Korduvkasutatavad raketid: tasuv lahendus kiireks globaalseks streigiks

Sisukord:

Korduvkasutatavad raketid: tasuv lahendus kiireks globaalseks streigiks
Korduvkasutatavad raketid: tasuv lahendus kiireks globaalseks streigiks

Video: Korduvkasutatavad raketid: tasuv lahendus kiireks globaalseks streigiks

Video: Korduvkasutatavad raketid: tasuv lahendus kiireks globaalseks streigiks
Video: Vaktsineerimine COVID-19 vastu Ida-Tallinna Keskhaiglas 2024, Märts
Anonim

21. sajandi alguses toimus kosmoseuuringutes revolutsioon. Vaikselt, peaaegu märkamatult, ilma mitme miljardi dollari suuruste riiklike projektideta nagu Kuu-uurimisprogramm või Space Shuttle programm korduvkasutatavate kosmoselaevade loomiseks. Loomulikult räägime kaubanduslikest korduvkasutatavatest kosmoseaparaatidest ja ennekõike Elone Muski ettevõtte SpaseX korduvkasutatavatest raketitest.

Pilt
Pilt

Siiski ei jää ta kaua loorberitele puhkama, teised eraettevõtted, sealhulgas Hiina, hingavad talle kaela. Näiteks 10. augustil 2019 lasi Hiina ettevõte LinkSpace välja raketi RLV, mis pärast 300 meetri kõrgusele tõusmist naasis 50 sekundi pärast stardiplatsile. 2020. aastal on kavas välja lasta rakett RLV-T16, mis suudab jõuda 150 kilomeetri kõrgusele. Eraettevõtted kavatsevad ehitada korduvkasutatavaid kosmoseaparaate kõigi võimalike koormuste jaoks - mitusada kilogrammi kuni kümneid või sadu tonne.

Pilt
Pilt

Korduvkasutatavate kosmoseaparaatide laialdane kasutamine, mida saab taaskasutada kuni 100 korda ja kuni 10 korda ilma remonditöödeta, vähendab oluliselt kandevõime orbiidile laskmise kulusid, mis omakorda hoogustab äripindade turu arengut.

Pole kahtlust, et võimalus panna kasulikku koormust orbiidile madalama hinnaga huvitab ka sõjaväge. Esiteks on need traditsioonilised luure- ja sidesatelliidid, mille vajadus kasvab kogu aeg, võttes arvesse satelliitide kaudu juhitavate kaugmaa mehitamata õhusõidukite (UAV) pargi suurenemist.

Tulevikus võib kasuliku koormuse käivitamine minimaalsete kuludega kaasa tuua orbiidi löögiplatvormide tekkimise klassi "kosmosest pinnale".

Korduvkasutatavad raketid: tasuv lahendus kiireks globaalseks streigiks
Korduvkasutatavad raketid: tasuv lahendus kiireks globaalseks streigiks

Korduvkasutatavatel kommertsrakettidel võib aga olla ka muid sõjalisi rakendusi.

Libisevad hüpersoonilised lõhkepead

Alates 2003. aastast on kaitse arenenud uurimisprojektide agentuur (DARPA) koos USA õhujõududega Rapid Global Strike programmi raames välja töötanud hüperhelikiirusega lendude jaoks mõeldud Falcon HTV-2 (Hypersonic Test Vehicle) juhitud lõhkepead.. USA armee töötab välja sarnast projekti AHW (Advanced Hypersonic Weapon - a perspektive hypersonic relv).

Pilt
Pilt

Falcon HTV -2 ja AHW projektid on sarnase paigutusega - konstrueerimata liuglõhkepea viiakse kanderaketiga teatud kõrgusele, seejärel eraldatakse ja libistatakse ülehelikiirusel sihtmärgini. Lõhkepeade hinnanguline lennuulatus peaks olema 6000-7600 kilomeetrit, lennukiirusel 17-22 M (5, 8-7, 5 km / s). Seega, võttes arvesse aega, mis kulub raketil lahingupea kukkumise kõrguse saavutamiseks, on sihtmärgi tabamise aeg umbes 20-30 minutit.

Pilt
Pilt

Falcon HTV-2 lõhkepeade eemaldamiseks tehakse ettepanek kasutada kanderakette Minotaur-IV (LV) või mandritevahelisi ballistilisi rakette LGM-30G Minuteman-III. AHW hüpersooniliste üksuste testimiseks kasutati kolmeastmelist tahkekütuse rakett STARS.

