Русия е разработила стратегически ядрени сили, чийто основен компонент са междуконтинентални балистични ракети от различен тип, използвани в стационарни или мобилни наземни комплекси, както и на подводници. С известна прилика на ниво основни идеи и решения, продуктите от този клас имат забележими разлики. По -специално се използват ракетни двигатели от различни типове и класове, отговарящи на едни или други изисквания на клиента.
От гледна точка на характеристиките на електроцентралите, всички остарели, актуални и обещаващи ICBM могат да бъдат разделени на два основни класа. Такива оръжия могат да бъдат оборудвани с ракетни двигатели с течно гориво (LPRE) или двигатели с твърдо гориво (ракетни двигатели с твърдо гориво). И двата класа имат свои собствени предимства, благодарение на които намират приложение в различни проекти и досега никой от тях не е успял да изтласка „конкурент“от своята област. Въпросът за електроцентралите представлява голям интерес и заслужава отделно разглеждане.
История и теория
Известно е, че първите ракети, които се появиха преди много векове, бяха оборудвани с двигатели с твърдо гориво, използващи най-простото гориво. Такава електроцентрала запазва позициите си до миналия век, когато са създадени първите системи за течно гориво. В бъдеще развитието на двата класа двигатели протича паралелно, въпреки че ракетните двигатели с течно гориво или твърдото гориво от време на време се заменят взаимно като лидери в индустрията.
Изстрелване на ракета UR-100N UTTH с двигател с течност. Снимка Rbase.new-factoria.ru
Първите ракети с голям обсег, чието развитие доведе до появата на междуконтинентални комплекси, бяха оборудвани с течни двигатели. В средата на миналия век ракетните двигатели с течност направиха възможно получаването на желаните характеристики с помощта на наличните материали и технологии. По -късно експерти от водещи страни започнаха да разработват нови марки балистични и смесени горива, което доведе до появата на твърди горива, подходящи за използване на ICBM.
Към днешна дата както ракетите с течно, така и с твърдо гориво са получили широко разпространение в стратегическите ядрени сили на различни страни. Любопитно е, че руските ICBM са оборудвани с електроцентрали от двата класа, докато САЩ се отказаха от двигатели с течно гориво в полза на твърдо гориво преди няколко десетилетия. Въпреки тази разлика в подходите, и двете страни успяха да създадат ракетни групи с желания вид с необходимите възможности.
В областта на междуконтиненталните ракети двигателите с течно гориво бяха първите. Такива продукти имат редица предимства. Течното гориво позволява да се получи по -висок специфичен импулс, а конструкцията на двигателя позволява промяната на тягата по относително прости начини. По -голямата част от обема на ракета с двигател с течно гориво се заема от резервоари за гориво и окислител, което по определен начин намалява изискванията за здравината на корпуса и опростява производството му.
В същото време ракетните двигатели с течно гориво и снабдените с тях ракети не са без недостатъци. На първо място, такъв двигател се отличава с най -високата сложност на производството и експлоатацията, което влияе отрицателно върху цената на продукта. ICBM на първите модели имаха недостатък под формата на сложност на подготовката за изстрелване. Зареждането с гориво и окислител е извършено непосредствено преди старта и освен това в някои случаи е свързано с някои рискове. Всичко това се отрази негативно на бойните качества на ракетната система.
Ракети с течно гориво R-36M в транспортни и стартови контейнери. Снимка Rbase.new-factoria.ru
Ракетният двигател на твърдо гориво и ракетата, изградена на негова основа, имат положителни аспекти и предимства пред системата с течности. Основният плюс е по -ниските производствени разходи и опростения дизайн. Също така твърдите горива нямат риск от агресивни течове на гориво и освен това те се отличават с възможността за по -дълго съхранение. По време на активната фаза на полет на ICBM, двигателят с твърдо гориво осигурява по-добра динамика на ускорението, намалявайки вероятността от успешно прихващане.
