A Hypersound a fegyverek és megfigyelő platformok következő kulcsparamétereként jelenik meg, ezért érdemes alaposabban megvizsgálni az Egyesült Államok, Oroszország és India ezen a területen végzett kutatásait
Az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma és más kormányzati szervek hiperszonikus technológiát fejlesztenek két közvetlen és egy hosszú távú cél érdekében. Robert Mercier, az Egyesült Államok Légierő Kutatólaboratóriumának (AFRL) nagysebességű rendszereinek vezetője szerint a két közeli célpont hiperszonikus fegyver, amely várhatóan az 1920-as évek elején lesz technológiailag kész, és egy pilóta nélküli megfigyelő jármű, amely készen áll a bevetésre az 1920 -as évek végén vagy a 30 -as évek elején, és a hiperszonikus járművek a távolabbi jövőben következnek.
"Az űrkutatás légsugaras motorral rendelkező űrhajók segítségével sokkal távolabbi kilátás"-mondta egy interjúban. "Nem valószínű, hogy a hiperszonikus űrhajók a 2050 -es évek előtt készen állnak." Mercier hozzátette, hogy az általános fejlesztési stratégia az, hogy kisfegyverekkel kell kezdeni, majd a technológia és az anyagok fejlődésével kiterjeszteni a légi és űrjárművekre.
Spiro Lekoudis, a Honvédelmi Minisztérium Fegyverrendszerek, Beszerzés, Technológia és Ellátás Osztályának igazgatója megerősítette, hogy valószínűleg a hiperszonikus fegyverek lesznek az első beszerzési program, amely a minisztérium és társszervezetei által kifejlesztett technológia után jön létre. "A repülőgép határozottan sokkal hosszabb távú projekt, mint egy fegyver" - mondta egy interjúban. Az amerikai légierő várhatóan 2020 körül bemutatja a nagysebességű csapásfegyvert (HSSW) - közös fejlesztést a Védelmi Fejlesztett Kutatási Projekt Ügynökséggel (DARPA) -, amikor a Pentagon eldönti, hogyan lehet a legjobban átadni ezt a technológiát a hiperszonikus rakéták fejlesztési programjába és beszerzésébe.
„Két fő kutatási cikk létezik, amelyek a HSSW technológia bemutatását célozzák” - mondja Bill Gillard, az AFRL terv- és programtervezője. "Az első a Lockheed Martin és a Raytheon TBG (Tactical BoosWSIide) taktikai gyorsítási tervezési programja, a második pedig a HAWC (Hypersonic Air-respirating Weapon Concept), amelyet a Boeing vezet."
"Eközben az AFRL újabb alapvető tanulmányt folytat a DARPA és az amerikai légierő projektjeinek kiegészítésére" - mondta Gillard. Például az újrafelhasználható repülőgép-koncepciónak a hypersonics (REACH) koncepciójának validálása keretében az alapanyagok tanulmányozása mellett több kísérletet is végeztek kis- és közepes méretű ramjet motorokkal. "Célunk az adatbázis népszerűsítése, valamint olyan technológiák kifejlesztése és bemutatása, amelyekkel új rendszereket lehet létrehozni." Az AFRL hosszú távú alapkutatása a kerámia-mátrix kompozit és más hőálló anyagok fejlesztése terén rendkívül fontos az ígéretes hiperszonikus járművek létrehozásához.
Az AFRL és más Pentagon laboratóriumok intenzíven dolgoznak az ígéretes hiperszonikus járművek két fő szempontján: az újrafelhasználási és méretnövelési képességen."Még az AFRL -nél is van egy tendencia az újrafelhasználható és nagyobb hiperszonikus rendszerek koncepciójának népszerűsítésére" - mondta Gillard. "Mindezeket a technológiákat olyan projektekre összpontosítottuk, mint az X-51, és a REACH egy másik lesz."
"A Boeing X-51A WaveRider rakéta 2013-as bemutatója képezi majd az amerikai légierő hiperszonikus fegyverkezési terveinek alapját"-mondta John Leger, az AFRL fegyverzeti osztályának repülőgép-fejlesztési főmérnöke. "Az X-51 projekt fejlesztése során szerzett tapasztalatokat tanulmányozzuk és felhasználjuk a HSSW fejlesztésében."