Sarnane projekt on ellu viidud ka Venemaal - hüpersooniline juhitav lõhkepea osana kompleksist Avangard, mille käivitas UR -100N UTTH ICBM. Selles suunas on Venemaa USAst ees - juba 2019. aastal on kavas kasutusele võtta Avangardi kompleks. Lõhkepea lennukiirus peaks olema umbes 27 M (9 km / s), lennuulatus on mandritevaheline. Samas on põhimõtteline erinevus - Vene lõhkepea on varustatud tuumalõhkepeaga, samal ajal kui USA kaalub tuumarelvata hüpersooniliste lõhkepeade kasutamist. Mitte-tuumalõhkepea esitab kõrgeid nõudmisi lõhkepeade sihtimise täpsusele.

Pilt
Pilt

Alternatiivne lahendus on hüpersoonilised raketid, mis saadetakse strateegilistest lennukitest nagu Ameerika X-51 Waverider või Vene 3M22 Zircon. Raketid X-51 ja 3M22 on mitmekülgsemad kui kanderakettide käivitatud hüperhelilised lõhkepead ja võib-olla ka vähem kulusid. Kuid nende tööulatus ja kiirus on oluliselt väiksemad kui liuglõhkepeadel-vastavalt umbes 500-2000 km ja 5-8 M (1, 7-2, 7 km / s). Madalam lennukiirus ja -vahemik ei võimalda reaktsiooniaega, mis on võrreldav hüperhelikiirusega lõhkepeadega. Kui tabada 6000-7000 või enamat piirkonda, on pommitaja ja hüpersoonilise raketi kogu lennuaeg umbes viis tundi, samas kui hüpersooniline libisev lõhkepea võib tabada poole tunni jooksul, mis võib mõne missiooni jaoks kriitilise tähtsusega olla.

Pilt
Pilt
Pilt
Pilt

Ülaltoodud võrdlus ei tähenda ühest või teisest relvaliigist loobumist, vaid näitab vaid igaühe kasutamise nišši. Selles "tööjaotuses" on hüpersoonilistele liugüksustele antud ülesanne tabada kõrge prioriteediga sihtmärke-juhtimispunkte, otsustuskeskusi jne.

Kiire ülemaailmne streik ja VIP -terror

Artikkel Strateegilised tavapärased jõud: kandjad ja relvad kaalusid hüperheliliste lõhkepeade paigaldamist ICBM -idele, mille kasutustingimused on lõppemas. See otsus on igati õigustatud ja just seda otsust kaaluvad USA relvajõud programmi Rapid Global Strike raames.

Ka BSU programm ise tekitab paljude seas skeptilisust, millegipärast on see alati tuumarelvade vastu. Tegelikult ei mõjuta see tuumakilpi. Kuigi START-3 lepingus loetakse tuumarelvavaba lahinguvarustust võrdseks tuumarelvadega, mis teoreetiliselt võib viia tuumalõhkepeade arvu vähenemiseni USA-s, tegelikult niipea, kui BSU programm areneb ja lõhkepeade arv hakkab suurenema, START-3 leping aegub juba ja kui mitte, siis USA taandub sellest sama hõlpsalt kui taganes ABM-i lepingust ja INF-lepingust. süüdistades selles Venemaad.

Teine vastuväide on see, et BSU vahendite kasutamine alustab kolmandat maailmasõda. Tuleb mõista, et USA ei kavatse mingil viisil kasutada BSU vahendeid Venemaa vastu praegusel relvajõudude arengutasemel. Ja ka HRV vastu. Kuid sellised riigid nagu Iraan või Venezuela võivad saada sihtmärgiks BSU -le, kes saab esimese mahavõtmislöögi.

Artiklis Strateegilised tavarelvad. Strateegiliste tavarelvade kahjustamise ülesanne on sõnastatud järgmiselt. Sellele saate lisada -.

BSU vahenditele kulutatud materiaalsed ressursid makstakse sada korda tagasi, säästes üldotstarbeliste jõudude jõud ja vahendid. Mõnel juhul, näiteks vaenlase juhtkonna elimineerimise korral, võib sõjaline konflikt lõppeda enne selle algust. USA võib sellise stsenaariumi hästi realiseerida, näiteks Venezuelas. BSU abil ametisoleva presidendi likvideerimiseks, korraldades samal ajal järgmist "värvirevolutsiooni" ning tankid, lennukid ja laevad ei aita sellist stsenaariumi vältida.

