През хилядолетията човечеството е разработило правило, според което, за да оцелее и победи врага, оръжията трябва да бъдат по -точни, по -бързи и по -мощни от тези на врага. Авиационното оръжие отговаря на тези изисквания в съвременните условия. Понастоящем в чужбина интензивно се развиват оръжия с десантно управление (UASP), по -специално въздушни бомби с насочване (UAB), чийто калибър се намира в широк диапазон - от 9 до 13600 кг: те са оборудвани с нови видове насочване и системи за управление, ефективни бойни части, методи за бойно използване се подобряват. UAB са незаменим аксесоар на съвременните ударни самолетни комплекси (UAK) за тактически и стратегически цели. Въпреки високото ниво на ефективност на съвременните модели UAB, те, като част от UAK, не винаги отговарят на изискванията за изпълнение на обещаващи бойни задачи. По правило UAK работят близо до фронтовата линия, докато цялата ефективност се губи.
Локалните войни през последните десетилетия и преди всичко военните операции в Ирак и Афганистан разкриха недостатъчната ефективност на конвенционалните високоточни оръжия, включително UAB. При изпълнение на бойна мисия изминава твърде много време от момента, в който целта е открита и решението за атака се взема, докато не бъде победена. Например бомбардировач B-2 Spirit, излитащ от летище в САЩ, трябва да лети 12-15 часа до зоната за атака на целта. Следователно в съвременните условия са необходими оръжия за бързо реагиране и прецизно действие на голямо разстояние, достигащо десетки хиляди километри.
Едно от направленията на изследване на изпълнението на тези изисквания в чужбина е създаването на ново поколение хиперзвукови ударни системи. В САЩ, Великобритания, Франция и Германия се работи по създаването на хиперзвукови самолети (LA) (ракети) и кинетични оръжия, способни да унищожат целите с висока точност.
Изучаването на чуждия опит за нас е изключително важно, тъй като пред вътрешния отбранително-промишлен комплекс (ВПК), както отбелязва Д. Рогозин в статията си „Русия се нуждае от интелигентна отбранителна индустрия“(вестник „Красная звезда“. 2012 г. - 7 февруари - С 3) беше поставена задача „да се възвърне световното технологично лидерство в областта на оръжейното производство в най -кратки срокове“. Както е отбелязано в статията на V. V. Путин „Да бъдем силни: гаранции за национална сигурност за Русия“(в. „Российская газета“. - 2012. - № 5708 (35). - 20. февруари. - стр. 1-3) „Задачата на следващото десетилетие е за да се гарантира, че новата структура на въоръжените сили е в състояние да разчита на фундаментално нова технология. Техниката, която "вижда" по -нататък, стреля по -точно, реагира по -бързо от подобни системи на всеки потенциален враг."
За да се постигне това, е необходимо задълбочено да се знае състоянието, тенденциите и основните насоки на работа в чужбина. Разбира се, нашите специалисти винаги са се опитвали да изпълнят това условие, когато извършват НИРД. Но в днешната среда, когато „отбранителната индустрия няма възможност спокойно да настигне някого, ние трябва да направим пробив, да станем водещи изобретатели и производители … Да отговорим само на заплахите и предизвикателствата на днешния ден означава да се осъдим към вечната роля на изоставащите. Трябва по всякакъв начин да осигурим техническо, технологично, организационно превъзходство над всеки потенциален враг”(От статия на В. В. Путин).
Смята се, че първото създаване на хиперзвукови самолети е предложено през 30 -те години на миналия век в Германия от професор Айген Сенгер и инженер Ирен Бред. Предложено е да се създаде самолет, хоризонтално изстрелян на ракетен катапулт, под действието на ракетни двигатели, ускоряващи се до скорост от около 5900 м / сек, осъществявайки трансконтинентален полет с обсег 5-7 хиляди км по траектория на рикоширане полезен товар до 10 тона и кацане на разстояние повече от 20 хиляди км от изходната точка.
Като се има предвид развитието на ракетата през 30 -те години на миналия век, инженер С. Королев и пилот -наблюдател Е. Бурче (С. Королев, Е. Бурче Ракета във войната // Техника -младеж. - 1935. - No 5. - С. 57 -59) предложи схема за използване на ракетен боен самолет-стратоплан: „Преминавайки към бомбардировки, е необходимо да се вземе предвид фактът, че точността на ударите от височини, измерена в десетки километри и при огромни скорости на стратоплана трябва да бъде пренебрежимо малко. Но от друга страна, това е напълно възможно и от голямо значение е подходът към целта в стратосферата извън обсега на наземните оръжия, бързо спускане, бомбардиране от нормални височини, които осигуряват необходимата точност, а след това отново светкавично изкачване до непостижима височина."