Двигателят с твърдо гориво губи от течния в своя специфичен импулс. Тъй като изгарянето на твърдо гориво е почти неконтролируемо, управлението на тягата на двигателя, спирането или рестартирането изискват специални технически средства, които са сложни. Ракетното тяло с твърдо гориво изпълнява функциите на горивна камера и следователно трябва да има подходяща якост, което поставя специални изисквания към използваните агрегати, а също така влияе отрицателно върху сложността и цената на производството.
Ракетен двигател, ракетен двигател с твърдо гориво и стратегически ядрени сили
В момента стратегическите ядрени сили на Русия са въоръжени с около дузина МБР от различни класове, предназначени за решаване на спешни бойни задачи. Ракетните войски на стратегическите ракети (Стратегически ракетни сили) експлоатират пет типа ракети и очакват появата на още два нови комплекса. Същият брой ракетни системи се използват на морски подводници, но принципно нови ракети все още не са разработени в интерес на морския компонент на "ядрената триада".
Въпреки значителната си възраст, ракетите UR-100N UTTH и R-36M / M2 все още остават във войските. Такива ICBM от тежкия клас включват няколко етапа със собствени двигатели с течно гориво. С голяма маса (повече от 100 тона за UR-100N UTTKh и около 200 тона за R-36M / M2), два типа ракети носят значителен запас от гориво, което осигурява изпращането на тежка бойна глава до диапазон от най -малко 10 хиляди км.
Общ изглед на ракетата RS-28 "Sarmat". Чертеж "Държавен ракетен център" / makeyev.ru
От края на петдесетте години у нас се изследва проблемът с използването на твърди горива на обещаващи МБР. Първите реални резултати в тази област са получени в началото на седемдесетте. През последните десетилетия това направление получи нов тласък, благодарение на което се появи цяло семейство ракети с твърдо гориво, представляващи последователното развитие на общи идеи и решения, базирани на съвременни технологии.
Понастоящем ракетните войски на стратегическите ракети разполагат с ракети RT-2PM Topol, RT-2PM2 Topol-M и RS-24 Yars. В същото време всички такива ракети се експлоатират както с минни, така и с мобилни наземни пускови установки. Ракети от три типа, създадени въз основа на общи идеи, са изградени по тристепенна схема и са оборудвани с двигатели с твърдо гориво. След като са изпълнили изискванията на клиента, авторите на проектите са успели да сведат до минимум размерите и теглото на готовите ракети.
Ракетите на комплексите RT-2PM, RT-2PM2 и RS-24 имат дължина не повече от 22,5-23 m с максимален диаметър по-малък от 2 m. 1-1, 5 т. Ракетите Topol са оборудвани с неразделна бойна глава, докато Ярс, според известни данни, носи няколко отделни бойни глави. Обхватът на полета е най -малко 12 хиляди км.
Лесно е да се види, че с основните летателни характеристики на нивото на по-старите ракети с течно гориво, твърдото гориво Topoli и Yars се отличават с по-малките си размери и стартовото тегло. С всичко това обаче те носят по -малък полезен товар.
Подвижен почвен комплекс Топол. Снимка на Министерството на отбраната на Руската федерация
В бъдеще Ракетните войски със стратегическа стратегия трябва да получат няколко нови ракетни системи. Така проектът RS-26 Rubezh, който е създаден като опция за по-нататъшното развитие на системата Yars, отново предвижда използването на многоетапна схема с твърди горива на всички етапи. По-рано имаше информация, според която системата "Рубеж" е предназначена да замени стареещите комплекси РТ-2ПМ "Топол", което се отрази на основните характеристики на нейната архитектура. По своите основни технически характеристики "Рубеж" не трябва да се различава значително от "Топол", въпреки че е възможно да се използва различен полезен товар.
Друго обещаващо развитие е тежката ICBM RS-28 Sarmat. Според официалните данни този проект предвижда създаването на тристепенна ракета с течни горива. Съобщава се, че ракетата "Сармат" ще бъде с дължина около 30 метра с тегло на изстрелване над 100 т. Тя ще може да носи "традиционни" специални бойни глави или нов тип хиперзвукова ударна система. Поради използването на ракетни двигатели с течно гориво с достатъчни характеристики се очаква да се получи максимален обхват на полет на ниво 15-16 хиляди км.
