Гіперзвукові крилаті ракети

1. З бомбою на «Снарке»
2. Гіперзвук в Росії
3. Життя після МБР
4. Маскування під ПРО
5. Разючий «сокіл»
6. перше випробування
7. Важке дихання

Півстоліття тому, в розпал холодної війни, крилаті ракети начисто програли балістичним на поле стратегічної зброї дальнього радіусу дії. Але, можливо, в прийдешніх конфліктах головним аргументом стане не балістична дубина, а стрімкий і підступний крилатий кинджал.

Коли 21 липня 2011 року було офіційно закрита програма Space Shuttle, закінчилася не тільки ера пілотованих орбітальних човників, але і в якомусь сенсі вся епоха «крилатої романтики», відомої безліччю спроб зробити з літака щось більше, ніж просто літак. Ранні експерименти з установкою на крилату машину ракетного двигуна відносяться до кінця 20-х років минулого століття. Ракетопланом був і X-1 (1947 рік) - перший в історії пілотований літальний апарат, що подолав швидкість звуку. Його фюзеляж мав форму збільшеною в масштабі кулеметної кулі калібру 12,7 мм, а ракетний двигун спалював у своїй камері звичайний спирт за допомогою рідкого кисню.

MBDA CVS Perseus (Франція). Перспективна надзвукова крилата ракета. Швидкість 3 Маха. Довжина 5 м. Вага бойової частини - 200 кг. Запуск з морських і повітряних платформ. Володіє відокремлюваними БЧ. Дальність 300 км.

Інженери нацистської Німеччини працювали не тільки над балістичної V-2, а й над «праматір'ю» всіх крилатих ракет - V-1 з пульсуючим повітряно - реактивним двигуном. Ойген Зенгер мріяв про наддалекі «антіподном» ракетоплані-бомбардувальнику «Зільберфогель», а Вольф Троммсдорфф - про стратегічну крилатої ракети з прямоточним двигуном (див. статтю ). Після закінчення війни колишні союзники - СРСР і США - почали активно вивчати німецьку спадщину, щоб на його основі створити зброю, на цей раз один проти одного. І хоча по обидва боки «залізної завіси» були скопійовані і V-1 і V-2, американцям завжди був ближче «авіаційний» підхід, що в кінцевому підсумку і стало однією з причин початкового відставання Америки в області балістичних технологій (незважаючи на володіння самим Вернером фон Брауном).

Гіперзвуковий апарат Х-43. Предтеча крилатої ракети X-51. Був третім ступенем системи: бомбардувальник B-52 - розгінна крилата ракета - Х-43. Оснащений ГПВРД. Встановив рекорд швидкості - 9, 8 Маха.

З бомбою на «Снарке»

І тому саме в США була побудована фактично перша і єдина з коли-небудь прийнятих на озброєння крилатих ракет з міжконтинентальних (більше 10000 км) радіусом дії - SM-62 Snark. Створювали її в стінах корпорації Northrop, і фактично вона була безпілотним літаком, виконаним (що дуже характерно для Northrop) за схемою «бесхвостка», так що в якості рулів висоти у цього снаряда використовувалися елевони на крилах. Цей «літак» можна було навіть при необхідності повернути з завдання (якщо ще не відбувся відстріл БЧ) і посадити на аеродром, а потім використовувати повторно. Snark стартував з допомогою ракетних прискорювачів, потім включався авіаційний турбореактивний двигун Pratt & Whitney J57, і ракета починала свій шлях до мети. За 80 км до неї на висоті 18 км від снаряда за допомогою пиропатронов відстрілювалась БЧ (штатно містила 4-мегатонний термоядерний боєприпас). Далі боєголовка слідувала до мети по балістичної траєкторії, а частина, що залишилася ракети руйнувалася і перетворювалася в хмару уламків, які, принаймні теоретично, могли виконувати роль помилкових цілей для ППО.

