Гиперзвуковые ла. Российский гиперзвуковой самолет. Экспериментальные исследования по созданию гиперзвукового оружия

И что сможет противопоставить этому чуду край зачуханых лишнехромосомных особей? Кроме понтов — ничего, и пресловутый хохот «Искандеров» грозит перейти в заразительно-истерическое хихиканье палаты номер 6.

США впервые испытали сверхсекретный гиперзвуковой самолет, предназначенный для нанесения глобального удара

Одной из самых ярких историй 2017 года, произошедших в мире военной авиации, стало испытание в США сверхсекретного прототипа под кодовым названием SR-72. Речь идет о таинственном гиперзвуковом беспилотном летательном аппарате, который за счет чрезвычайно быстрого движения - около 6 скоростей звука и выше - будет использован для нужд разведки: предполагается, что противник попросту не успеет среагировать на его появление. Его первые летные испытания состоялись в июле, однако широкой общественности о них стало известно лишь в конце сентября: все, что связано с его разработкой, держится в строжайшем секрете. Newsader представляет обзорный материал по этой теме, воспользовавшись зарубежными и русскоязычными источниками информации.

«На пороге гиперзвуковой революции»

Как пишет научно-техническое издание N+1 со ссылкой на американский авиационный ресурс Aviation Week, первый полет прототипа SR-72 состоялся в конце июля на аэродроме 42-го ремонтного предприятия ВВС США в Палмдейле в Калифорнии. Во время первого полета беспилотник сопровождали два учебных самолета T-38 Talon. Хотя подробности о первых испытаниях не раскрываются, предполагается, что они прошли успешно.

Выступая на выставке WCX: SAE World Congress Experience, прошедшей на территории военной базы «Форт-Уэрт» в Техасе в конце сентября 2017 года, исполнительный вице-президент по аэронавтике компании Lockheed Martin Орландо Карвальо заявил, что Skunk Works - подразделение компании, непосредственно разрабатывающее аппарат - удвоило ресурсы, выделенные на гиперзвуковой проект.

«Я думаю, что Соединенные Штаты находятся на пороге гиперзвуковой революции», - сказал Карвальо, оговорившись, что не может раскрывать детали.

Между тем, Skunk Works считается самым засекреченным конструкторским отделом Lockheed Martin.

Основу силовой установки SR-72 составит турбореактивный двигатель, способный разгонять аппарат быстрее 1,5-2 чисел Маха. На этой скорости будет включаться сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель, который будет разгонять аппарат до невероятных шести чисел Маха - около 6400 км/ч. Это вдвое выше, чем у его предшественника SR-71, о котором речь пойдет ниже. Поясним, что гиперзвуковой считается скорость, превышающая пять чисел Маха.

По данным издания Topwar, в настоящее время рассматриваются 2 варианта самолета - беспилотный и пилотируемый, каждый из которых сможет нести в том числе комплекс наступательных вооружений. Оружие, которое можно будет использовать с самолета SR-72, Lockheed Martin планирует продемонстрировать в 2018 году. Речь, главным образом, идет о новых облегченных ракетах, так как при запуске на скорости полета 6 Махов им не нужна будет разгоняющая, а, следовательно, утяжеляющая их начинка.

Одной из задач новых гиперзвуковых самолетов SR-72 станет не только обеспечение США необходимой разведывательной информацией, но и увеличение военной силы государства. По словам руководителя программы Hypersonics Бреда Леланда, гиперзвуковые самолеты, имеющие на вооружении гиперзвуковые ракеты, смогут проникать в закрытое для полетов воздушное пространство вероятного противника и наносить ракетные удары в любой части континента, долетев до места назначения менее чем за 1 час.

По словам специалиста, именно скорость должна стать следующим ключевым показателем во всей мировой авиации нового поколения и будет оставаться приоритетом на протяжении нескольких ближайших десятилетий. Леланд считает, что данные технологии станут таким же переломным моментом, требующим смены «правил игры», каким в свое время стало массовое внедрение технологий по типу «стелс».

По словам Бреда Леланда, SR-72 на скорости полета 6 Махов сможет оставить потенциальным противникам США не только минимум времени на осуществление ответных действий, но и удивить их показателями высокой эффективности при использовании гиперзвуковых ракет. Так как для их пуска не потребуется ракетоноситель, скорость таких ракет сможет в 6 раз превысить скорость звука, а конструкция ракет будет значительно легче, причем не только в плане веса, но и с точки зрения самого строения ракеты.