ВМС разполага с няколко типа ICBM с различни характеристики и възможности. Ядрото на морския компонент на стратегическите ядрени сили в момента са балистичните ракети на подводници от семейство R-29RM: R-29RM, R-29RMU1, R-29RMU2 "Синева" и R-29RMU2.1 "Лайнер". В допълнение, най-новата ракета R-30 Bulava влезе в арсеналите преди няколко години. Доколкото е известно, сега руската индустрия разработва няколко проекта за модернизация на ракети за подводници, но не се говори за създаването на принципно нови комплекси.
В областта на вътрешните МБР за подводници има тенденции, напомнящи развитието на „сухопътни“комплекси. По-старите продукти R-29RM и всички опции за тяхната модернизация имат три етапа и са оборудвани с няколко течни двигателя. С помощта на такава електроцентрала ракетата R-29RM е в състояние да достави четири или десет бойни глави с различна мощност с общо тегло 2, 8 тона на обсег от най-малко 8300 км. Проектът за модернизация на R- 29MR2 "Синева" предвижда използването на нови навигационни и системи за управление. В зависимост от наличното бойно натоварване ракета с дължина 14,8 м и маса 40,3 тона е способна да лети на обхват до 11,5 хиляди км.
Зареждане на ракета „Топол-М“в ракета-носител. Снимка на Министерството на отбраната на Руската федерация
По-новият проект на подводната ракета R-30 Bulava, напротив, предвиждаше използването на твърдо горивни двигатели и на трите етапа. Наред с други неща, това даде възможност да се намали дължината на ракетата до 12,1 м и да се намали стартовото тегло до 36,8 т. В същото време продуктът носи боен товар с тегло 1, 15 тона и го доставя в диапазон от до 8-9 хил. км. Не толкова отдавна беше обявено разработването на нова модификация на "Булава", различаваща се в различни размери и увеличено тегло, поради което ще бъде възможно да се увеличи бойното натоварване.
Тенденции в развитието
Известно е, че през последните десетилетия руското командване разчита на разработването на обещаващи ракети с твърдо гориво. Резултатът от това е последователният вид на комплексите Топол и Топол-М, а след това Ярс и Рубеж, чиито ракети са оборудвани с твърди горива. LRE от своя страна остават само на сравнително стари ракети „суша“, чиято експлоатация вече е към своя край.
Все още обаче не се планира пълно изоставяне на ICBM с течно гориво. Като заместител на съществуващите UR-100N UTTKh и R-36M / M2 се създава нов продукт RS-28 "Sarmat" с подобна електроцентрала. Така двигателите с течно гориво в обозримо бъдеще ще се използват само на ракети от тежък клас, докато други комплекси ще бъдат оборудвани със системи с твърдо гориво.
Ситуацията с подводни балистични ракети изглежда подобна, но има някои различия. Значителен брой ракети с течно гориво също остават в тази област, но единственият нов проект включва използването на твърди горива. По -нататъшното развитие на събитието може да се предвиди чрез проучване на съществуващите планове на военното ведомство: програмата за развитие на подводния флот ясно посочва кои ракети имат голямо бъдеще и кои с времето ще бъдат изведени от експлоатация.
Самоходна пускова установка RS-24 "Ярс". Снимка Vitalykuzmin.net
По-старите ракети R-29RM и последните им модификации са предназначени за ядрени подводници от проекти 667BDR и 667BDRM, докато R-30 са разработени за използване на най-новите ракетни носачи от проект 955. Корабите от семейство 667 постепенно изчерпват ресурса си и в крайна сметка ще да бъдат изведени от експлоатация поради пълното морално и физическо остаряване. Заедно с тях съответно флотът ще трябва да изостави ракетите от семейство R-29RM, които просто ще останат без носители.