Az X-51 hiperszonikus cirkáló rakéta projektjével egyidejűleg különböző kutatószervezetek nagyobb (10x) ramjet motorokat (ramjet) is kifejlesztettek, amelyek 10-szer több levegőt "fogyasztanak", mint az X-51 motor. "Ezek a motorok ideálisak olyan rendszerekhez, mint a nagysebességű megfigyelés, felderítő és hírszerző platformok, valamint légköri cirkáló rakéták"-mondta Gillard. "És végső soron terveink között szerepel, hogy továbblépünk a 100-as szám felé, amely lehetővé teszi az űrbe való belépést levegős légzőrendszerek segítségével."
Az AFRL azt is megvizsgálja, hogy lehet-e egy hiperszonikus ramjet motort egy nagy sebességű turbina motorral vagy rakétával integrálni annak érdekében, hogy elegendő hajtóerő legyen a nagy Mach-számok eléréséhez. „Minden lehetőséget megvizsgálunk a szuperszonikus repülőgép -hajtóművek hatékonyságának javítására. A repülési feltételek nem teljesen kedvezőek."
2013. május 1-jén a Kh-51A WaveRider rakéta sikeresen teljesítette a repülési teszteket. A kísérleti berendezés lecsatlakozott a B-52H repülőgépről, és rakétagyorsítóval 4,8 Mach-os sebességre gyorsult (M = 4, 8). Ezután az X-51A elvált a gázpedáltól, és beindította saját motorját, felgyorsult 5 Mach 1-re, és 210 másodpercet repült, amíg az összes üzemanyag el nem égett. A légierő a telemetriai adatokat 370 másodpercre gyűjtötte. A Pratt & Whitney Rocketdyne részlege kifejlesztette a WaveRider motorját. Később ezt a részleget eladták az Aerojetnek, amely továbbra is dolgozik a hiperszonikus erőműveken, de nem közöl semmilyen részletet ebben a témában.
Korábban, 2003 és 2011 között Lockheed Martin a DARPA-val dolgozott a Falcon Hypersonic Technology Vehicle-2 eredeti koncepcióján. Ezeknek a járműveknek a megerősítője, amelyet a kaliforniai Vandenberg légibázisról indítottak, egy Minotaur IV könnyűrakéta volt. A HTV-2 első repülése 2010-ben olyan adatokat szolgáltatott, amelyek az aerodinamikai teljesítmény, a tűzálló anyagok, a hővédő rendszerek, az önálló repülésbiztonsági rendszerek és a nagy hatótávolságú hiperszonikus repülésirányítási, navigációs és vezérlőrendszerek terén elért fejlődést mutattak.
2010 áprilisában és 2011 augusztusában két demonstrációs indítást hajtottak végre sikeresen, de a DARPA közleményei szerint a Falcon járművek mindkét alkalommal, amikor a repülés során megpróbálták elérni a tervezett M = 20 sebességet, néhány percre megszakították a kapcsolatot az irányítóközponttal.
Az X-51A program eredményeit most a HSSW projektben használják fel. A fegyverkezési és irányítási rendszert két demonstrációs programban fejlesztik: HAWC és TBG. A DARPA 2014 áprilisában szerződéseket ítélt oda a Raytheonnak és a Lockheed Martinnak a TBG program fejlesztésének folytatására. A társaságok 20, illetve 24 millió dollárt kaptak. Eközben a Boeing a HAWC projektet fejleszti. Ő és a DARPA nem hajlandó részleteket közölni erről a szerződésről.
A TBG és a HAWC programok célja, hogy a fegyverrendszereket M = 5 sebességre gyorsítsák fel, és tovább tervezzék saját céljukra. Az ilyen fegyvereknek manőverezhetőnek és rendkívül ellenállónak kell lenniük a hővel szemben. Végső soron ezek a rendszerek majdnem 60 km magasságot képesek elérni. A hiperszonikus rakétához kifejlesztett robbanófej tömege 76 kg, ami megközelítőleg megegyezik egy kis átmérőjű bomba SDB (Small Diameter Bomb) tömegével.