Сердцем нового самолета должна стать, как ее называют в компании Lockheed, турбина на основе комбинированного цикла работы. Она будет сочетать в себе технологию двигателя гиперзвукового летательного аппарата HTV-2 (Hypersonic Technology Vehicle), который мог развить скорость полета в 20 Махов (около 24 500 км/ч) во время проведения тестовых испытаний. SR-72 получит 2 двигателя, каждый из которых, по сути, будет являться двойным. В двигателе будет использована сложная объединенная конструкция, состоящая из сопла и воздухозаборников, подключаемых к двум различным источникам питания, что позволит добиться значительного снижения лобового сопротивления воздуха.

На проработку конструкции будущих двигателей и их внешнего вида компании Lockheed и Aerojet Rocketdyne потратили 7 лет совместной работы. К настоящему времени Skunk Works разработала и испытала ряд важных систем перспективного беспилотника, включая элементы комбинированной силовой установки аппарата, которая позволит ему выполнять полеты на скорости шести чисел Маха, что составляет 7,4 тысячи километра в час.

По оценке компании, наибольшую сложность в проекте представляет диапазон от 2,2 до четырех чисел Маха. В силу особенностей конструкции турбореактивные двигатели, используемые на современных истребителях, не могут разгонять самолет быстрее 2,2 числа Маха. В то же время прямоточные воздушно-реактивные двигатели не могут «подхватывать» полет на скорости ниже четырех чисел Маха.

Со своей стороны руководитель подразделения Skunk Works компании Lockheed Martin Роб Вайсс, предсказавший завершение работ над SR-72 в течение 10 лет, заявил в интервью изданию Flightglobal, что проектирование беспилотника является и наиболее дешевым способом разработать двигательную установку, которая позволит летательным аппаратам развивать скорости от шести до 20 чисел Маха - то есть до 24,7 тысячи километров в час.

Как говорилось в более ранних материалах Aviation Week, SR-72 призван восполнить пробел в американской стратегии преодоления современных противоракетных систем (ПВО). Есть опасения, что стремительно развивающиеся системы противосамолетной борьбы и противоспутникового оружия в РФ и Китае в отдельных случаях могут усложнить работу стелс-самолетов США. Эту проблему помогут преодолеть технологии, принципиально отличающиеся от инструментов стелс, активно используемых в современных летательных аппаратах пятого поколения, таких как F-22 и F-35: высокоскоростной SR-72 сможет проникать во вражеское воздушное пространство, поражая цели прежде, чем противники смогут обнаружить и перехватить его. В связи с этим в 2013 году представители Lockheed Martin отметили, что не будут уделять особенное внимание технологиям малозаметности при проектировании SR-72, поскольку гиперзвуковой полет можно считать своего рода альтернативой малозаметности.

Lockheed Martin планирует завершить разработку беспилотной версии гиперзвукового аппарата SR-72 к середине 2020-х годов. Работа над проектом SR-72 согласуется с планами ВВС США получить к 2020 году ударное гиперзвуковое оружие, а к 2030 году поставить на боевое дежурство гиперзвуковой разведывательный самолет, способный гарантированно проникать в хорошо защищенное воздушное пространство. Стоимость разработки и производства одного опытного образца SR-72, составит менее одного миллиарда долларов.

Что касается пилотируемого аппарата на базе SR-72, то его планируется построить уже в следующем году и впервые испытать в 2023 году. Строительство пилотируемого образца планируется начать в 2018 году. Его длина составит около 18 м, что примерно соответствует размерам истребителя F-22 Raptor. Как и у прототипа, на нем будет установлен двигатель, разгоняющий самолет до скорости 6 Махов.

Уникальные возможности SR-72

В этой связи издание The Avationist анализирует возможности новейшего аппарата, назвав «оглушительным» молчание со стороны Lockheed Martin по поводу недавних испытаний SR-72: автор уверен, что, если бы испытания завершились ничем, то компания прямо заявила бы об этом, а не воздерживалась от комментариев.

Во-первых, высокое качество получаемых данных разведки. Как известно, актуальность и качество любой собранной разведывательной информации являются весьма неудовлетворительными, если противник оказывается осведомлен о факте ее сбора. SR-72 имеет в этой области существенное преимущество перед аналогами благодаря тому, что он способен собирать разведданные в режиме предельной скрытности за счет сверхвысоких скоростей. Аппарат повысит качество мониторинга вражеских секретов уже по той причине, что противник не будет знать, что его оперативная система безопасности была скомпрометирована.

