Inimkond on aastatuhandete jooksul välja töötanud reegli, mille kohaselt peavad vaenlase ellujäämiseks ja alistamiseks relvad olema täpsemad, kiiremad ja võimsamad kui vaenlase omad. Lennurelvad vastavad nendele nõuetele kaasaegsetes tingimustes. Praegu arenevad välismaal intensiivselt juhitavad õhurelvad (UASP), eriti juhitavad õhupommid (UAB), mille kaliiber on laias vahemikus - 9–13 600 kg: need on varustatud uut tüüpi juhtimis- ja täiustatakse juhtimissüsteeme, tõhusaid lahinguosi, võitlusmeetodeid. UAB on taktikalistel ja strateegilistel eesmärkidel hädavajalik lisatarvik kaasaegsetele lööklennukikompleksidele (UAK). Vaatamata kaasaegsete UAB mudelite kõrgele efektiivsusele ei vasta need UAK -i osana alati paljutõotavate lahingülesannete täitmise nõuetele. Reeglina tegutsevad UAK rindejoone lähedal, samas kui kogu efektiivsus on kadunud.
Viimaste aastakümnete kohalikud sõjad ning eelkõige sõjalised operatsioonid Iraagis ja Afganistanis on näidanud tavapäraste ülitäpsete relvade, sealhulgas UAB ebapiisavat tõhusust. Võitlusülesande täitmisel möödub sihtmärgi avastamise hetkest ja ründamisotsuse tegemisest kuni selle alistamiseni liiga palju aega. Näiteks Ameerika Ühendriikide lennuväljalt õhku tõusnud pommitaja B-2 Spirit peab lendama 12-15 tundi sihtmärgi rünnakualasse. Seetõttu on tänapäevastes tingimustes vaja kiirreageerimis- ja ülitäpseid relvi suurel kaugusel, ulatudes kümnetesse tuhandetesse kilomeetritesse.
Nende nõuete täitmise uurimise üks suundi välismaal on uue põlvkonna hüpersooniliste šokisüsteemide loomine. USA-s, Suurbritannias, Prantsusmaal ja Saksamaal tehakse tööd hüperhelikiirusega õhusõidukite (rakettide) ja kineetiliste relvade loomiseks, mis on võimelised sihtmärke ülitäpselt hävitama.
Väliskogemuste uurimine on meie jaoks äärmiselt oluline, kuna kodumaise kaitsetööstuskompleksi (MIC) ees, nagu märkis D. Rogozin oma artiklis "Venemaa vajab nutikat kaitsetööstust" (Ajaleht "Krasnaja Zvezda". 2012. - 7. veebruar - С 3) püstitati ülesanne „taastada maailma tehnoloogiline juhtpositsioon relvatootmise valdkonnas võimalikult lühikese aja jooksul”. Nagu on märgitud artiklis V. V. Putin "Olla tugev: Venemaa riikliku julgeoleku garantiid" (Ajaleht "Rossiyskaya Gazeta". - 2012. - nr 5708 (35). - 20. veebruar - lk 1-3) "Järgmise kümnendi ülesanne on tagada, et uus struktuur Kaitsevägi saaks tugineda põhimõtteliselt uuele tehnoloogiale. Tehnika, mis "näeb" kaugemale, laseb täpsemalt, reageerib kiiremini kui potentsiaalse vaenlase sarnased süsteemid."
Selle saavutamiseks on vaja põhjalikult tunda välismaal töötamise seisu, suundumusi ja põhisuundi. Loomulikult on meie spetsialistid teadus- ja arendustegevust tehes alati püüdnud seda tingimust täita. Kuid tänapäeva keskkonnas, kui „kaitsetööstusel pole võimalust kellelegi rahulikult järele jõuda, peame tegema läbimurde, saama juhtivateks leiutajateks ja tootjateks … Ainuüksi tänapäeva ohtudele ja väljakutsetele reageerimine tähendab enese hukka mõistmist. mahajääjate igavesele rollile. Peame kõigi vahenditega tagama tehnilise, tehnoloogilise ja organisatsioonilise üleoleku võimaliku vaenlase ees”(V. V. Putini artiklist).
Arvatakse, et hüpersooniliste lennukite esmakordse loomise pakkusid 1930. aastatel Saksamaal välja professor Eigen Senger ja insener Irene Bredt. Tehti ettepanek luua horisontaalselt raketikatapultile lendav õhusõiduk, mille rakettmootorid toimivad kiirusel umbes 5900 m / s, tehes kontinentidevahelise lennu, mille lennuulatus on 5-7 tuhat km piki rikošeteerivat trajektoori. kandevõime kuni 10 tonni ja maandumine lähtepunktist enam kui 20 tuhande km kaugusel.