Концепцията за глобален удар, базиран на хиперзвукови оръжия
В момента тази идея започва да се прилага на практика. В САЩ в средата на 90 -те години на миналия век е формулирана концепцията за Global Reach - Global Power. В съответствие с него САЩ трябва да имат възможност да нанасят удари по наземни и надводни цели навсякъде по света в рамките на 1-2 часа след получаване на поръчка, без да използват чужди военни бази, използващи конвенционални оръжия, например UAB. Това може да стане с помощта на ново хиперзвуково оръжие, състоящо се от хиперзвукова платформа -носител и автономен самолет с боен товар, по -специално UAB. Основните свойства на такова оръжие са висока скорост, голям обсег на действие, достатъчно висока маневреност, ниска видимост и висока оперативна ефективност.
В рамките на мащабната програма на глобалните удари Promt Global Strike на въоръжените сили на САЩ („Rapid Global Strike“), която позволява да се нанася удар с конвенционални (неядрени) оръжия с кинетично действие във всяка точка на планетата в рамките на един час, и осъществена в интерес на американската армия, се разработва хиперзвукова ударна система от ново поколение в два варианта:
• първият, наречен AHW (Advanced Hypersonic Weapon), използва ракета -носител за еднократна употреба като свръхзвукова платформа, последвана от изстрелване към целта на свръхзвуков самолет AHW (хиперзвуков плъзгащ самолет може да се нарече и маневрена бойна глава), оборудван с управлявана въздушна антена бомби за поразяване на целта;
• втората, наречена FALCON HCV-2 хиперзвукова ударна система, използва хиперзвуков самолет, за да създаде условия за изстрелване на автономен хиперзвуков плъзгащ самолет CAV, който лети до целта и я унищожава с помощта на UAB.
Първата версия на техническото решение има значителен недостатък, който е, че ракетата -носител, доставяща хиперзвуков снаряд до точката за изстрелване на AHW, може да бъде сбъркана с ракета с ядрена бойна глава.
През 2003 г. ВВС и Администрацията за напреднало развитие (DARPA) на Министерството на отбраната на САЩ, въз основа на собствените им разработки и индустриални предложения за усъвършенствани хиперзвукови системи, разработиха нова концепция за обещаваща хиперзвукова ударна система, наречена FALCON (Force Application and Стартиране от континентално САЩ изстрелване от континенталните САЩ ") или" Falcon ". Според тази концепция ударната система FALCON се състои от хиперзвуков многократно използван (например безпилотен) самолетоносач HCV (Hypersonic Cruise Vehicle - самолет, летящ на височина от порядъка на 40-60 км с хиперзвукова крейсерска скорост, с бойна натоварване до 5400 кг и обхват 15 -17000 км) и многократно използвана хиперзвукова високоманеврена управляема конструкция CAV (Common Aero Vehicle -унифициран автономен самолет) с аеродинамично качество 3-5. Базирането на превозни средства за HCV се очаква да бъде на летища с писта с дължина до 3 км.
Lockheed-Martin беше избран за водещ разработчик на апарата за хиперзвуков удар на HCV и превозното средство CAV за ударната система FALCON. През 2005 г. тя започва работа по определяне на техническия им вид и оценка на технологичната осъществимост на проектите. Най -големите американски аерокосмически фирми - Boeing, Northrop Grumman, Andrews Space - също участват в работата. Поради високото ниво на технологичен риск на програмата бяха проведени концептуални проучвания на няколко варианта на експериментални образци на превозни средства за доставка и техните превозвачи с оценка на характеристиките на маневреност и управляемост.
Когато бъде изпуснат от носител с хиперзвукова скорост, той може да доставя различни бойни товари с максимално тегло 500 кг до цел на разстояние до 16 000 км. Предполага се, че устройството е направено по обещаваща аеродинамична схема, която осигурява високо аеродинамично качество. За пренасочване на устройството по време на полет и поразяване на цели, открити в радиус до 5400 км, неговото оборудване трябва да включва оборудване за обмен на данни в реално време с различни разузнавателни системи и контролни точки. Поражението на неподвижни силно защитени (заровени) цели ще бъде осигурено чрез използване на средства за унищожаване на калибър 500 кг с проникваща бойна глава. Точността (кръгово вероятно отклонение) трябва да бъде около 3 m при целева скорост до 1200 m / s.
Хиперзвуковият плъзгащ самолет CAV с аеродинамично управление има маса приблизително 900 кг, от които самолетът -носител може да носи до шест, носи две конвенционални въздушни бомби с тегло 226 кг всяка в бойното си отделение. Точността на използване на бомбите е много висока - 3 метра. Обхватът на действителния CAV може да бъде около 5000 км. На фиг. 2 показва диаграма на отделянето на проникващи лезии с помощта на надуваеми черупки.