Во-вторых, сверхвысокая скорость SR-72 позволит ему молниеносно переместиться в зону разведки и в режиме реального времени транслировать оператору собранные данные.

В-третьих, противнику будет крайне трудно перехватить SR-72 даже в том случае, если ему удастся обнаружить его. Здесь следует упомянуть, что предшественник SR-72 - самолет SR-71 - за счет высокой скорости (выше трех Махов) и высоты мог оставаться недосягаемым для большинства ракет и самолетов-перехватчиков. Однако прогресс в обнаружении, тактике, авиации, авиационном оружии и ракетах наземного и воздушного базирования привел к тому, что прежних скоростей недостаточно для того, чтобы уйти от противника.

В-четвертых, беспилотный SR-72 избавит людей от необходимости рисковать жизнями и принимать решения в среде со сверхбыстрыми скоростями. В случае, если стратегические ударные платформы вроде МБР и крылатых ракет пойдут в атаку, именно робот, спроектированный как стратегический ударный актив с ультра-высокоскоростным двигателем и глобальным диапазоном охвата, способен взять на себя техническую часть задач и тем самым сохранить человеку время на приятие верного решения в глобальном и локальном конфликте.

Определив эти четыре момента, Демерли описал те регионы, в которых мог бы использоваться SR-72.

Во-первых, речь идет о КНДР, которая продолжает стремительно двигаться к созданию ядерного оружия, способного угрожать континентальной части США. SR-72 мог бы стать решающим фактором в том, что касается превентивного удара по Пхеньяну и своевременного реагирования на враждебную активность Северной Кореи.

Во-вторых, SR-72 отлично справился бы с задачей тайного мониторинга иранской ядерной программы. Хотя орбитальные разведывательные средства могут обеспечить отличную визуализацию по всему спектру - от видимого до инфракрасного до электронного излучения, - разведывательный спутник имеет недостатки: он не может собирать образцы атмосферы, которые являются ключевыми для обнаружения признаков ядерных испытаний. В этом смысле гораздо более адекватным было бы задействование SR-72 - более динамичной высокоскоростной платформы, которая была бы куда гибче спутников-шпионов.

В-третьих, Сирия: хотя тесное взаимодействие США с Россией в сирийском конфликте пока что дает результаты, все же потенциал серьезных инцидентов по-прежнему имеется. Разведдеятельность SR-72, скрытно проведенная в отношении сирийских и российских активов в режиме реального времени, поможет до минимума снизить риск случайных столкновений, а также предоставит Соединенным Штатам исключительную информацию, недоступную другим участникам ситуации.

В-четвертых, следует иметь в виду развивающийся глобальный театр с участием РФ, Китая и других держав. Как известно, Соединенные Штаты географически изолированы от ключевых конфликтных регионов в Азии, Африке и на Ближнем Востоке. С одной стороны, океаны защищают США. С другой стороны, удаленность от потенциальных противников вынуждает США иметь на вооружении аппараты с большой дальностью действия и высокой скоростью. SR-72 полностью соответствует этой концепции упреждения конфликтов по всему миру.

Легендарный SR-71 - предшественник SR-72

Проект SR-72 был впервые представлен компанией Lockheed Martin в 2013 году. Перспективный аппарат разрабатывается в качестве замены списанным в 1998 году разведывательным пилотируемым самолетам SR-71 Blackbird. Последний мог развивать скорость до 3,2 числа Маха за счет комбинированных силовых установок.

Прежде всего, следует отметить, что SR-71, усовершенствованную версию которого теперь готовят американские производители, в 1976 году установил абсолютный рекорд скорости среди пилотируемых самолётов с турбореактивными двигателями - 3529,56 км/ч. Среди его достижений оказался и рекорд высоты в горизонтальном полете - 25929 м.

Благодаря своим возможностям он оказался единственным самолетом, против которого северовьетнамская - то есть советская - система ПВО оказалась бесполезной. Согласно открытым источникам, данный аппарат участвовал в разведке во Вьетнаме и Северной Корее в 1968 году, и одному вьетнамскому зенитно-ракетному полку была поставлена задача уничтожить этот самолёт, чтобы поднять престиж советского оружия в глазах вьетнамцев, но произведённые несколько пусков ракет по SR-71 были безрезультатными. После появления на вооружении СССР более совершенного ПВО SR-71 был снят с вооружения, и ему на смену пришел стелс-монстр B-2 Spirit: как и более современные военные стелс-самолеты (F-22 и F-35) он уворачивается от ПВО не за счет сверхбыстрого перемещения, а посредством технологий невидимости. Последние, как указывают американские разработчики, способны преодолевать любые перспективные российские ПВО, в том числе С-300 и С-400.