Гіперзвук в Росії

Про плани створення гіперзвукових крилатих ракет останнім часом оголошували представники вітчизняної «оборонки». Зокрема такими планами ділився Генеральний директор Реутовская НВО «Машинобудування» Олександр Леонов. Як відомо, саме це підприємство спільно з індійськими фахівцями розробило протикорабельну надзвукову ракету Brahmos, яка вважається найшвидшою на сьогоднішній день крилатою ракетою, з числа прийнятих на озброєння. Також про намір почати роботи зі створення гіперзвукової ракети на підприємстві заявляв глава корпорації "Тактичне ракетне озброєння» Борис Обносов. Ці роботи доручені ГосМКБ «Веселка» в Дубні.

Самостійний політ снаряда забезпечувала новаторська для того часу, але дуже недосконала система астрокоррекціі, заснована на трьох телескопах, націлених на різні зірки. Коли в 1961 році президент США Кеннеді наказав зняти з озброєння ледь заступив на бойове чергування «Снарк», ця зброя вже було морально застарілим. Військових не влаштовував ні досяжний радянської ППО стелю в 17 000 м, ні, зрозуміло, швидкість, яка не перевищувала середню швидкість сучасного лайнера, так що шлях до далекої мети займав би багато часу. Трохи раніше був похований інший проект, до постановки на озброєння не дожив. Йдеться про North American SM-64 Navaho - надзвукової крилатої ракети, також міжконтинентальної дальності (до 6500 км), яка використовувала стартові ракетні прискорювачі і прямоточний повітряно-реактивний двигун для досягнення швидкості 3700 км / год. Снаряд проектувався під термоядерну БЧ.

Ракета X-51 використовує в своєму ГПВРД паливо JP-7, що відрізняється високою температурою займання і термічної стійкістю. Воно створено спеціально для надзвукової авіації і використовувалося в двигунах Lockheed SR-71.

Життя після МБР

Радянським відповіддю на Navaho стали розроблялися також в 1950-і роки проекти «Буря» (КБ Лавочкіна) і «Буран» (КБ Мясищева). Засновані на тій же ідеології (ракетний прискорювач плюс ПВРД), ці проекти відрізнялися вагою БЧ ( «Буран» створювався як більш важкий носій), а ще тим, що у "Бурі" були успішні пуски, а «Буран» так жодного разу і не полетів.

І радянські, і американські міжконтинентальні «крилаті» проекти канули в Лету по одній і тій же причині - у другій половині 1950-х насіння, посіяні фон Брауном, дали свої плоди, і позначився серйозний прогрес в балістичних технологіях. Стало зрозуміло, що і як міжконтинентального носія ядерних зарядів, і для освоєння космосу простіше, ефективніше і дешевше використовувати балістичні ракети. Поступово зійшла нанівець тема пілотованих орбітальних і суборбітальних ракетопланов, представлених у американців проектами Dyna Soar, який певною мірою втілював в життя мрію Ойгена Зенгера, і X-15, а в СРСР - аналогічними розробками конструкторських бюро Мясищева, Челомея та Туполєва, включаючи знамениту «Спіраль ».

Вогневої підігрівач повітря, розроблений науково-дослідницькою групою «Експериментальні дослідження горіння» в МАІ в рамках проекту LEA. Вогневої підігрівач повітря, який дозволяє в лабораторних умовах моделювати параметри повітряного потоку на виході повітрозабірника ГПРВД. Такий підігрівач сконструйований в МАІ в рамках проекту підготовки тестового польоту гіперзвукового літального апарату. Проект отримав назву LEA, і був ініційований французькими фірмами Onera і MBDA, в ньому також взяли участь російські вчені і конструктори.

Але все якось повертається. І якщо ідеї та напрацювання по раннім ракетоплані частково втілилися в Space Shuttle і його аналогу «Бурані» (вік яких, втім, теж пройшов), то повернення інтересу до небаллістіческому ракетної зброї міжконтинентального радіуса дії ми продовжуємо спостерігати в наші дні.