Eelneva põhjal saab teha veel ühe järelduse - relv Rapid Global Strike või strateegiline tavarelv on ideaalne vahend VIP -terroriks, see tähendab vaenlase kõrgeima juhtkonna füüsiliseks kõrvaldamiseks

Ühelgi teisel relval pole selliseid võimalusi. Ainuüksi seda tüüpi kiire ülemaailmse rünnaku või strateegiliste tavarelvade olemasolu teenistuses sunnib vaenlase juhtkonda sõjaliste, poliitiliste ja majanduslike otsuste tegemisel heaperemehelikult käituma või paneb nad elama ähvardava hävingu ohus.

Mõnel juhul ei pruugi ICBM -id olla hüpersooniliste libisevate lõhkepeade jaoks kõige optimaalsem kandja ega ka kõige odavam. Kas hüpersooniliste libisevate lõhkepeade jaoks on teisi tõhusamaid kandjaid?

Korduvkasutatav rakett hüpersooniliste lõhkepeade kandjana

Paljulubavatest korduvkasutatavatest rakettidest, mis põhinevad kaubanduslikel toodetel, võib saada kõige tõhusam ja odavam viis lõhkepeade langetamiseks.

Internetis avaldatud avatud teabe põhjal peaks hüpersooniliste lõhkepeade viske kõrgus olema umbes 100 kilomeetrit. Falcon HTV-2 hüpersooniliste võitlusblogide hinnanguline mass peaks olema 1100-1800 kg.

LEO-le tarnitud raketi Falcon-9 kasulik koormus (200 km) on 13-16 tonni. Falcon-9 viimase versiooni teise etapi kogumass on 111 tonni, teine etapp eraldatakse esimesest umbes 70 km kõrgusel. Falcon 9 esimest etappi on kavas kasutada kuni 10 korda ja hooldusega iga 10 lennu järel saab seda kasutada kuni 100 korda.

Pilt
Pilt

Võib eeldada, et Falcon-9 LV esimene etapp on piisav hüpersooniliste lõhkepeade käivitamiseks. Kui loobuda teisest etapist, mis kaalub 111 tonni, on eeldatavasti võimalik 100 km kõrgusele viia umbes 10 hüperhelikõrglahvi, mis kaaluvad 1100–1800 kg.

Kaubanduslikus raketitehnikas rakendatavate tehnoloogiate põhjal saab kindlaksmääratud koormuste all luua teisi väikeseid korduvkasutatavaid kanderakette, mis võimaldavad ühe või kahe hüperhelilõhkepea süstimist, millele järgneb kanderaketi maandumine ja korduvkasutamine.

Kui me räägime lahingukoormuse suurenemisest, siis ei saa meenutada, et SpaсeX plaanib ehitada täielikult korduvkasutatava kaheastmelise raketi BFR, mis suudab käivitada LEO-le kuni 100 tonni kaaluva kandevõime. Internetis räägitakse juba võimalusest kasutada paljulubavat BFR -i orbitaalpommitajana juhitavate volframivardadega löömiseks.

Pilt
Pilt

Kui tuua analoogia kanderaketi Falcon-9 esimese astme kasutamisega, siis saab kanderaketi BFR esimene etapp-Super Heavy (Super Heavy)-kasutada 55–85 hüpersoonilist lõhkepead.

Ühest küljest ei ole BFR väljatöötamine veel lõpule viidud, seega on selle sõjalisest kasutamisest rääkida mõnevõrra ennatlik. Teisest küljest on Elon Musk otsustanud selle raketi ehitamise lõpetada. SpaceXi plaanide kohaselt peaks see asendama kõik ettevõtte kasutatavad raketid, sealhulgas kanderaketi Falcon-9.

Tekib küsimus, miks peaks selline paljulubav areng kaduma? Ettevõte SpaсeX võib kohandada Falcon-9 esimese etapi või lihtsalt müüa kõik selle raketi arendused sõjaväele, keskendudes täielikult BFR-ile. Sõjavägi saab omakorda ainulaadse korduvkasutatava platvormi liuglevate hüpersooniliste lõhkepeade või muude koormuste käivitamiseks.

Alus

Korduvkasutatavate rakettide probleem on see, et erinevalt pommitajatest ei saa te neid lennuväljale maandada, sellegipoolest on selliste relvade paigutamiseks piisavalt võimalusi.

Kui Ameerika Ühendriikide lõunaosas kasutatakse libisevate hüpersooniliste lõhkepeadega kanderakett (näiteks Canaverali neeme kosmosesadam), on kahjustatud piirkonnas peaaegu kogu Ladina -Ameerika. Kui nad paigutatakse Alaskale, on kahjustatud piirkonnas suurem osa Venemaast, Hiinast ja kogu Põhja -Koreast. Seda eeldusel, et lõhkepeade tööulatus on 6000–7000 kilomeetrit ja see ei ole mandritevaheline, nagu Avangardi kompleks.