Тем не менее, в период боевого использования в условиях холодной войны Blackbird зарекомендовал себя как весьма эффективный аппарат: он выполнял разведывательные полёты над территорией СССР и регулярно нарушал советское воздушное пространство, в отдельные сутки совершая до 8-12 подходов к воздушным границам страны. Известно и о других его миссиях, в том числе на Кубе, а в 1973 году во время арабо-израильской войны Судного дня он производил фоторазведку Египта, Иордании и Сирии. Применялся SR-71 и в гражданских целях: самолёт выполнял аэродинамические исследования НАСА по программам AST (Advanced Supersonic Technology - перспективные сверхзвуковые технологии) и SCAR (Supersonic Cruise Aircraft Research - разработка самолёта с крейсерской сверхзвуковой скоростью полёта).

Учитывая, что в SR-72 будут применены как новейшие технологии XXI века, так и уже испытанные преимущества SR-71, можно с уверенностью сказать, что он станет одним из важнейших стратегических активов Соединенных Штатов в сдерживании угроз со стороны России, Китая, Ирана, КНДР и других игроков, представляющих для Америки угрозу.

Гиперзвуковым самолетом называется такой, скорость которого может сильно превышать скорость звука (1224 км/час), то есть примерно пять-шесть тысяч км/час. Подобные аппараты сегодня выпускают несколько стран мира. Россия также не осталась в стороне.

Надо сказать, что создание различных гиперзвуковых летательных аппаратов в мире началось со второй половины прошлого века. Но сегодня, разумеется, самолеты становятся все более совершенными и обладают небывалыми преимуществами и возможностями.

Гиперзвуковой самолет России Ю-71 быстро перешел из стадии разработки, которая длилась в течение нескольких лет, в стадию испытаний еще в прошлом году. Испытывали новоиспеченный летательный аппарат под Оренбургом. Самолету, чтобы преодолеть расстояние от мест испытаний до столицы США, потребуется около пятидесяти минут, а до Лондона – двадцать.

Что может Ю-71?

Ю-71 был создан для использования его для решения военных задач. Например, гиперзвуковой самолет сможет доставлять боевые припасы и другие необходимые приспособления в кратчайшие сроки и на большие расстояния (ядерные боеголовки).

Кроме того, Ю-71 способен проводить контроль территории, а также использоваться в качестве аппарата штурмовой авиации. Российский гиперзвуковой самолет способен летать со скоростью более одиннадцати тысяч км/час. Все это дополняется его необычайной маневренностью, позволяющей даже выйти в ближний космос.

Как и для чего планируют использовать Ю-71?

По данным некоторых экспертов, в ближайшее десятилетие планируется ввести около двадцати самолетов в Ракетные войска стратегического назначения. Разместят их поблизости от Домбаровского поселка (Оренбургская область). Необходимо отметить, что Ю-71 разработан в двух модификациях: обыкновенной и стратегической.

По поводу Ю-71 существует множество разнообразных мнений. Часть специалистов считает, что этот самолет – боеголовка, изначально прикрепляющаяся к ракете, а затем отделяющаяся (в конце ее полета). Смысл этого заключается в возможности преодоления гиперзвуковым самолетом систем противовоздушной обороны.

Есть также данные, что Ю-71 не что иное, как одна из частей проекта 4202, являющегося секретным. В России, якобы, намереваются запустить гиперзвуковой проект для того, чтобы оказать давление на Соединенные Штаты. Переговоры по контролю вооружения в этом случае могут пройти очень удачно.

Какой будет судьба российского самолета Ю-71 - неизвестно. Нам остается лишь ждать и следить за развитием событий.

Военная тайна. Испытания Ю-71, Сирия. Репортаж.

В истории ГЛА были реализованы в виде нескольких испытательных самолётов , беспилотных летательных аппаратов и орбитальных ступеней-космопланов многоразовых космических кораблей (МТКК) . Также существовало и существует большое количество проектов транспортных средств указанных типов, а также аэрокосмических систем (орбитальных самолётов) с гиперзвуковыми разгонными и орбитальными ступенями или одноступенчатых АКС-космолётов и пассажирских лайнеров-космопланов.