Недолік МБР не тільки в тому, що їх траєкторія легко обчислюваних (для чого доводиться хитрувати з маневріруемимі боєголовками), але і в тому, що їх застосування при існуючому світопорядку і чинному режимі контролю за стратегічними озброєннями практично неможливо, навіть якщо вони несуть неядерний боєприпас. Апарати типу крилатих ракет здатні виконувати складні маневри в атмосфері, не схильні до таких жорстких обмежень, але, на жаль, літають дуже повільно і не дуже далеко. Якщо створити керований снаряд, який може подолати міжконтинентальну дистанцію хоча б за годину-півтора, це був би ідеальний інструмент сучасних глобальних військових операцій. Про таку зброю останнім часом часто говорять в зв'язку з американської концепцією Global Prompt Strike. Суть її добре відома: американські військові і політики розраховують отримати в свої руки засоби нанесення удару неядерної боєголовкою по будь-якій точці світу, причому від прийняття рішення про удар до ураження цілі повинно пройти не більше години. Обговорювалося, зокрема, використання розміщених на підводних човнах ракет Trident II з неядерним оснащенням, проте сам факт пуску такої ракети може привести до вкрай неприємних наслідків - наприклад, у вигляді удару у відповідь, але вже ядерного. Тому використання конвенціональних «Трайдент» може являти собою серйозну політичну проблему.

Маскування під ПРО

Зате все нові види неядерного зброї, навіть зі стратегічними завданнями, американці під жодні обмеження підводити не збираються і активно ведуть роботи зі створення арсеналу Global Prompt Strike. В якості альтернативи балістичним ракетам розглядаються гіперзвукові літальні апарати (ГЗЛА), які можуть мати конструкцію крилатої ракети, тобто володіти власним двигуном (зазвичай мається на увазі гіперзвукової прямоточний повітряно-реактивний двигун, ГПВРД), або який планує снаряда, гіперзвукову швидкість якого повідомляють маршові сходи звичайних балістичних ракет.

Розробляється нині в США протиракета SM-3 Block IIA найчастіше згадується в зв'язку з модернізацією американської ПРО. Вона, подібно попереднім модифікаціям SM-3, встане на озброєння системи ПРО морського базування Aegis. Особливість BlockII - заявлена ​​здатність перехоплювати на певній ділянці траєкторії МБР, що дозволить включити систему Aegis до складу стратегічної протиракетної оборони США. Однак в 2010 році американські військові оголосили, що на базі SM-3 Block IIA буде також створена ударна система великої дальності під кодовою назвою ArcLight. Як планується, маршові сходи протиракети виведуть на гіперзвукову швидкість планує апарат, який буде здатний пролетіти до 600 км і доставити до мети боєголовку масою 50-100 кг. Загальна дальність польоту всієї системи складе до 3800 км, причому на етапі самостійного польоту гіперзвукової планер полетить не по балістичної траєкторії і отримає можливість маневрувати для високоточного наведення на ціль. Справжньою родзинкою цього проекту можна назвати той факт, що завдяки уніфікації з SM-3 ракетна система ArcLight зможе бути розміщена в тих же самих вертикальних пускових установках, які призначені для протиракет. Таких «гнізд» в розпорядженні ВМС США 8500, причому ніхто, крім американських військових, не знатиме, чи розміщені на даному кораблі протиракети або зброю «глобального миттєвого удару».

North American XB-70 Valkyrie - один з найбільш екзотичних проектів американського авіапрому. Цей висотний бомбардувальник, розрахований на політ зі швидкістю 3 Маха, вперше піднявся в повітря в 1964 р Вважається, що крім експериментальної крилатої ракети X-51, «Валькірія» є літальним апаратом, що мали характеристики волнолета. Завдяки опускається вниз закінцівки крила, бомбардувальник використовував компресійну підйомну силу, вироблену ударними хвилями.

Разючий «сокіл»

Крім розробки «просунутих» розгінних ступенів, окрему інженерну проблему являє собою конструкція самого планера, з огляду на специфічності аеродинамічних процесів, що протікають в ході гіперзвукового польоту. Однак, схоже, і в цьому напрямку певні успіхи досягнуті.