Pilt
Pilt
Pilt
Pilt

Liuguvate hüpersooniliste lõhkepeadega kanderakettide paigutamiseks Euroopasse või Aasiasse saavad USA kasutada oma satelliitide territooriumi. On ebatõenäoline, et Poola, Rumeenia või Jaapan julgeks oma ülemat nii vähe eitada.

Lisaks sellele, arvestades, et sõjaväe eraettevõtted on juba relvastatud lahingumasinatega, ei saa jätta oletamata stsenaariumi, mille kohaselt hüperhelikõrglahendusega plahvatusrakettide stardipaigad rendivad PMC -d ja edastavad need USA relvajõududele. kaubanduslikul alusel.

Ja lõpuks ei saa välistada ka sellist võimalust nagu Sea Launchi kommertsprojektiga sarnaste avamereplatvormide loomine. Kanderaketi Falcon-9 kaalu- ja suuruseomadused on võrreldavad kanderaketi Zenit-3SL omadega, seega ei tohiks probleeme tekkida.

Pilt
Pilt

Arvestades, et käivitada tuleb ainult esimene lahingukoormusega etapp, võib ujuvale kosmodroomile paigutada kaks kanderaketti, millel mõlemal on kümme liuglevat hüperhelilõhkepead. Kui Vahemeres asub ujuv kosmodroom, langeb kahjustatud piirkonda peaaegu kogu Aafrika, Pärsia laht, Pakistan, osaliselt Kesk -Aasia, Hiina ja suurem osa Vene Föderatsiooni territooriumist. Kanderaketi saab maanduda olemasolevatele ASDS-i (autonoomne kosmosesadamate droonlaev) avamereplatvormidele, mida kasutatakse kanderaketi Falcon-9 esimese etapi maandumiseks, või sarnastele nende alusel välja töötatud alustele / platvormidele.

Pilt
Pilt
Pilt
Pilt

Võib esitada küsimuse: kui Venemaad või Hiinat kui tuumajõude ei peeta BSU sihtmärgiks, siis miks on märgitud, et nende territoorium asub mõjutatud piirkonnas? Vastus on lihtne, BSU on tegur, mida tuleb arvesse võtta. Kui Mk-41 kanderakettide paigutamine Euroopasse on tekitanud nii palju müra, siis mis saab siis, kui Vahemerele ilmub hõljuv kosmodroom koos libisevate hüperheliliste lõhkepeadega …

Küsimuse rahaline pool

Kanderaketi esimese etapi maksumus on 60–70% selle täiskulust. Falcon-9 deklareeritud stardikulu on vastavalt 60-80 miljonit dollarit, esimese etapi maksumus on 36-56 miljonit dollarit. Isegi kui võtta arvesse Falcon-9 esimese etapi kümnekordset kasutamist, on tagasivõtmise maksumus 3, 6–5, 6 miljonit dollarit, kütuse maksumus on käivitamiseks umbes 500 tuhat dollarit. Seega on 10 ploki puhul kohaletoimetamise maksumus umbes 400-600 tuhat dollarit ploki kohta (kui mitte arvestada ploki enda maksumust). Falcon-9 esimese astme ressursiga, mis sisaldab 100 käivitamist, väheneb iga käivitamise hind peaaegu suurusjärgu võrra. Loomulikult on vaja arvestada ka muude kuludega - hooldus, remont, transport jne, kuid lõppude lõpuks ei tule ka muud relvasüsteemid ilma lisakuludeta. Näiteks B-2 lennutund maksab üle 150 000 dollari ja 7000 km kaugusel kokkupõrkel on kogu lennuaeg 10 lennutundi, s.t. üks lend läheb maksma 1,5 miljonit dollarit.

Mis meil on?

Ilmselt hüpersooniliste relvade osas üldiselt ja eriti hüpersooniliste lõhkepeade planeerimise osas oleme ülejäänud planeedist ees.

Kuid meil on tõsiseid probleeme korduvkasutatavate kanderakettidega või õigemini pole probleeme, kuna korduvkasutatavaid kanderakette endid pole. Kuid on projekte, sealhulgas huvitavaid, millest mõnda võib sõjaliseks kasutamiseks kohandada. Võib -olla, nagu meie riigis sageli juhtub, annab see elu nende tsiviilmuudatustele. Sellest aga räägime järgmises artiklis.

Soovitan: