Hypersound on kujunemas relvade ja jälgimisplatvormide järgmise võtmeparameetrina ning seetõttu tasub lähemalt uurida USA, Venemaa ja India selles valdkonnas tehtavaid uuringuid
USA kaitseministeerium ja teised valitsusasutused arendavad hüpersoonilist tehnoloogiat kahe vahetu ja ühe pikaajalise eesmärgi saavutamiseks. USA õhujõudude uurimislabori (AFRL) kiirsüsteemide juhi Robert Mercieri sõnul on kaks lähedalasuvat sihtmärki hüpersoonilised relvad, mis peaksid olema tehnoloogiliselt valmis 1920. aastate alguses, ning mehitamata jälgimissõiduk, mis olla kasutuselevõtuks valmis 1920ndate lõpus või 30ndate alguses ning hüpersoonilised sõidukid järgnevad sellele kaugemas tulevikus.
"Kosmoseuuringud õhujoaga mootoriga kosmoseaparaatide abil on palju kaugem väljavaade," ütles ta intervjuus. "On ebatõenäoline, et hüpersoonilised kosmoseaparaadid on valmis enne 2050ndaid." Mercier lisas, et üldine arengustrateegia on alustada väikerelvast ja seejärel tehnoloogia ja materjalide arenedes laieneda õhu- ja kosmosesõidukitele.
Kaitseministeeriumi relvasüsteemide, hangete, tehnoloogia ja varustuse osakonna direktor Spiro Lekoudis kinnitas, et hüperhelilised relvad on tõenäoliselt esimene hankeprogramm, mis ilmub pärast selle tehnoloogia väljatöötamist ministeeriumi ja selle partnerorganisatsioonide poolt. "Lennuk on kindlasti palju pikemaajalisem projekt kui relv," ütles ta intervjuus. USA õhujõudud peaksid demonstreerima kiirrünnakurelva (HSSW) - ühise arenduse koos kaitsealaste täiustatud uurimisprojektide agentuuriga (DARPA) - umbes 2020. aastal, mil Pentagon otsustab, kuidas seda tehnoloogiat kõige paremini üle kanda. arendusprogrammi ja hüperheliliste rakettide ostmisse.
"HSSW -tehnoloogia demonstreerimiseks on kaks peamist teadustööd," ütleb AFRL -i kava- ja programmikujundaja Bill Gillard. "Esimene on Lockheed Martini ja Raytheoni taktikalise kiirenduse planeerimise programm TBG (Tactical BoosWSIide) ja teine on HAWC (Hypersonic Air-hingav relvakontseptsioon), mida juhib Boeing."
"Vahepeal viib AFRL läbi veel ühe põhjaliku uuringu, et täiendada DARPA ja USA õhujõudude projekte," ütles Gillard. Näiteks hügieenika jaoks mõeldud korduvkasutatavate õhusõidukite kontseptsiooni (REACH) kontseptsiooni valideerimise raames tehti lisaks algmaterjalide uurimisele mitmeid katseid väikeste ja keskmise suurusega ramjetmootoritega. "Meie eesmärk on reklaamida andmebaasi ning arendada ja demonstreerida tehnoloogiaid, mida saab uute süsteemide loomiseks kasutada." AFRL-i pikaajalised fundamentaaluuringud keraamilisest maatriksist koosnevate komposiitmaterjalide ja muude kuumakindlate materjalide täiustamise valdkonnas on paljulubavate hüpersooniliste sõidukite loomisel äärmiselt olulised.
AFRL ja teised Pentagoni laborid töötavad intensiivselt paljutõotavate hüpersooniliste sõidukite kahe peamise aspekti kallal: võimalus korduvkasutada ja suurendada nende suurust."AFRL -is on isegi suundumus edendada korduvkasutatavate ja suuremate hüpersooniliste süsteemide kontseptsiooni," ütles Gillard. "Oleme kõik need tehnoloogiad keskendunud sellistele projektidele nagu X-51 ja REACH on teine."
"Boeingi raketi X-51A WaveRider 2013. aasta demonstratsioon on aluseks USA õhujõudude hüpersoonilistele relvastusplaanidele," ütles AFRLi relvaosakonna lennundusprojektide peainsener John Leger. "Uurime X-51 projekti väljatöötamisel saadud kogemusi ja kasutame neid HSSW arendamisel."