Одним из первых детальных проектов ГЛА был нереализованный проект Зенгера по созданию частично-орбитального боевого космолёта-бомбардировщика «Зильберфогель» в Нацистской Германии .

В отличие от космопланов, ввиду необходимости при создании космолётов на порядок более сложных двигательных и конструкционных технологий ни один из проектов космолётов к настоящему времени реализован не был.

Гиперзвуковые самолёты

В 1960-е годы в США была осуществлена программа разработки и полётов экспериментального самолёта-ракетоплана North American X-15 , который стал первым в истории и на 40 лет единственным ГЛА-самолётом, совершавшим суборбитальные пилотируемые космические полёты . В США 13 его полётов выше 80 км, а в мире (ФАИ) - 2 из них, в которых была превышена граница космоса в 100 км, признаны суборбитальными пилотируемыми космическими полётами, а их участники - астронавтами .

Аналогичные программы в СССР и других странах.

В начале XXI века в России существовал, но был отменён проект частично-многоразового крылатого космического корабля Клипер , запускаемого на обычной РН.

В США продолжается проект Boeing X-37 с полётами на орбиту экспериментального космоплана, запускаемого на РН. Разрабатываются проекты: в Великобритании - одноступенчатый АКС-космолёт Skylon с горизонтальным стартом и посадкой, в Индии - запускаемый на РН космоплан-прототип одноступенчатой АКС-космолёта RLV/AVATAR с вертикальным стартом и горизонтальной посадкой, в Китае - запускаемый на РН космоплан и его прототип Шэньлонг и двухступенчатый МТКК с горизонтальным стартом и посадкой и др.

• Одноступенчатая космическая система (англ.)

Гиперзвуковые БПЛА

Проекты специальных экспериментальных беспилотных ГЛА разрабатываются и осуществляются в целях отработки возможностей создания двух- и одноступенчатых многоразовых транспортных АКС (космопланов и космолётов) следующих поколений и перспективных технологий ракетного двигателестроения (ГПВРД) и других.

Существовали доведённые до разных начальных степеней реализации проекты беспилотных ГЛА в США - Boeing X-43 , России - «Холод» и «Игла» , Германии - SHEFEX (прототип космоплана/космолёта), Австралии - AUSROCK и другие.

Гиперзвуковые ракеты и управляемые боевые блоки ракет

Ранее разрабатывался ряд проектов экспериментальных и боевых крылатых (например, Х-90 в СССР) и некрылатых (например, Х-45 в СССР) ракет, достигающих гиперзвуковых скоростей.

Технологии и применение

ГЗЛА могут быть без двигателей или оснащаться различными типами двигательных установок: жидкостными ракетными двигателями (ЖРД), гиперзвуковыми прямоточными воздушно-реактивными двигателями (ГПВРД), твердотопливными ракетными двигателями (РДТТ) (а также теоретически ядерными ракетными двигателями (ЯРД) и другими), в том числе комбинацией таких двигателей и ускорителей. То есть термин «гиперзвуковой» подразумевает способность аппарата двигаться с гиперзвуковой скоростью в воздушной среде, используя как двигатели, так и в той или иной форме воздух.

Учитывая потенциал технологии, организации по всему миру осуществляют исследования в области гиперзвукового полёта и развития ГПВРД . По всей видимости, первое применение будет иметь место для управляемых военных ракет, потому как эта область требует только самолётный режим в диапазоне высот, а не ускорение до орбитальной скорости. Таким образом, основные средства на разработки в этой области идут именно в рамках военных контрактов.

Гиперзвуковые космические системы могут иметь, а могут не иметь преимущество от использования ступеней с ГПВРД . Удельный импульс или эффективность ГПВРД теоретически составляет от 1000 до 4000 секунд , в то время как в случае ракеты эта величина на 2009 год не превышает 470 секунд , что в принципе означает гораздо более дешёвый доступ в космос. Однако этот показатель будет быстро уменьшаться вместе с ростом скорости и также будет происходить ухудшение аэродинамического качества . Существенна проблема маленького отношения тяги ГПВРД к его массе, которая составляет 2, что примерно 50 раз хуже этого показателя для ЖРД . Частично это компенсируется тем, что затраты на компенсирование силы тяжести при фактически самолётном режиме несущественны, но более продолжительное нахождение в атмосфере означает бо́льшие аэродинамические потери.