Míg az X-51A projekt sikeresen bemutatta egy repülőgép és egy hiperszonikus hajtómű integrációját, a TBG és a HAWC projektek a fejlett irányításra és irányításra összpontosítanak, amelyet a Falcon vagy a WaveRider projektekben nem valósítottak meg teljesen. A kereső alrendszerek (GOS) több amerikai légierő fegyverlaborában vesznek részt annak érdekében, hogy tovább fokozzák a hiperszonikus rendszerek képességeit. 2014 márciusában a DARPA közleménye szerint a TBG projekt keretében, amelynek 2020 -ig be kell fejezni a bemutató repülést, a partnercégek technológiákat próbálnak kifejleszteni egy taktikai hiperszonikus siklórendszerhez, rakéta -erősítővel, amelyet egy hordozó repülőgépről indítottak.
„A program megoldja azokat a rendszer- és technológiai problémákat, amelyek szükségesek egy hiperszonikus siklórendszer létrehozásához rakétaerősítővel. Ide tartozik a szükséges aerodinamikai és aerotermodinamikai jellemzőkkel rendelkező készülékek koncepcióinak kidolgozása; irányíthatóság és megbízhatóság az üzemeltetési feltételek széles körében; a rendszer és az alrendszer jellemzői, amelyek szükségesek a hatékonysághoz az adott működési körülmények között; végül a kísérleti rendszer és a jövőbeli termelési rendszerek költségeinek csökkentésére és megfizethetőségének növelésére irányuló megközelítések” - áll a közleményben. A TBG projekt repülőgépe egy robbanófej, amely elválik a gázpedáltól, és M = 10 vagy annál nagyobb sebességgel siklik.
Eközben a HAWC program részeként, az X -51A projekt nyomán egy hiperszonikus cirkálórakétát mutatnak be ramjet motorral alacsonyabb sebességgel - megközelítőleg M = 5 és magasabb. "A HAWC technológiája olyan ígéretes, többször felhasználható hiperszonikus légi platformokra is kiterjedhet, amelyek felderítő járművekként vagy a világűrbe való hozzáférésként használhatók" - áll a DARPA közleményében. Sem a DARPA, sem a Boeing szülővállalkozója nem hozta nyilvánosságra közös programjuk minden részletét.
Míg a Védelmi Minisztérium elsődleges hiperszonikus célpontjai a fegyverrendszerek és a felderítő platformok, a DARPA 2013-ban új programot indított egy újrafelhasználható, pilóta nélküli hiperszonikus erősítő kifejlesztésére 1360-2270 kg súlyú kis műholdak alacsony pályára bocsátására, amelyek egyidejűleg tesztlaboratóriumként szolgálnak hiperszonikus járművek. A Kongresszusi nyilatkozat szerint az iroda 2015 júliusában 6,6 millió dolláros szerződést ítélt oda a Boeingnek és partnerének, a Blue Originnek az XS-1 kísérleti űrrepülőgépen végzett munka folytatására. 2014 augusztusában a Northrop Grumman bejelentette, hogy a Scaled Composites és a Virgin Galactic társaságokkal is együttműködik az XS-1 program műszaki tervezésén és repülési tervén. A cég 13 hónapos szerződést kapott 3,9 millió dollár értékben.
Az XS-1 várhatóan újrafelhasználható indítóberendezéssel rendelkezik, amely egy egyszeri emlékeztető fokozattal kombinálva 1360 kg-os jármű megfizethető szállítását biztosítja a LEO-nak. Az XS-1 az olcsó, a jelenlegi nehézrakéta-indítás költségeinek tizedére becsült indítás mellett valószínűleg tesztlaborként is szolgál majd az új hiperszonikus járművekhez.
A DARPA szeretné minden nap elindítani az XS-1-et, minden járatonként kevesebb mint 5 millió dollárért. A menedzsment olyan eszközt szeretne beszerezni, amely képes elérni a 10 Mach -os számot. A kért működési elvek "mint egy repülőgép" magukban foglalják a vízszintes leszállást a szabványos kifutópályákon, emellett az indítást felvonó -kilövőből kell elvégezni, valamint minimális infrastruktúrával és földi személyzettel, valamint magas szintű autonómiával kell rendelkezni. Az első próbarepülést 2018 -ra tervezik.
A NASA számos sikertelen kísérlete után, az 1980-as évektől kezdve egy olyan rendszer kifejlesztésére, mint az XS-1, a katonai kutatók most úgy vélik, hogy a technológia eléggé megérett a könnyű és olcsó kompozitok fejlődésének és a jobb hővédelemnek köszönhetően.