перше випробування

Перше в світі льотне випробування ГПВРД було проведено нашими вченими і відбулося в останні дні існування СРСР.
Незважаючи на очевидне лідерство США в області конструювання літальних апаратів з ГПВРД не варто забувати, що пальма першості в створенні діючої моделі двигуна цього типу належить нашій країні. У 1979 році Комісія Президії Ради міністрів СРСР затвердила комплексний план науково-дослідних робіт по застосуванню криогенного палива для авіадвигунів. Окреме місце в цьому плані було відведено і створенню ГПВРД. Основну частину робіт в цій області провів ЦИАМ ім. Л. І. Баранова. Літаюча лабораторія для випробувань ГПВРД була створена на основі зенітної ракети 5В28 ЗРК С-200 і отримала назву «Холод». Замість бойової частини в ракету убудовувалися ємність для рідкого водню, системи управління і сам двигун Е-57. Перше випробування відбулося 28 листопада 1991 р на полігоні Сари-Шаган в Казахстані. В ході випробувань максимальний час роботи ГПВРД склало 77 с., Була досягнута швидкість тисячі вісімсот п'ятьдесят п'ять м / с. У 1998 р випробування льотної лабораторії проходили за контрактом c NASA.

Ще в 2003 році головний «мозковий трест» американської оборонної промисловості - агентство DARPA - у співпраці з ВПС США оголосив програму FALCON. Це слово, що переводиться з англійського як «сокіл», є до того ж і абревіатурою, розшифровується як «Додаток сили при запуску з континентальної частини США». Програма передбачала розробку як розгінних ступенів, так і гіперзвукового планера в інтересах Global Prompt Strike. Частиною цієї програми було також створення безпілотного літака HTV-3X на гіперзвукових прямоточних двигунах, однак фінансування згодом було припинено. А ось планер, який отримав позначення Hypersonic Technology Vehicle-2 (HTV-2), був втілений в металі і мав вигляд розсіченого навпіл (по вертикалі) конуса. У квітні 2010 і в серпні 2011 року відбулися випробування планера, і обидва польоту принесли певне розчарування. Під час першого пуску HTV-2 вирушив у політ за допомогою легкого носія Minotaur IV з бази ВПС Ванденберг. Йому належало пролетіти 7700 км до атола Кваджелейн в районі Маршаллових островів в Тихому океані. Однак через дев'ять хвилин зв'язок з ним був втрачений. Спрацювала система автоматичного припинення польоту, як вважають, в результаті того, що апарат «почали падати». Очевидно, конструктори на той момент не змогли вирішити задачу збереження стабільності польоту при зміні положення керуючих аеродинамічних поверхонь. Другий політ також перервався на дев'ятій хвилині (з 30). При цьому, як повідомляється, HTV-2 вдалося розвинути цілком «балістичну» швидкість в 20 Махов. Однак уроки невдач були, по всій видимості, швидко засвоєні. 17 листопада 2011 року інший апарат під назвою Advanced Hypersonic Weapon (AHW) пройшов випробування успішно. AHW ні повним аналогом HTV-2 і розраховувався на коротшу дистанцію, однак мав схожу конструкцію. Він стартував у складі триступеневої розгінної системи з пускового майданчика на острові Кауаї Гавайського архіпелагу і досяг випробувального полігону ім. Рейгана на атолі Кваджелейн.

Важке дихання

Паралельно темі гіперзвукового планера американські конструктори ведуть розробку самохідних апаратів для Global Prompt Strike або, просто кажучи, гіперзвукових крилатих ракет. Розроблена корпорацією Boeing ракета X-51ізвестна також під назвою Waverider ( «осідлав хвилю»). Завдяки своїй конструкції апарат використовує для отримання додаткової підйомної сили енергію ударних хвиль, що виникають в повітрі при гіперзвуковому польоті. Незважаючи на те що прийняття цієї ракети на озброєння планувалося якраз на 2017 рік, сьогодні це як і раніше експериментальний апарат, що зробив лише кілька польотів з включеним ГПВРД. 26 травня 2010 року Х-51 розігнався до 5 Махов, але двигун пропрацював лише 200 секунд з 300. Другий пуск відбувся 13 червня 2011 року та закінчився невдачею в результаті помпажа прямоточного двигуна на гіперзвукової швидкості. Як би там не було, очевидно, що експерименти з ГПВРД триватимуть як в Сполучених Штатах, так і в інших країнах, і, мабуть, надійні працюючі технології все-таки будуть створені в доступному для огляду майбутньому.

Стаття «Атмосферне удар» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №6, червень 2012 ).