoz képest. Az ilyen problémákat azonban minden valószínűség szerint hatékonyabb harci egységek és irányítási rendszerek létrehozásával oldják meg.
***
A hosszas kutatási és fejlesztési munka, valamint a sok vita ellenére a folyékony és szilárd hajtóművek közötti feltételes konfrontáció még nem ért véget az egyik "versenytárs" feltétel nélküli győzelmével. Éppen ellenkezőleg, az orosz katonaság és mérnökök kiegyensúlyozott következtetésre jutottak. Különböző típusú motorokat használnak azokon a területeken, ahol a legjobb eredményeket tudják felmutatni. Így a szárazföldi mobil komplexumok és tengeralattjárók könnyű rakétái szilárd hajtóanyagokat kapnak, míg a siló kilövésű nehéz rakétákat mind most, mind a jövőben folyékony hajtóanyagokkal kell felszerelni.
A jelenlegi helyzetben, figyelembe véve a meglévő lehetőségeket és kilátásokat, egy ilyen megközelítés tűnik a leglogikusabbnak és legsikeresebbnek. A gyakorlatban lehetővé teszi, hogy maximális eredményt érjen el a negatív tényezők hatásának észrevehető csökkenésével. Teljesen lehetséges, hogy egy ilyen ideológia a jövőben is fennmarad, beleértve az ígéretes technológiákat is. Ez azt jelenti, hogy a közeli és távoli jövőben az orosz stratégiai nukleáris erők képesek lesznek olyan modern interkontinentális ballisztikus rakéták fogadására, amelyek a lehető legmagasabb jellemzőkkel és harci tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek közvetlenül befolyásolják az elrettentés hatékonyságát és az ország biztonságát.