Arvestades raketitöö arengut 1930. aastatel, olid insener S. Korolev ja piloot -vaatleja E. Burche (S. Korolev, E. Burche Rocket in the war // Tekhnika -noored. - 1935. - nr 5. - lk 57 -59) pakkus välja raketilahingulennuki-stratoplane kasutamise skeemi: „Pommitamisel tuleb arvesse võtta asjaolu, et tabamuste täpsus kümnete kilomeetrite kõrguselt ja stratoplaani tohutu kiirusega peaks olema tühine. Kuid teisest küljest on see täiesti võimalik ja väga oluline on lähenemine sihtmärgile stratosfääris väljaspool maapealseid relvi, kiire laskumine, pommitamine normaalsest kõrgusest, mis tagab vajaliku täpsuse, ja seejärel välkkiire tõus. kättesaamatule kõrgusele."
Ülemaailmse streigi kontseptsioon, mis põhineb hüpersoonilistel relvadel
Praegu hakatakse seda ideed praktiliselt ellu viima. Ameerika Ühendriikides sõnastati 1990ndate keskel Global Reach - Global Power kontseptsioon. Selle kohaselt peaks Ameerika Ühendriikidel olema võimalus lüüa 1-2 tunni jooksul pärast tellimuse saamist maapinnale ja pinnale suunatud sihtmärke kõikjal maailmas, kasutamata välisriikide sõjaväebaase, kasutades tavarelvi, näiteks UAB. Seda saab teha uue hüpersoonilise relva abil, mis koosneb hüpersoonilisest kandeplatvormist ja lahingukoormusega autonoomsest õhusõidukist, eelkõige UAB -st. Selliste relvade peamised omadused on suur kiirus, kaugus, piisavalt kõrge manööverdusvõime, halb nähtavus ja kõrge töö efektiivsus.
USA relvajõudude Promt Global Strike ("Rapid Global Strike") laiaulatusliku programmi raames, mis võimaldab ühe tunni jooksul rünnata tavapäraste (mitte-tuuma) kineetiliste relvadega planeedi mis tahes punktis. ja mida teostatakse USA armee huvides, töötatakse välja uue põlvkonna hüpersooniline löögisüsteem kahes variandis:
• esimene, nimega AHW (Advanced Hypersonic Weapon), kasutab ülehelikiirguse platvormina ühekordselt kasutatavat kanderaketti, millele järgneb ülehelikiirusega õhusõiduki sihtmärgi AHW (hüpersoonilist liuglennukit võib nimetada ka manööverduspeaks), mis on varustatud juhitava õhuga pommid sihtmärgi tabamiseks;
• teine, nimega FALCON HCV-2 hüpersooniline löögisüsteem, kasutab hüpersoonilist lennukit, et luua tingimused autonoomse hüpersoonilise liuglennuki CAV käivitamiseks, mis lendab sihtmärgini ja hävitab selle UAB abil.
Tehnilise lahenduse esimesel versioonil on märkimisväärne puudus, milleks on see, et AHW stardipunkti hüpersoonilist mürsku toimetav kanderaketti võib ekslikult pidada tuumalõhkepeaga raketiks.
2003. aastal töötasid USA kaitseministeeriumi õhujõud ja arenenud arendusamet (DARPA) välja omaenda arengutest ja tööstuse ettepanekutest täiustatud hüpersooniliste süsteemide jaoks välja uue lootustandva hüpersoonilise löögisüsteemi kontseptsiooni nimega FALCON (Force Application and Käivitamine USA mandriosa stardilt Ameerika Ühendriikide mandrilt ") või" Falcon ". Selle kontseptsiooni kohaselt koosneb FALCONi löögisüsteem hüpersoonilisest korduvkasutatavast (näiteks mehitamata) lennukikandjast HCV (Hypersonic Cruise Vehicle - õhusõiduk, mis lendab suurusjärgus 40–60 km hüperhelikiirusel, lahinguga kandevõime kuni 5400 kg ja vahemik 15 -17000 km) ning korduvkasutatav hüpersooniline väga manööverdusvõimeline juhitav õhusõiduki raam CAV (Common Aero Vehicle -unified autonomis lennuk), mille aerodünaamiline kvaliteet on 3-5. HCV sõidukite baas peaks olema lennuväljadel, mille raja pikkus on kuni 3 km.
Lockheed-Martin valiti HCV hüpersoonilise löögiaparaadi ja FALCON löögisüsteemi CAV kohaletoimetamise sõiduki juhtivarendajaks. 2005. aastal alustas ta tööd nende tehnilise välimuse väljaselgitamiseks ja projektide tehnoloogilise teostatavuse hindamiseks. Töösse on kaasatud ka suurimad USA lennundusettevõtted - Boeing, Northrop Grumman, Andrews Space. Programmi tehnoloogilise riski kõrge taseme tõttu viidi läbi kohaletoimetamissõidukite ja nende kandjate katseproovide mitme variandi kontseptuaalsed uuringud, hinnates manööverdusvõimet ja juhitavust.
Kui see hüperhelikiirusel kandurilt maha kukub, võib see kuni 16 000 km kaugusel asuvale sihtmärgile toimetada erinevaid lahingukoormusi, mille maksimaalne kaal on 500 kg. Seade peaks olema valmistatud paljutõotava aerodünaamilise skeemi järgi, mis tagab kõrge aerodünaamilise kvaliteedi. Seadme uuesti sihtimiseks lennul ja sihtmärkide tabamiseks, mis avastati kuni 5400 km raadiuses, peaks selle varustus sisaldama seadmeid reaalajas andmevahetuseks erinevate luuresüsteemide ja juhtimispunktidega. Statsionaarsete väga kaitstud (maetud) sihtmärkide lüüasaamine tagatakse 500 kg kaliibriga hävitavate vahendite abil, millel on läbitungiv lõhkepea. Täpsus (ümmargune tõenäoline kõrvalekalle) peaks olema umbes 3 m sihtkiirusel kuni 1200 m / s.
Aerodünaamiliste juhtimisseadmetega CAV hüperhelikiirusel libiseva õhusõiduki mass on ligikaudu 900 kg, millest kandelennuk suudab kanda kuni kuus, kandes oma võitlusruumis kahte tavalist õhupommi, mis kaaluvad 226 kg. Pommide kasutamise täpsus on väga kõrge - 3 meetrit. Tegeliku CAV tööulatus võib olla umbes 5000 km. Joonisel fig. Joonisel 2 on kujutatud läbitungivate kahjustuste eraldamise diagramm täispuhutavate kestade abil.
FALCON hüpersoonilise löögisüsteemi lahingukasutuse skeem näeb välja järgmine. Pärast ülesande saamist tõuseb HCV hüperhelipommitaja tavapäraselt lennuväljalt ja kiirendab kombineeritud tõukejõusüsteemi (DP) kasutades kiirusele, mis vastab ligikaudu M = 6. Kui see kiirus on saavutatud, lülitub tõukejõusüsteem režiimi hüpersoonilisest ramjetmootorist, kiirendades lennukit M = 10 ja vähemalt 40 km kõrgusel. Antud hetkel eraldub kandelennukist CAV hüperheliklassiga lennuk, mis pärast lahinguülesande täitmist sihtmärkide alistamiseks naaseb ühe USA ülemereterritooriumi lennubaasi lennuväljale (kui CAV on varustatud oma mootoriga ja vajalikku kütusevarustust, võib see naasta Ameerika Ühendriikide mandriosa) (joonis 3).
Võimalikud on kahte tüüpi lennuteed. Esimene tüüp iseloomustab hüpersoonilise lennuki lainelist trajektoori, mille pakkus välja Saksa insener Eigen Zenger pommitusprojektis Teise maailmasõja ajal. Lainelise trajektoori tähendus on järgmine. Kiirenduse tõttu lahkub seade atmosfäärist ja lülitab mootori välja, säästes kütust. Seejärel naaseb lennuk gravitatsiooni mõjul atmosfääri ja lülitab uuesti mootori sisse (lühikeseks ajaks, ainult 20–40 sekundiks), mis viskab seadme taas kosmosesse. Selline trajektoor aitab lisaks kauguse suurendamisele kaasa ka pommitaja konstruktsiooni jahutamisele, kui see on ruumis. Lennukõrgus ei ületa 60 km ja lainesamm on umbes 400 km. Teist tüüpi trajektooril on klassikaline sirgjooneline lennutrajektoor.
Katseuuringud hüpersooniliste relvade loomise kohta
Pakuti välja hüpersoonilised mudelid HTV (Hypersonic Test Vehicle) massiga umbes 900 kg ja pikkusega kuni 5 m, et hinnata nende lennutulemusi, juhitavust ja soojuskoormust kiirustel M = 10-HTV-1, HTV-2, HTV-3.