Първите ракетни подводни крайцери от проект 955 „Борей“вече са приети в бойната сила на ВМС, а освен това продължава изграждането на нови подводници. Това означава, че в обозримо бъдеще флотът ще получи значителна групировка от ракетоносители „Булава“. Службата "Бореев" ще продължи няколко десетилетия и затова ракетите R-30 ще останат в експлоатация. Възможно е създаването на нови модификации на такива оръжия, способни да допълват и след това да заменят ICBM на основната версия. По един или друг начин продуктите от семейство R-30 в крайна сметка ще заменят остаряващите ракети R-29RM като основа на морския компонент на стратегическите ядрени сили.
Предимства и недостатъци
Различните класове ракетни двигатели, използвани на съвременните стратегически ракети, имат своите плюсове и минуси от един или друг вид. Системите с течно и твърдо гориво се надминават една по друга по някои параметри, но губят по други. В резултат на това клиентите и дизайнерите трябва да изберат типа електроцентрала в съответствие с техните изисквания.
Конвенционалният двигател с течно гориво се различава от ракетните двигатели с твърдо гориво по-високи специфични импулсни скорости и други предимства, което прави възможно увеличаването на полезния товар. В същото време съответното снабдяване с течно гориво и окислител води до увеличаване на размерите и теглото на продукта. По този начин ракетата с течно гориво се оказва оптималното решение в контекста на разполагането на голям брой силозни установки. На практика това означава, че в момента значителна част от силозите за изстрелване са заети от ракетите R-36M / M2 и UR-100N UTTKh, а в бъдеще те ще бъдат заменени от обещаващия RS-28 „Sarmat“.
Ракети от типове Топол, Топол-М и Ярс се използват както с минни инсталации, така и като част от мобилни почвени системи. Последната възможност се осигурява преди всичко от ниското тегло на изстрелване на ракетите. Продукт с тегло не повече от 50 тона може да бъде поставен върху специално многоосно шаси, което не може да се направи със съществуващи или хипотетични ракети с течно гориво. Новият комплекс RS-26 "Рубеж", смятан за заместител на "Топол", също се основава на подобни идеи.
Подводна ракета R-29RM. Чертеж "Държавен ракетен център" / makeyev.ru
Характерната особеност на ракетите с твърдо гориво под формата на намаляване на размера и теглото също има значение в контекста на военноморските въоръжения. Подводната ракета трябва да бъде възможно най -малка. Съотношението на размерите и летателните характеристики на ракетите R-29RM и R-30 показва как точно тези предимства могат да бъдат използвани на практика. Така че, за разлика от своите предшественици, най -новите атомни подводници от проект 955 не се нуждаят от голяма надстройка, покриваща горната част на пусковите установки.
Намаляването на теглото и размерите обаче си има цена. По-леките ракети с твърдо гориво се различават от другите местни ICBM по по-ниско бойно натоварване. В допълнение, спецификата на ракетните двигатели с твърдо гориво води до по-ниско съвършенство на теглото в сравнение с ракетите с течно гориво. По всяка вероятност подобни проблеми се решават чрез създаване на по -ефективни бойни единици и системи за управление.
***
Въпреки продължителната научноизследователска и развойна дейност, както и много противоречия, условната конфронтация между двигателите с течно и твърдо гориво все още не е приключила с безусловна победа на един от „конкурентите“. Напротив, руските военни и инженери стигнаха до балансирано заключение. Двигатели от различен тип се използват в тези области, където могат да покажат най -добри резултати. По този начин леките ракети за сухопътни мобилни комплекси и подводници получават твърдо гориво, докато тежките ракети със силозен изстрел, както сега, така и в бъдеще, трябва да бъдат оборудвани с течни горива.
В сегашната ситуация, като се вземат предвид съществуващите възможности и перспективи, такъв подход изглежда най -логичен и успешен. На практика тя ви позволява да получите максимални резултати със забележимо намаляване на влиянието на негативните фактори. Напълно възможно е такава идеология да се запази и в бъдеще, включително с използването на обещаващи технологии. Това означава, че в близко и далечно бъдеще руските стратегически ядрени сили ще могат да получат съвременни междуконтинентални балистични ракети с възможно най -високи характеристики и бойни качества, които пряко влияят върху ефективността на възпирането и сигурността на страната.