Samaaegselt hüperhelikiiruse tiibraketi X-51 projektiga töötasid erinevad uurimisorganisatsioonid välja ka suuremad (10x) ramjetmootorid (ramjet), mis "tarbivad" 10 korda rohkem õhku kui mootor X-51. "Need mootorid sobivad ideaalselt selliste süsteemide jaoks nagu kiirvalve, luure- ja luureplatvormid ning atmosfääri tiibraketid," ütles Gillard. "Ja lõpuks on meie plaanid liikuda edasi numbri 100 poole, mis võimaldab juurdepääsu õhku hingavate süsteemide abil kosmosesse."
AFRL uurib ka võimalust integreerida hüpersooniline ramjetmootor kiire turbiinimootori või raketiga, et saavutada piisav tõukejõud suurte Machi arvude saavutamiseks. „Uurime kõiki võimalusi ülehelikiirusega lennukimootorite tõhususe parandamiseks. Tingimused, milles nad peavad lendama, ei ole täiesti soodsad."
1. mail 2013 läbis rakett Kh-51A WaveRider edukalt lennutestid. Katseaparaat eemaldati lennukist B-52H ja kiirendati raketikiirendi abil kiirusele 4,8 Machi numbrit (M = 4, 8). Seejärel eraldus X-51A gaasipedaalist ja käivitas oma mootori, kiirendas 5, 1 Machini ja lendas 210 sekundit, kuni kogu kütus oli läbi põlenud. Õhuvägi kogus 3700 sekundilise lennu kohta kõik telemeetriaandmed. Pratt & Whitney Rocketdyne'i osakond on välja töötanud WaveRideri mootori. Hiljem müüdi see divisjon Aerojetile, kes jätkab tööd hüperheliliste elektrijaamade kallal, kuid ei anna sellel teemal mingeid üksikasju.
Varem, aastatel 2003–2011, töötas Lockheed Martin koos DARPAga välja Falcon Hypersonic Technology Vehicle-2 esialgse kontseptsiooni. Nende sõidukite võimendi, mis käivitati Californias Vandenbergi lennubaasist, oli Minotaur IV kerge rakett. HTV-2 esmane lend 2010. aastal kogus andmeid, mis näitasid edusamme aerodünaamiliste omaduste, tulekindlate materjalide, termokaitsesüsteemide, autonoomsete lennuohutussüsteemide ning kaugele lennatavate hüpersooniliste lennujuhtimis-, navigatsiooni- ja juhtimissüsteemide osas.
2010. aasta aprillis ja 2011. aasta augustis viidi edukalt läbi kaks demonstratiivstardi, kuid DARPA avalduste kohaselt kaotasid Falconi sõidukid mõlemal korral lennu ajal plaanitud kiirust M = 20 saavutanud juhtimiskeskusega mitmeks minutiks ühenduse.
Programmi X-51A tulemusi kasutatakse nüüd HSSW projektis. Relvastus- ja juhtimissüsteemi arendatakse kahes näidisprogrammis: HAWC ja TBG. DARPA sõlmis 2014. aasta aprillis lepingud Raytheonile ja Lockheed Martinile TBG programmi arendamise jätkamiseks. Ettevõtted said vastavalt 20 ja 24 miljonit dollarit. Vahepeal arendab Boeing HAWC projekti. Tema ja DARPA keelduvad selle lepingu kohta üksikasju avaldamast.
Programmide TBG ja HAWC eesmärk on kiirendada relvasüsteeme kiirusele M = 5 ja kavandada neid edasi oma otstarbeks. Sellised relvad peavad olema manööverdatavad ja kuumuskindlad. Lõppkokkuvõttes suudavad need süsteemid jõuda peaaegu 60 km kõrgusele. Hüpersoonilise raketi jaoks välja töötatud lõhkepea mass on 76 kg, mis on ligikaudu võrdne väikese läbimõõduga pommi SDB (Small Diameter Bomb) massiga.