Схемата на бойното използване на хиперзвуковата ударна система FALCON изглежда така. След получаване на заданието, хиперзвуковият бомбардировач на HCV излита от конвенционално летище и, използвайки комбинирана задвижваща система (DP), ускорява до скорост, приблизително съответстваща на M = 6. Когато тази скорост бъде достигната, задвижващата система превключва в режим на хиперзвуков реактивен двигател, ускоряващ самолета до М = 10 и надморска височина най -малко 40 км. В даден момент хиперзвуковият плъзгащ самолет CAV се отделя от самолета -носител, който след завършване на бойна мисия за поражение на цели се връща на летището на една от задграничните авиобази на САЩ (ако CAV е оборудван със собствен двигател и необходимото количество гориво, то може да се върне в континенталната част на САЩ) (фиг. 3).
Възможни са два вида траектории на полета. Първият тип характеризира вълнообразна траектория за хиперзвуков самолет, предложен от германския инженер Айген Зенгер в проекта на бомбардировача по време на Втората световна война. Смисълът на вълнообразната траектория е следният. Поради ускорение устройството напуска атмосферата и изключва двигателя, спестявайки гориво. След това под въздействието на гравитацията самолетът се връща в атмосферата и отново включва двигателя (за кратко, само за 20-40 s), което отново хвърля устройството в космоса. Такава траектория, освен че увеличава обхвата, допринася и за охлаждането на конструкцията на бомбардировача, когато той е в космоса. Височината на полета не надвишава 60 км, а стъпката на вълната е около 400 км. Вторият тип траектория има класическа права линия на полет.
Експериментални изследвания за създаването на хиперзвукови оръжия
Хиперзвукови модели HTV (Hypersonic Test Vehicle) с маса около 900 kg и дължина до 5 m бяха предложени за оценка на техните летателни характеристики, управляемост и топлинни натоварвания при скорости M = 10-HTV-1, HTV-2, HTV-3.
Апаратът HTV-1 с контролирана продължителност на полета 800 s при скорост M = 10 беше изтеглен от изпитване поради технологичната сложност при производството на топлозащитния корпус и неправилните конструктивни решения (фиг. 4).
Апаратът HTV-2 е направен съгласно интегрална схема с остри предни ръбове и осигурява качество 3, 5-4, което, според разработчиците, ще осигури даден обхват на плъзгане, както и маневреност и управляемост с помощта на аеродинамични щитове за насочване с необходимата точност (фиг. 5). Според Службата за изследване на Конгреса на САЩ (CRS), хиперзвуковото устройство FALCON HTV-2 е способно да поразява цели на обхвати до 27 000 км и скорост до 20 маха (23 000 км / ч).
HTV-3 е мащабен модел на хиперзвуков ударен самолет HCV с аеродинамично качество 4-5 (фиг. 6). Моделът е проектиран да оценява възприетите технологични и дизайнерски решения, аеродинамични и летателни характеристики, както и маневреност и управляемост в интерес на по -нататъшното развитие на самолетите за HCV. Летните изпитания трябваше да бъдат проведени през 2009 г. Общата стойност на работата по производството на модела и провеждането на летателни изпитания се оценява на 50 милиона долара.
Изпитанията на ударния комплекс трябваше да бъдат проведени през 2008-2009 г. използване на ракети -носители. Схемата на тестовия полет на хиперзвуковия самолет HTV-2 е показана на фиг. 7.
Както показват проучванията, основните проблемни въпроси за създаването на хиперзвуков самолет ще бъдат свързани с развитието на електроцентралата, избора на гориво и конструктивни материали, аеродинамиката и динамиката на полета и системата за управление.
Изборът на аеродинамично оформление и дизайн на самолета трябва да се основава на условието за осигуряване на съвместна работа на въздухозаборника, електроцентралата и други елементи на въздухоплавателното средство. При хиперзвукови скорости въпросите за изследване на ефективността на аеродинамичните контроли, с минимални зони на стабилизиращи и управляващи повърхности, шарнирни моменти, особено при приближаване към целевата зона със скорост около 1600 m / s, стават от първостепенно значение, за да осигуряват здравината на конструкцията и прецизното насочване към целта.
Според предварителни проучвания температурата на повърхността на хиперзвуковия автомобил достига 1900 ° C, докато за нормалното функциониране на бордовото оборудване температурата вътре в отделението не трябва да надвишава 70 ° C. Следователно корпусът на устройството трябва да има топлоустойчива обвивка, изработена от високотемпературни материали и многослойна термична защита въз основа на съществуващите в момента строителни материали.
Хиперзвуковият автомобил е оборудван с комбинирана инерционна спътникова система за управление и в бъдеще с оптична електронна или радарна система за самонасочване от край до край.