Воздушное судно -авиалайнер с ГПВРД должно значительно сократить время путешествия из одной точки в другую, потенциально сделав достижимой любую точку Земли в пределах 90 минут . Однако при этом остаются вопросы по тому, смогут ли такие аппараты перевозить на себе достаточно топлива для совершения полётов на достаточно большие расстояния и смогут ли они летать на достаточной высоте, чтобы избежать связанных со сверхзвуковым полётом звуковых эффектов. Также остаются неопределёнными вопросы, связанные с общей стоимостью таких полётов и возможностью многократного использования аппаратов после гиперзвукового полёта.

Преимущества и недостатки в случае космических аппаратов

Преимущество гиперзвукового самолёта наподобие X-30 состоит в исключении или уменьшении количества транспортируемого окислителя . Например, внешний бак МТКК Спейс Шаттл на старте содержит 616 тонн жидкого кислорода (окислитель) и 103 тонн жидкого водорода (топливо). Сам космический челнок-космоплан при приземлении весит не более 104 тонн. Таким образом, 75 % всей конструкции составляет транспортируемый окислитель. Исключение этой дополнительной массы должно облегчить аппарат и, как можно надеяться, увеличить долю полезной нагрузки . Последнее можно считать основной целью изучения ГПВРД вместе с перспективой уменьшения стоимости доставки грузов на орбиту.

Но имеются определённые недостатки:

Низкое отношение тяги к весу аппарата

Жидкостный ракетный двигатель («ЖРД ») отличается очень высоким показателем тяги по отношению к его массе (до 100:1 и более), что позволяет ракетам достичь высоких показателей при доставке грузов на орбиту. Напротив, отношение тяги ГПВРД к его массе составляет порядка 2, что означает увеличение доли двигателя в стартовой массе аппарата (без учета необходимости уменьшить эту величину по крайней мере в четыре раза из-за отсутствия окислителя). Вдобавок наличие нижнего предела скорости ГПВРД и падение его эффективности с ростом скорости определяет необходимость использования на таких космических системах ЖРД со всеми их недостатками.

Необходимость дополнительных двигателей для достижения орбиты

Гиперзвуковые ПВРД имеют теоретический диапазон рабочих скоростей от 5-7 вплоть до первой космической скорости 25 , но как показали исследования в рамках проекта X-30 , верхний предел устанавливается возможностью сгорания топлива в проходящем воздушном потоке и составляет порядка 17 . Таким образом, требуется другая дополнительная система реактивного ускорения в нерабочем диапазоне скоростей. Поскольку необходимая разница восполнения скоростей незначительна, а доля ПН в стартовой массе гиперзвукового самолёта велика, применение дополнительных ракетных ускорителей различного типа является вполне приемлемым вариантом. Оппоненты исследований ГПВРД утверждают, что любая перспективность этого типа аппаратов может проявиться лишь для одноступенчатых космических систем. Сторонники этих исследований утверждают, что варианты многоступенчатых систем с использованием ГПВРД также оправданы.

Этап возвращения

Потенциально, нижняя часть тепловой защиты гиперзвукового космического аппарата должна быть увеличена вдвое в целях возвращения аппарата на поверхность. Использование абляционного покрытия может означать его потерю после выхода на орбиту, активная теплозащита с использованием топлива в качестве хладагента требует работы двигателя для своего функционирования.

Стоимость

Сокращение количества топлива и окислителя в случае гиперзвуковых аппаратов означает увеличение доли стоимости самого аппарата в общей стоимости системы. На самом деле, стоимость одного самолёта с ГПВРД может быть очень высокой по сравнению со стоимостью топлива, потому как стоимость аэрокосмического оборудования по крайней мере на два порядка выше, чем на жидкий кислород и баки к нему. Таким образом, аппараты с ГПВРД наиболее оправданы в качестве систем многоразового использования. Может ли оборудование многократно использоваться в экстремальных условиях гиперзвукового полёта остаётся не до конца ясным - все сконструированные до сих пор системы не предусматривали возвращение и их повторное использование.

Окончательная стоимость такого аппарата является предметом интенсивного обсуждения, потому как сейчас нет четкой убеждённости в перспективности таких систем. По всей видимости, для того чтобы быть экономически оправданным, гиперзвуковой аппарат должен будет обладать бо́льшей ПН по сравнению с ракетой-носителем с той же стартовой массой.