Kui X-51A projekt demonstreeris edukalt lennuki ja hüpersoonilise mootori integreerimist, siis TBG ja HAWC projektid keskenduvad täiustatud juhtimisele ja juhtimisele, mida Falconi või WaveRideri projektides täielikult ei rakendatud. Otsijate alamsüsteemid (GOS) tegelevad mitme USA õhujõudude relvalaboriga, et veelgi suurendada hüpersooniliste süsteemide võimalusi. 2014. aasta märtsis ütles DARPA oma avalduses, et projektiga TBG, mis peaks valmima 2020. aastaks näidislennuga, püüavad partnerfirmad välja töötada tehnoloogiaid taktikalise hüpersoonilise liuglussüsteemi jaoks, mille rakettvõimendi käivitatakse kandelennukilt.
„Programm käsitleb süsteemi- ja tehnoloogilisi probleeme, mis on vajalikud raketi võimendajaga hüpersoonilise libisemissüsteemi loomiseks. Nende hulka kuulub vajalike aerodünaamiliste ja aerotermodünaamiliste omadustega aparatuuri kontseptsioonide väljatöötamine; juhitavus ja töökindlus mitmesugustes töötingimustes; süsteemi ja allsüsteemi omadused, mis on vajalikud tõhususe tagamiseks asjakohastes töötingimustes; lõpuks lähenemisviisid kulude vähendamiseks ning katsesüsteemi ja tulevaste tootmissüsteemide taskukohasuse suurendamiseks,”seisis avalduses. TBG projekti õhusõiduk on lõhkepea, mis eraldub gaasipedaalist ja libiseb kiirusel kuni M = 10 või rohkem.
Vahepeal demonstreeritakse HAWC programmi raames pärast projekti X -51A hüperhelikiirusel töötavat tiibraketti, millel on ramjetmootor, väiksematel kiirustel - ligikaudu M = 5 ja kõrgemal. "HAWC tehnoloogia võib laieneda paljulubavatele korduvkasutatavatele hüperhelikiirusega õhuplatvormidele, mida saab kasutada luuresõidukitena või juurdepääsuna kosmosesse," seisis DARPA avalduses. DARPA ega Boeingi emaettevõtja ei ole avalikustanud kõiki oma ühisprogrammi üksikasju.
Kuigi kaitseministeeriumi peamised hüpersoonilised sihtmärgid on relvasüsteemid ja luureplatvormid, alustas DARPA 2013. aastal uut programmi, mille eesmärk on välja töötada korduvkasutatav mehitamata hüpersooniline võimendi, et käivitada madalal orbiidil väikesed satelliidid, mis kaaluvad 1360–2270 kg ja mis on samaaegselt katselaboriks. hüpersoonilised sõidukid. Kongressi avalduse kohaselt sõlmis amet 2015. aasta juulis Boeingile ja tema partnerile Blue Origin 6,6 miljoni dollari suuruse lepingu, et jätkata tööd XS-1 eksperimentaalse lennukiga. 2014. aasta augustis teatas Northrop Grumman, et teeb koostööd ka Scaled Composites ja Virgin Galacticuga XS-1 programmi tehnilise disaini ja lennuplaani kallal. Ettevõte sai 13-kuulise lepingu väärtusega 3,9 miljonit dollarit.
XS-1-l on eeldatavasti korduvkasutatav stardivõimendi, mis koos ühekordse võimendusastmega tagab 1360 kg klassi sõiduki taskukohase tarnimise LEO-le. Lisaks odavale stardile, mis on hinnanguliselt kümnendik praeguse raske raketiheite maksumusest, on XS-1 tõenäoliselt ka uute hüpersooniliste sõidukite katselabor.
DARPA sooviks lõpuks XS-1 iga päev turule tuua vähem kui 5 miljoni dollari eest lennu kohta. Juhtkond soovib hankida seadme, mille kiirus ületab 10 Machi numbrit. Taotletud tööpõhimõtted "nagu lennuk" hõlmavad horisontaalseid maandumisi tavalistel maandumisradadel, lisaks peab start olema tõstukiheitjast, lisaks peab olema minimaalne infrastruktuur ja maapealne personal ning kõrge autonoomia. Esimene katseorbiit lend on planeeritud 2018. aastasse.
Pärast mitut NASA ebaõnnestunud katset, mis algasid 1980ndatel, sellise süsteemi väljatöötamiseks nagu XS-1, usuvad sõjaväeuurijad, et tehnoloogia on piisavalt küpsenud tänu kergete ja odavate komposiitide edusammudele ning täiustatud soojuskaitsele.
XS-1 on üks paljudest Pentagoni projektidest, mille eesmärk on vähendada satelliitide käivitamise kulusid. Seoses USA kaitse-eelarve kärpimisega ja teiste riikide võimekuse suurendamisega muutub rutiinne juurdepääs kosmosele üha enam riikliku julgeoleku prioriteediks. Raskete rakettide kasutamine satelliitide käivitamiseks on kallis ja nõuab keerulist strateegiat koos väheste võimalustega. Need traditsioonilised turuletoomised võivad maksta sadu miljoneid dollareid ja nõuavad kalli infrastruktuuri hooldamist. Kuna USA õhuväed nõuavad, et seadusandjad annaksid dekreedi, et peatada Venemaa RD-180 rakettmootorite kasutamine Ameerika satelliitide lennutamiseks, aitavad DARPA hüpersoonilised uuringud oluliselt lühendada teed, mis tuleb läbida, tuginedes ainult oma jõududele ja tähendab.
Venemaa: kaotatud aja korvamine
Nõukogude Liidu eksisteerimise lõpus projekteeris Dubna masinaehitusbüroo MKB "Raduga" GELA (Hypersonic Experimental Aircraft), millest pidi saama X-90 strateegilise õhkraketi prototüüp ("Toode 40 ") ramjetmootoriga" Toode 58 "Arendaja TMKB (Turaevskoe masinaehitusbüroo)" Sojuz ". Rakett pidi suutma kiirendada 4,5 Machi numbrite kiirusele ja selle lennuulatus on 3000 km. Moderniseeritud strateegilise pommitaja Tu-160M standardrelvade komplekt pidi sisaldama kahte raketti X-90. Töö ülehelikiirusega tiibrakett Kh-90 katkestati 1992. aastal laboratoorses staadiumis ja GELA aparaati ennast näidati 1995. aastal lennundusnäitusel MAKS.
Kõige põhjalikuma teabe praeguste hüpersooniliste õhutõrjeprogrammide kohta esitas endine Vene õhujõudude peastaabi ülem Alexander Zelin loengus, mille ta pidas 2013. aasta aprillis Moskvas lennukitootjate konverentsil. Zelini sõnul viib Venemaa läbi kaheastmelise programmi hüpersoonilise raketi väljatöötamiseks. Esimene etapp näeb ette 2020. aastaks välja töötada strateegilise alaraketi, mille lennuulatus on 1500 km ja mille kiirus on ligikaudu M = 6. Järgmisel kümnendil tuleks välja töötada rakett kiirusega 12 Machi, mis on võimeline jõudma mis tahes maailma punkti.
Tõenäoliselt on Zelini mainitud rakett Mach 6 toode 75, mis on samuti tähistatud GZUR (HyperSonic Guided Missile), mis on praegu Tactical Missiles Corporationi tehnilise projekteerimise etapis. "Toote 75" pikkus on ilmselt 6 meetrit (maksimaalne suurus, mida Tu-95MS-i pommilahtrisse mahub; see mahub ka pommitaja Tu-22M relvastuskambrisse) ja kaalub umbes 1500 kg. Selle peaks liikuma panema Soyuz TMKB väljatöötatud ramjetmootor Product 70. Selle aktiivset radariotsijat Gran-75 arendab praegu Kamensk-Uralsky Detal UPKB, lairiba passiivset juhtimispead aga Omski keskne disainibüroo.
2012. aastal alustas Venemaa eksperimentaalse hüperhelikiirusega sõiduki lennukatsetusi, mis olid kinnitatud Tu-23MZ pikamaa ülehelikiirusega pommitaja (NATO tähis "Backfire") vedrustuse külge. Mitte varem kui 2013. aastal tegi see seade oma esimese tasuta lennu. Hypersonic seade on paigaldatud raketi X-22 (AS-4 "Kitchen") ninasektsiooni, mida kasutatakse stardi võimendina. See kombinatsioon on 12 meetrit pikk ja kaalub umbes 6 tonni; hüpersooniline komponent on umbes 5 meetrit pikk. 2012. aastal lõpetas Dubna masinaehitustehas nelja X-22 ülehelikiirusel õhulennuga laevatõrjerakettide (ilma otsija ja lõhkepeadeta) ehitamise, mida kasutataks ülehelikiirusega sõidukite katsetamisel. Rakett käivitatakse Tu-22MZ alusvedrust kiirustel kuni 1, 7 Mach ja kõrgusel kuni 14 km ning kiirendab katsesõidukit 6, 3 Machini ja 21 km kõrgusele enne nähtavale areneva testkomponendi käivitamist kiirus 8 Machi numbrit.
Venemaalt oodati osalemist tagasilöögist välja lastud prantsuse MBDA LEA hüpersoonilise sõiduki sarnastes lennutestides. Olemasolevate andmete kohaselt on aga testhüpersooniline komponent ürgselt vene projekt.
2012. aasta oktoobris-novembris sõlmisid Venemaa ja India eellepingu BrahMos-II hüpersoonilise raketi kallal töötamiseks. Koostööskeem hõlmab MTÜ -d Mashinostroeniya (rakett), TMKB Sojuz (mootor), TsAGI (aerodünaamika uuringud) ja TsIAM (mootori arendus).
India: uus mängija väljakul
Pärast kokkulepet Venemaaga ühises arengus käivitati 1998. aastal India raketiprogramm BrahMos. Lepingu kohaselt olid peamised partnerid Venemaa MTÜ Mashinostroyenia ja India kaitseuuringute ja -arenduse organisatsioon (DRDO).
Selle esimene versioon on kaheastmeline ülehelikiirusel kasutatav tiibrakett koos radari juhtimisega. Esimese astme tahke raketikütusega mootor kiirendab raketi ülehelikiirusele, teise astme vedelkütusega ramjet aga raketi kiirusele M = 2. 8. BrahMos on tegelikult India versioon Vene rakett Yakhont.
Kui BrahMos rakett oli juba India armeele, mereväele ja lennundusele kohale toimetatud, siis 2009. aastal tehti otsus alustada BrahMos-II raketi hüpersoonilise versiooni väljatöötamist.
Vastavalt tehnilisele disainile lendab BrahMos-ll (Kalam) kiirusega üle 6 Machi ja on suurema täpsusega võrreldes BrahMos-A variandiga. Raketi maksimaalne laskekaugus on 290 km, mida piirab Venemaa allkirjastatud raketitehnoloogia juhtimisrežiim (see piirab raketti, mille lennuulatus on partnerriigi jaoks üle 300 km). BrahMos-2 raketi kiiruse suurendamiseks kasutatakse hüpersoonilist ramjetmootorit ja mitme allika andmetel arendab Vene tööstus selle jaoks spetsiaalset kütust.
BrahMos-II projekti puhul tehti võtmeotsus säilitada eelmise versiooni füüsilised parameetrid, et uus rakett saaks kasutada juba välja töötatud kanderakette ja muud infrastruktuuri.
Uue variandi eesmärgiks on kindlustatud sihtmärgid, nagu maa -alused varjualused ja relvahoidlad.
BrahMos-II raketi mastaap näidati Aero India 2013-l ja prototüübi katsetamine peaks algama 2017. (Hiljuti toimunud näitusel Aero India 2017 esitleti hävitajat Su-30MKI, millel oli Brahmose rakett alumisel püstolil). 2015. aastal ütles Brahmos Aerospace'i tegevdirektor Kumar Mishra intervjuus, et täpne konfiguratsioon tuleb veel heaks kiita ja täieõiguslikku prototüüpi on oodata mitte varem kui 2022. aastal.
Üks peamisi väljakutseid on BrahMos-II jaoks disainilahenduste leidmine, mis võimaldaksid raketil taluda äärmuslikke temperatuure ja ülehelikiirusega lendude koormusi. Kõige raskemate probleemide hulgas on selle raketi valmistamiseks sobivaimate materjalide otsimine.