За да се осигури праволинеен полет, най-обещаващите за военните системи са двигатели с прямото движение: SPVRD (свръхзвуков двигател с реактивен реактивен двигател) и scramjet двигател (хиперзвуков реактивен двигател). Те са прости по дизайн, тъй като практически нямат подвижни части (с изключение на помпата за подаване на гориво), използващи конвенционални въглеводородни горива.
Аеродинамичното оформление и дизайн на апарата CAV се разработват в рамките на проекта X-41, а самолетът-носител-по програмата X-51. Целта на програмата X-51A е да демонстрира възможностите за създаване на скрамметров двигател, разработването на топлоустойчиви материали, интегрирането на корпуса и двигателя, както и други технологии, необходими за полет в диапазона 4, 5-6, 5 М. Като част от тази програма също се работи по създаването на балистична ракета с конвенционална бойна глава, хиперзвукова ракета X-51A Waverider и орбитален дрон X-37B.
Според CRS, финансирането на програмата през 2011 г. е 239,9 милиона долара, от които 69 милиона долара са изразходвани за AHW.
Министерството на отбраната на САЩ проведе поредното изпитание на нова плъзгаща се хиперзвукова бомба AHW (Advanced Hypersonic Weapon). Тестът на боеприпасите се проведе на 17 ноември 2011 г. Основната цел на изпитанието беше да се тестват боеприпасите за маневреност, управляемост и устойчивост на въздействието на висока температура. Известно е, че AHW е изстрелян в горната атмосфера с помощта на ракета -носител, изстреляна от авиобаза в Хавай (фиг. 9). След като отдели боеприпасите от ракетата, той планира и удари цел на Маршаловите острови близо до атола Кваджалейн, разположен на четири хиляди километра югозападно от Хавай, със свръхзвукова скорост пет пъти по -висока от скоростта на звука. Полетът продължи по -малко от 30 минути.
Според говорителя на Пентагона Мелинда Морган, целта на изпитанията на боеприпасите е била да се събират данни за аеродинамиката на AHW, неговото боравене и устойчивост на високи температури.
Последните тестове на HTV-2 се проведоха в средата на август 2011 г. и бяха неуспешни (фиг. 10).
Според експерти е възможно да се приеме ново поколение ударно хиперзвукова система от първо поколение до 2015 г. Счита се за необходимо да се осигурят до 16 изстрелвания на ден с помощта на ракета-носител за еднократна употреба. Цената на изстрелването е около 5 милиона долара.
Създаването на пълномащабна стачна система се очаква не по-рано от 2025-2030 г.
Идеята за военно използване на ракетен двигател със стратоплан, предложена от С. Королев и Е. Бурче през 30-те години на миналия век, съдейки по изследванията, проведени в САЩ, започва да се реализира в проекти за създаване на ново поколение хиперзвукови ударни оръжия.
Използването на UAB като част от хиперзвуково автономно превозно средство при атака на цел поставя високи изисквания за осигуряване на прецизно насочване при условия на хиперзвуков полет и термична защита на оборудването от въздействието на кинетично нагряване.
На примера на работата, извършена в САЩ за създаване на хиперзвукови оръжия, виждаме, че възможностите за бойно използване на САБ далеч не са изчерпани и те се определят не само от тактическите и техническите характеристики на самото САБ, която осигурява зададения обхват, точност и вероятност за унищожаване, но също и чрез доставка. В допълнение, изпълнението на този проект може да реши и мирната задача за незабавна доставка на товари или спасително оборудване в бедствие до всяка точка на света.
Представеният материал ни кара сериозно да се замислим за съдържанието на основните направления на развитие на вътрешните системи за ръководени удари до 2020-2030 г. В същото време е необходимо да се вземе предвид твърдението на Д. Рогозин (Рогозин Д. Работа по точния алгоритъм // Национална отбрана. - 2012. - No 2. - С. 34-406): „… трябва да се откажем от идеята за „догонване и изпреварване“… И е малко вероятно бързо да съберем сили и възможности, които биха ни позволили да настигнем високотехнологичните страни с невероятна скорост. Това не е необходимо да се прави. Нуждаем се от нещо друго, много по -сложно … Необходимо е да се изчисли ходът на водене на въоръжена борба с перспектива до 30 години, да се определи тази точка, да се достигне. За да разберем от какво имаме нужда, тоест да подготвим оръжия не за утре или дори след утре, а за историческа седмица напред … Повтарям, не мислете за това, което правят в САЩ, Франция, Германия, помислете какво ще имат след 30 години. И трябва да създадете нещо, което ще бъде по -добро от това, което имат сега. Не ги следвайте, опитайте се да разберете къде отива всичко и тогава ние ще спечелим."
Тоест, необходимо е да се разбере дали такава задача е възникнала за нас и ако да, тогава как да я решим.