Не создано ни одного гиперзвукового аппарата

Создание и разработка боевых гиперзвуковых летательных аппаратов - это один из самых больших секретов не только в России, но и в США, Китае и других странах мира. Сведения о них относятся к категории «совершенно секретно» - top secret . В эксклюзивном интервью «Известиям» легендарный конструктор ракетной и космической техники Герберт Ефремов, посвятивший более 30 лет созданию гиперзвуковой техники, рассказал, что такое гиперзвуковые аппараты и с какими сложностями приходится сталкиваться при их разработке.

- Герберт Александрович, сейчас много говорят о создании гиперзвуковых летательных аппаратов, но большая часть информации о них закрыта для широкой общественности...

Начнем с того, что изделия, развивающие гиперзвуковую скорость, созданы уже давно . К примеру, это обычные головки межконтинентальных баллистических ракет. Входя в атмосферу Земли, они развивают гиперзвуковую скорость. Но они неуправляемые и летят по определенной траектории. И их перехваты средствами противоракетной обороны (ПРО) продемонстрированы не раз.

Еще как пример я приведу нашу стратегическую крылатую ракету «Метеорит» , которая когда-то летела с сумасшедшей скоростью 3 Маха - около 1000 м/с. Буквально на грани гиперзвука (гиперзвуковые скорости начинаются с 4,5 Маха. - «Известия»). Но главная задача современных гиперзвуковых летательных аппаратов (ГЗЛА) не просто быстро прилететь куда-то, а выполнить боевую задачу с высокой эффективностью в условиях сильного противодействия противника. Например, у американцев одних эсминцев типа «Арли Берк» с противоракетами 65 штук в море. А еще есть 22 противоракетных крейсера типа «Тикондерога», 11 авианосцев - на каждом из которых базируется до сотни летательных аппаратов, способных создать практически непробиваемую систему противоракетной обороны .

- Вы хотите сказать, что скорость сама по себе ничего не решает?

Грубо говоря, гиперзвуковая скорость - это 2 км/с. Чтобы преодолеть 30 км, надо лететь 15 секунд. На конечном же участке траектории, когда гиперзвуковой летательный аппарат приближается к объекту поражения, обязательно будут развернуты средства противоракетной и противовоздушной обороны противника, которые ГЗЛА обнаружат. А чтобы изготовиться современным системам ПВО и ПРО, если они развернуты на позициях, требуются считаные секунды. Поэтому для эффективного боевого применения ГЗЛА одной скоростью не обойдешься никак, если ты не обеспечил радиоэлектронную незаметность и непоражаемость для систем ПВО/ПРО на конечном участке полета. Здесь будет играть роль и скорость, и возможности радиотехнической защиты аппарата собственными станциями радиотехнических помех. Всё в комплексе.

- Вы говорите, что должна быть не только скорость - изделие должно быть управляемым, чтобы достигнуть цели. Расскажите о возможности управления аппаратом в гиперзвуковом потоке.

Все гиперзвуковые аппараты летят в плазме. И боевые ядерные головки летят в плазме, и всё, что вышло за скорости 4 Маха , тем более 6. Вокруг образуется ионизированное облако, а не просто поток с завихрениями: молекулы разбиты еще на заряженные частицы. Ионизация влияет на связь, на прохождение радиоволн. Нужно, чтобы системы управления и навигации ГЗЛА на этих скоростях полета пробивали эту плазму.

На «Метеорите» мы должны были обязательно видеть земную поверхность радиолокатором. Навигацию обеспечивали сравнением локационных картинок с борта ракеты с заложенным в систему видеоэталоном. Иначе было невозможно. «Калибры» и прочие крылатые ракеты могут летать так: радиовысотомером сделал разведку рельефа местности - тут горка, тут река, тут долина. Но это возможно, когда летишь на высоте сотни метров. А когда поднимаешься на высоту 25 км, там никаких пригорков радиовысотомером не различишь. Поэтому мы находили на местности определенные участки, сравнивали с тем, что записано в видеоэталоне, и определяли смещение ракеты влево или вправо, вперед, назад и на сколько.

- Во многих учебниках для «чайников» гиперзвуковой полет в атмосфере сравнивается со скольжением по наждачной бумаге из-за очень высокого сопротивления. Насколько верно такое утверждение?