Az XS-1 egyike a Pentagon számos projektjének, amelyek célja a műholdak indításának költségeinek csökkentése. Az Egyesült Államok védelmi költségvetésének csökkentésével és más országok képességeinek kiépítésével a rutinhoz való hozzáférés egyre inkább nemzetbiztonsági prioritássá válik. Nehézrakéták használata műholdak felbocsátására költséges, és bonyolult stratégiát igényel, kevés lehetőséggel. Ezek a hagyományos bevezetések több száz millió dollárba kerülhetnek, és drága infrastruktúrát igényelnek. Mivel az amerikai légierő ragaszkodik ahhoz, hogy a törvényhozók rendeletet adjanak ki az orosz RD-180 rakétahajtóművek amerikai műholdak indítására történő felfüggesztéséről, a DARPA hiperszonikus kutatása jelentősen lerövidíti az utat, amelyet meg kell haladni, csak saját erőire támaszkodva. eszközök.
Oroszország: az elveszett idő pótlása
A Szovjetunió fennállásának végén a dubnai MKB "Raduga" gépgyártó tervezőiroda tervezte a GELA-t (Hypersonic Experimental Aircraft), amely az X-90 stratégiai légi rakéta prototípusa lett ("40. ") ramjet motorral" 58-as termék "A TMKB (Turaevskoe gépgyártó tervezőiroda)" Soyuz "fejlesztette ki. A rakéta feltehetően 4,5 Mach -os sebességre volt képes gyorsulni, és hatótávolsága 3000 km. A Tu-160M modernizált stratégiai bombázó szabványos fegyverkészletének két X-90 rakétát kellett tartalmaznia. A Kh-90 szuperszonikus cirkálórakéta munkálatait 1992-ben laboratóriumi szakaszban leállították, magát a GELA készüléket pedig 1995-ben mutatták be a MAKS repülési kiállításon.
Az aktuális hiperszonikus légi indítási programokról a legátfogóbb információkat az Orosz Légierő vezérkari főparancsnokának korábbi parancsnoka, Alexander Zelin mutatta be előadásában, amelyet a 2013 áprilisában Moszkvában tartott repülőgépgyártók konferenciáján tartott. Zelin szerint Oroszország kétlépcsős programot hajt végre egy hiperszonikus rakéta kifejlesztésére. Az első szakasz 2020-ig egy stratégiailag kisebb, 1 500 km-es hatótávolságú, megközelítőleg M = 6 sebességű légi rakéta kifejlesztését írja elő. A következő évtizedben tovább kell fejleszteni egy 12 Mach -os sebességű rakétát, amely képes elérni a világ bármely pontját.
Valószínűleg a Zelin által említett Mach 6 rakéta a 75 -ös termék, más néven GZUR (HyperSonic Guided Missile), amely jelenleg a Tactical Missiles Corporation műszaki tervezési szakaszában van. A "75-ös termék" látszólag 6 méter hosszú (a Tu-95MS bombarekeszének maximális mérete; a Tu-22M bombázó fegyverzetébe is befér), és súlya körülbelül 1500 kg. Ezt a Soyuz TMKB által kifejlesztett Product 70 ramjet motornak kell elindítania. Aktív radarkeresőjét, a Gran-75-öt jelenleg a Kamensk-Uralsky-i Detal UPKB fejleszti, míg a szélessávú passzív irányítófejet az Omszki Központi Tervező Iroda gyártja.
2012-ben Oroszország megkezdte a Tu-23MZ nagy hatótávolságú, szuperszonikus bombázó (NATO-megjelölés "Backfire") felfüggesztésére erősített kísérleti hiperszonikus jármű repülési tesztjeit. Legkorábban 2013 -ban, ez az eszköz tette meg az első ingyenes repülést. A hiperszonikus készülék az X-22 rakéta orrrészébe (AS-4 "Kitchen") van felszerelve, amelyet indítóberendezésként használnak. Ez a kombináció 12 méter hosszú és körülbelül 6 tonna; a hiperszonikus komponens körülbelül 5 méter hosszú. 2012-ben a Dubnai Gépgyár befejezte négy X-22 szuperszonikus, légrepülő hajó elleni rakéta (kereső és robbanófej nélküli) építését, amelyeket hiperszonikus járművek tesztelésére használnak. A rakétát Tu-22MZ alufutóról indítják 1, 7 Mach és 14 km magasságig, és felgyorsítja a tesztjárművet 6, 3 Mach és 21 km magasságra, mielőtt elindítaná a látszólag kifejlődő tesztkomponenst 8 Mach -os sebesség.