DRDO on hinnanguliselt investeerinud ligikaudu 250 miljonit dollarit hüperhelikiirusega raketi väljatöötamisse; hetkel on Hyderabadi moodsate süsteemide laboris läbi viidud hüpersoonilise VRM -i testid, kus aruannete kohaselt saavutati tuuletunnelis kiirus M = 5, 26. Hüpersooniline tuuletunnel mängib võtit roll raketi erinevate konstruktsioonielementide katsetamiseks vajaliku kiiruse simuleerimisel.
On selge, et hüpersooniline rakett tarnitakse ainult Indiasse ja Venemaale ning seda ei saa kolmandatele riikidele müüa.
On juht
Maailma võimsaima sõjalise ja majandusliku võimuna juhib USA hüpersoonilisi arengusuundi, kuid sellised riigid nagu Venemaa ja India hoiavad seda tagasi.
2014. aastal teatas USA õhujõudude ülemjuhatus, et hüpersoonilised võimed tõusevad järgmise kümnendi esimese viie arenguprioriteedi esikohale. Hüpersoonilisi relvi on raske tabada ja need annavad võimaluse anda kaugrünnakuid kiiremini kui praegune raketitehnoloogia seda võimaldab.
Lisaks peavad mõned seda tehnoloogiat stele-tehnoloogia järglaseks, kuna suurel kiirusel ja suurel kõrgusel liikuvatel relvadel on parem eluiga kui aeglaselt madalal lendavatel süsteemidel, mis tähendab, et nad saavad sihtmärke vaidlustatud piiratud juurdepääsuga kaasata. ruumi. Tänu edusammudele õhukaitsetehnoloogiate valdkonnas ja nende kiirele levikule on ülioluline leida uusi viise "vaenlase kordonitesse" tungimiseks.
Sel eesmärgil sunnivad Ameerika seadusandjad Pentagoni kiirendama hüpersoonilise tehnoloogia arengut. Paljud neist viitavad arengutele Hiinas, Venemaal ja isegi Indias õigustamaks USA agressiivsemaid jõupingutusi selles suunas. Esindajatekoda ütles oma kaitsekulutuste seaduseelnõu versioonis, et "nad on teadlikud kiiresti arenevast ohust, mida kujutab endast hüpersooniliste relvade arendamine potentsiaalsete vastaste leeris".
Nad mainivad seal "mitmeid hiljutisi Hiinas läbi viidud hüpersooniliste relvade katseid, samuti selle valdkonna arengut Venemaal ja Indias" ning kutsuvad üles "jõuliselt edasi liikuma". "Koda usub, et kiiresti kasvavad võimed võivad ohustada riigi julgeolekut ja meie aktiivseid jõude," ütleb seadus. Eelkõige märgitakse seal ka, et Pentagon peaks selle tehnoloogia arendamise jätkamiseks kasutama "eelmistest hüperhelikatsetest järelejäänud tehnoloogiat".
USA õhujõudude ametnikud ennustavad, et korduvkasutatavad hüperhelikiirusega lennukid võivad teenistusse asuda 1940. aastateks ning sõjaliste uurimislaborite eksperdid kinnitavad neid hinnanguid. Konkurentsivõimelise lahenduse leidmine võimalike vastaste ees seaks USA soodsasse olukorda, eriti Vaikse ookeani piirkonnas, kus valitsevad pikad vahemaad ja eelistatakse suurt kiirust suurtel kõrgustel.
Kuna tehnoloogiat, mis peaks lähiajal „küpsema“, saab rakendada relvade ja luurelennukite arendamisel, tekib suur küsimus - millises suunas Pentagon esimesena liigub. Nii Pentagoni projektid, kaitseminister Carteri 2016. aasta veebruaris algatatud projekt "arsenali lennukid" kui ka uus kaugpommituspommitaja (LRS-B) / B-21 on platvormid, mis võivad kanda kasulikku hüpersoonilist koormust, olenemata sellest, kas olla relvad või luure- ja jälgimisvarustus.
Ülejäänud maailma, sealhulgas Venemaa ja India jaoks on edasine tee vähem selge, kui rääkida pikadest arengutsüklitest ning hüperhelikiirguse tehnoloogia ja hüperheliplatvormide tulevasest kasutuselevõtust.