Aparaat HTV-1, mille kontrollitud lennuaeg oli 800 s kiirusel M = 10, eemaldati testimisest, kuna tehnoloogiliselt oli kuumakindla korpuse tootmine keerukas ja valed disainilahendused (joonis 4).
Seade HTV-2 on valmistatud teravate esiservadega integreeritud vooluahela järgi ja tagab kvaliteedi 3, 5-4, mis, nagu arendajad usuvad, tagab etteantud libisemisulatuse, samuti manööverdusvõime ja juhitavuse aerodünaamiliste kilpide abil vajaliku täpsusega sihtimiseks (joonis 5). USA Kongressi Uurimisteenistuse (CRS) andmetel on hüperheliseade FALCON HTV-2 võimeline tabama sihtmärke vahemikus kuni 27 000 km ja kiirusel kuni 20 Mach (23 000 km / h).
HTV-3 on HCV hüperhelikiirusega lennuki mastaap, mille aerodünaamiline kvaliteet on 4-5 (joonis 6). Mudel on mõeldud HCV õhusõidukite edasiarendamise huvides, et hinnata vastuvõetud tehnoloogilisi ja disainilahendusi, aerodünaamilisi ja lennuomadusi, samuti manööverdusvõimet ja juhitavust. Lennukatsetused pidid toimuma 2009. aastal. Mudeli valmistamise ja lennukatsete läbiviimise kogumaksumus on hinnanguliselt 50 miljonit dollarit.
Šokikompleksi katsed pidid läbi viima aastatel 2008-2009. kanderakette kasutades. Helihelikiirusega õhusõiduki HTV-2 katselennu skeem on näidatud joonisel fig. 7.
Nagu uuringud on näidanud, seostatakse hüperhelikiirusega õhusõiduki loomise peamised problemaatilised küsimused elektrijaama arendamise, kütuse ja konstruktsioonimaterjalide valiku, aerodünaamika ja lennudünaamika ning juhtimissüsteemiga.
Aerodünaamilise paigutuse ja õhusõiduki konstruktsiooni valik peaks põhinema tingimustel, mis tagavad õhu sisselaskeava, elektrijaama ja muude õhusõiduki elementide ühise toimimise. Hüperhelikiirusel muutuvad esmajärjekorras esmajärjekorras küsimusteks aerodünaamiliste juhtimisseadmete tõhususe uurimine minimaalsete stabiliseerimis- ja juhtpindadega, hingemomentidega, eriti sihtpiirkonnale kiirusega umbes 1600 m / s lähenedes. tagada konstruktsiooni tugevus ja ülitäpne suunamine eesmärgini.
Esialgsete uuringute kohaselt ulatub hüpersoonilise sõiduki pinnal temperatuur 1900 ° C-ni, samas kui pardaseadmete normaalseks toimimiseks ei tohiks sektsiooni sisetemperatuur ületada 70 ° C. Seetõttu on seadme korpus peab olema kuumuskindel kest, mis on valmistatud kõrge temperatuuriga materjalidest, ja mitmekihiline termokaitse, mis põhineb olemasolevatel ehitusmaterjalidel.
Helihelikiirusega sõiduk on varustatud kombineeritud inertsiaalse satelliitjuhtimissüsteemiga ja tulevikus otsast lõpuni optilise elektroonilise või radaritüüpi juhtimissüsteemiga.
Sirgjoonelise lennu tagamiseks on sõjaliste süsteemide jaoks kõige lootustandvamad ramjetmootorid: SPVRD (ülehelikiirusel töötav ramjetmootor) ja scramjet-mootor (hüpersooniline ramjetmootor). Need on lihtsa konstruktsiooniga, kuna neil pole praktiliselt ühtegi liikuvat osa (välja arvatud kütusevarustuspump), mis kasutavad tavapäraseid süsivesinikkütuseid.
CAV-aparaadi aerodünaamiline paigutus ja disain töötatakse välja projekti X-41 raames ning kandelennukid-programmi X-51 raames. Programmi X-51A eesmärk on demonstreerida scramjet-mootori loomise võimalusi, kuumuskindlate materjalide väljatöötamist, õhusõiduki raami ja mootori integreerimist, aga ka muid lennuks vajalikke tehnoloogiaid vahemikus 4, 5-6, 5 M. Selle programmi raames tehakse tööd ka tavapärase lõhkepeaga ballistilise raketi, hüperhelilise raketi X-51A Waverider ja orbitaalse drooni X-37B loomiseks.