Oroszország várhatóan részt vett a Backfire -ből indított francia MBDA LEA hiperszonikus jármű hasonló repülési tesztjeiben. A rendelkezésre álló adatok szerint azonban a teszt hiperszonikus komponens egy ősrégi orosz projekt.
2012 októberében-novemberében Oroszország és India előzetes megállapodást írt alá a BrahMos-II hiperszonikus rakéta kifejlesztéséről. Az együttműködési program magában foglalja az NPO Mashinostroeniya (rakéta), a TMKB Soyuz (motor), a TsAGI (aerodinamikai kutatás) és a TsIAM (motorfejlesztés) c.
India: új játékos a pályán
Az Oroszországgal való közös fejlesztésről szóló megállapodás nyomán 1998 -ban indult az indiai BrahMos rakétaprogram. A megállapodás értelmében a fő partnerek az orosz Mashinostroyenia NPO és az Indiai Védelmi Kutatási és Fejlesztési Szervezet (DRDO) voltak.
Első változata egy kétlépcsős szuperszonikus cirkálórakéta, radarirányítással. Az első lépcső szilárd hajtóműves motorja szuperszonikus sebességre gyorsítja fel a rakétát, míg a második fokozat folyékony hajtóanyagú ramjetje M = 2 sebességre gyorsítja fel a rakétát. 8. A BrahMos valójában az indiai változata Orosz Yakhont rakéta.
Míg a BrahMos rakétát már eljuttatták az indiai hadsereghez, a haditengerészethez és a légi közlekedéshez, 2009-ben úgy döntöttek, hogy megkezdik a BrahMos-II rakéta hiperszonikus változatának fejlesztését.
A műszaki tervezésnek megfelelően a BrahMos-ll (Kalam) 6 Mach-ot meghaladó sebességgel repül, és nagyobb pontossággal rendelkezik, mint a BrahMos-A változat. A rakéta maximális hatótávolsága 290 km lesz, amelyet az Oroszország által aláírt rakéta -technológiai irányítási rendszer korlátoz (ez korlátozza a rakéták kifejlesztését 300 km -nél nagyobb hatótávolsággal egy partnerország esetében). A BrahMos-2 rakéta sebességének növelése érdekében hiperszonikus ramjet motort használnak, és számos forrás szerint az orosz ipar speciális üzemanyagot fejleszt ki számára.
A BrahMos-II projekt esetében kulcsfontosságú döntés született az előző verzió fizikai paramétereinek fenntartása, hogy az új rakéta használhassa a már kifejlesztett hordozórakétákat és egyéb infrastruktúrát.
Az új változat célkitűzése olyan megerősített célpontokat foglal magában, mint a földalatti menedékházak és fegyverraktárak.
A BrahMos-II rakéta méretarányos modelljét az Aero India 2013 kiállításon mutatták be, a prototípus tesztelését pedig 2017-ben kezdik meg. (A nemrégiben megrendezett Aero India 2017 kiállításon egy Su-30MKI vadászgépet mutattak be Brahmos rakétával az alámenő oszlopon). 2015-ben egy interjúban a Brahmos Aerospace ügyvezető igazgatója, Kumar Mishra elmondta, hogy a pontos konfigurációt még jóvá kell hagyni, és a teljes értékű prototípus legkorábban 2022-re várható.
Az egyik fő kihívás olyan tervezési megoldások megtalálása a BrahMos-II-hez, amelyek lehetővé teszik a rakéta ellenállását a szélsőséges hőmérsékleteknek és a hiperszonikus repülés terhelésének. A legnehezebb problémák közé tartozik a rakéta gyártásához legmegfelelőbb anyagok keresése.