CRSi andmetel oli programmi rahastamine 2011. aastal 239,9 miljonit dollarit, millest 69 miljonit dollarit kulutati AHW -le.
USA kaitseministeerium viis läbi uue libiseva hüpersoonilise pommi AHW (Advanced Hypersonic Weapon) katse. Laskemoona test toimus 17. novembril 2011. Testi peamine eesmärk oli testida laskemoona manööverdusvõimet, juhitavust ja vastupidavust kõrgetele temperatuuridele. On teada, et AHW käivitati atmosfääri ülemisse ossa Hawaiil asuvast lennubaasist välja lastud võimendusraketi abil (joonis 9). Pärast laskemoona raketist eraldamist kavandas ta ja tabas sihtmärki Marshalli saartel Kwajaleini atolli lähedal, mis asub Hawaiist neli tuhat kilomeetrit edelas, hüperhelikiirusel, mis on viis korda kiirem. Lend kestis vähem kui 30 minutit.
Pentagoni pressiesindaja Melinda Morgani sõnul oli laskemoona testimise eesmärk koguda andmeid õhukanalite aerodünaamika, selle käsitsemise ja kõrgete temperatuuride vastupidavuse kohta.
HTV-2 viimased testid toimusid 2011. aasta augusti keskel ja ei andnud tulemusi (joonis 10).
Ekspertide sõnul on 2015. aastaks võimalik kasutusele võtta uue põlvkonna esimese põlvkonna šokk-hüpersooniline süsteem. Peetakse vajalikuks pakkuda ühekordselt kasutatavat kanderaketti päevas kuni 16 käivitamist. Käivitamise maksumus on umbes 5 miljonit dollarit.
Täiemahulise löögisüsteemi loomist on oodata mitte varem kui 2025–2030.
USA-s tehtud uuringute põhjal S. Korolevi ja E. Burche poolt 1930. aastatel välja pakutud idee raketimootoriga stratoplan-õhusõiduki sõjaliseks kasutamiseks on hakatud ellu viima projektides, mille eesmärk on luua uue põlvkonna hüpersoonilised löögirelvad.
UAB kasutamine hüpersoonilise autonoomse sõiduki osana sihtmärgi ründamisel seab kõrged nõudmised ülitäpse juhtimise tagamisele hüperhelikiiruse tingimustes ja seadmete termilisele kaitsele kineetilise kuumutamise mõjude eest.
Ameerika Ühendriikides hüpersooniliste relvade loomisel tehtud töö näitel näeme, et UAB lahingukasutuse võimalused pole kaugeltki ammendatud ja neid ei määra mitte ainult UAB enda taktikalised ja tehnilised omadused, mis tagab etteantud ulatuse, täpsuse ja hävimise tõenäosuse, aga ka kohaletoimetamise teel. Lisaks saab selle projekti elluviimisega lahendada ka rahumeelse ülesande - toimetada hädas olev kauba- või päästevarustus viivitamatult ükskõik kuhu maailma.
Esitatud materjal paneb meid tõsiselt mõtlema kodumaiste juhitavate löögisüsteemide peamiste arengusuundade sisu üle aastani 2020-2030. Samas on vaja arvestada D. Rogozini avaldusega (Rogozin D. Töö täpse algoritmi kallal // Riigikaitse. - 2012. - nr 2. - Lk 34-406): „… peame loobuma mõttest “järele jõuda ja mööduda” … Ja on ebatõenäoline, et kogume kiiresti jõudu ja võimeid, mis võimaldaksid meil uskumatul kiirusel kõrgtehnoloogilistele riikidele järele jõuda. Seda pole vaja teha. Meil on vaja midagi muud, palju keerulisemat … Tuleb arvutada kuni 30 -aastase väljavaatega relvastatud võitluse läbiviimise käik, selle punkti kindlaksmääramine, selleni jõudmine. Et mõista, mida me vajame, st et valmistada relvi mitte homseks või isegi ülehomme, vaid ajalooliseks nädalaks … Ma kordan, ärge mõelge sellele, mida nad USA -s, Prantsusmaal, Saksamaal teevad, mõelge, mis neil on 30 aasta pärast. Ja peate looma midagi, mis on parem kui praegu. Ärge järgige neid, proovige aru saada, kuhu kõik läheb, ja siis me võidame."
See tähendab, et on vaja mõista, kas selline ülesanne on meie jaoks tekkinud ja kui jah, siis kuidas seda lahendada.