A DRDO becslések szerint körülbelül 250 millió dollárt fektetett be egy hiperszonikus rakéta kifejlesztésébe; jelenleg hiperszonikus VRM teszteket végeztek a modern rendszerek laboratóriumában Hyderabadban, ahol a jelentések szerint szélcsatornában M = 5, 26 sebességet értek el. A hiperszonikus szélcsatorna kulcsfontosságú szerepet játszik a rakéta különböző szerkezeti elemeinek teszteléséhez szükséges sebesség szimulálásában.
Nyilvánvaló, hogy a hiperszonikus rakétát csak Indiába és Oroszországba szállítják, és nem lesz elérhető harmadik országok számára.
Van egy vezető
A világ legerősebb katonai és gazdasági hatalmaként az Egyesült Államok hajtja a hiperszonikus fejlődési tendenciákat, de olyan országok, mint Oroszország és India, visszatartják.
2014 -ben az amerikai légierő főparancsnoksága bejelentette, hogy a hiperszonikus képességek a következő évtized első öt fejlesztési prioritásai között szerepelnek. A hiperszonikus fegyvereket nehéz lesz elfogni, és lehetővé teszik a nagy hatótávolságú lövések gyorsabb végrehajtását, mint a jelenlegi rakétatechnológia lehetővé teszi.
Ezenkívül ezt a technológiát egyesek a sztélés technológia utódjának tekintik, mivel a nagy sebességgel és nagy magasságban mozgó fegyverek jobb túlélési képességgel bírnak, mint a lassú, alacsonyan repülõ rendszerek, vagyis képesek lesznek célpontokat bevonni a vitatott korlátozott hozzáférésbe. tér. A légvédelmi technológiák terén elért haladás és gyors terjedésük miatt létfontosságú új utakat találni az "ellenséges kordonok" behatolásához.
Ennek érdekében az amerikai törvényhozók arra kényszerítik a Pentagont, hogy gyorsítsa fel a hiperszonikus technológia fejlődését. Sokan közülük a kínai, oroszországi és akár indiai fejleményekre is hivatkoznak, amelyek indokolják az Egyesült Államok ilyen irányú agresszív erőfeszítéseit. A képviselőház a védelmi kiadásokról szóló törvényjavaslat változatában kijelentette, hogy "tisztában vannak azzal a gyorsan fejlődő fenyegetéssel, amelyet a hiperszonikus fegyverek kifejlesztése jelent a potenciális ellenfelek táborában".
Ott megemlítik "a közelmúltban a hiperszonikus fegyverek Kínában végrehajtott tesztjeit, valamint az e téren Oroszországban és Indiában történt fejleményeket", és sürgették "az erőteljes haladást". "A kamara úgy véli, hogy a gyorsan növekvő képességek veszélyt jelenthetnek a nemzetbiztonságra és aktív erőinkre" - mondja a törvény. Különösen azt is kimondja, hogy a Pentagonnak fel kell használnia "a korábbi hiperszonikus tesztekből származó technológiai maradványokat" e technológia fejlesztésének folytatásához.
Az amerikai légierő illetékesei azt jósolják, hogy az 1940 -es évekre újrahasznosítható hiperszonikus repülőgépek léphetnek szolgálatba, és a katonai kutatólaboratóriumok szakértői megerősítik ezeket a becsléseket. Ha versenyképes megoldást találnánk a lehetséges ellenfelek előtt, az Egyesült Államok előnyös helyzetbe kerülne, különösen a Csendes -óceánon, ahol a nagy távolságok uralkodnak, és a nagy sebességek a magasban előnyben részesülnek.
Mivel a technológia, amelynek a közeljövőben "érlelődnie" kell, a fegyverek és felderítő repülőgépek fejlesztésében is alkalmazható, nagy kérdés merül fel - melyik irányba mozdul el először a Pentagon. Mind a Pentagon projektjei, mind az „arzenál repülőgép” projekt, amelyet Carter védelmi miniszter vezetett be 2016 februárjában, mind az új nagy hatótávolságú ütőbombázó (LRS-B) / B-21, olyan platformok, amelyek hasznos hiperszonikus terhelést hordozhatnak, akár legyenek fegyverek vagy felderítő és megfigyelő felszerelések.
A világ többi része, beleértve Oroszországot és Indiát is, a továbblépési út kevésbé egyértelmű, ha hosszú fejlesztési ciklusokról és a hiperszonikus technológiák és hiperszonikus platformok jövőbeni bevezetéséről van szó.