Немного неточно. На гиперзвуке начинаются всякие турбулентные обтекания, завихрения и тряска аппарата. Меняются режимы теплонапряженности в зависимости от того, ламинарный (гладкий) поток на поверхности или со срывами. Трудностей очень много. Например, резко нарастает тепловая нагрузка. Если ты летишь со скоростью 3 Маха, у тебя нагрев обшивки ГЗЛА где-то 150 градусов в атмосфере в зависимости от высоты. Чем выше высота полета, тем меньше нагрев. Но при этом если ты летишь со скоростью в два раза выше, нагрев будет гораздо больший. Поэтому нужно применять новые материалы.

- А что можно привести в качестве примера таких материалов?

Различные углеродные материалы. На ядерных боеголовках, которые стоят на межконтинентальных «сотках» (баллистические ракеты УР-100 разработки НПО машиностроения), применяются даже стеклопластики . При гиперзвуке температура - многие тысячи градусов. А сталь держит всего 1200 градусов Цельсия. Это же крохи.

Гиперзвуковые температуры уносят так называемый «жертвенный слой» (слой покрытия, который расходуется во время полета летательного аппарата. - «Известия»). Поэтому оболочка ядерных боеголовок рассчитана так, что большая ее часть будет «съедена» гиперзвуком, а внутренняя начинка сохранится. Но у ГЗЛА не может быть «жертвенного слоя». Если ты летишь на управляемом изделии, то должен сохранить аэродинамическую форму. Нельзя «затуплять» изделие, чтобы у него обгорали носок и кромки крыльев, и т.д. Это, кстати, было сделано на американских «Шаттлах», и на нашем «Буране » . Там в качестве теплозащиты использовались графитовые материалы.

- Правильно ли пишут в научно-популярной литературе, что именно у гиперзвукового атмосферного аппарата конструкция должна быть как единое монолитное твердое тело?

Не обязательно. Они могут состоять из отсеков и разных элементов.

- То есть возможна классическая схема строения ракеты?

Конечно. Подбирай материалы, заказывай новые разработки, если надо, проверяй, отрабатывай на стендах, в полете, поправляй, если что-то получилось не так. Это еще и нужно уметь замерить сотнями телеметрических датчиков невероятной сложности.

- Какой двигатель лучше - твердотопливный или жидкостный для гиперзвукового аппарата?

Твердотопливный здесь вообще не годится, потому что он может разогнать, но лететь долго с ним невозможно. Такие двигатели у баллистических ракет типа «Булава», «Тополь». В случае с ГЗЛА это неприемлемо. На нашей ракете «Яхонт » (противокорабельная крылатая ракета, входит в состав комплекса «Бастион». - «Известия») твердотопливный только стартовый ускоритель. Дальше она летит на жидкостном прямоточном воздушно-реактивном двигателе.

Есть попытки сделать прямоточный двигатель с внутренним содержанием твердого топлива, которое размазано по камере сгорания. Но его тоже не хватит на большие дальности.

Для жидкого топлива можно сделать бак меньше, любой формы. Один из «Метеоритов » летал с баками в крыльях . Он был испытан, потому что мы должны были добиться дальности 4–4,5 тыс. км. И летел он на воздушно-реактивном двигателе, работавшем на жидком топливе.

- А в чем отличие воздушно-реактивного двигателя от жидкостного реактивного двигателя?

Жидкостный реактивный двигатель содержит окислитель и горючее в разных баках, которые смешиваются в камере сгорания. Воздушно-реактивный двигатель питается одним горючим : керосином, децилином или бицилином. Окислитель - набегающий кислород воздуха. Бицилин (топливо, получаемое из вакуумного газойля с применением гидрогенизационных процессов. - «Известия») как раз и был разработан по нашему заказу для «Метеорита». Это жидкое горючее имеет очень большую плотность , позволяющую делать бак меньшего объема.

- Известны фотографии гиперзвуковых летательных аппаратов именно с реактивным двигателем. Они все имеют интересную форму: не обтекаемую, а достаточно угловатую и квадратную. Почему?

Вы, наверное, говорите о Х-90, или, как ее называют на Западе, AS-X-21 Koala (первый советский экпериментальный ГЗЛА. - «Известия»). Ну да, это неуклюжий медведь . Впереди стоят так называемые «доски», «клинья» (элементы конструкции с острыми углами, выступами. - «Известия»). Всё для того, чтобы поток воздуха, попадающий в двигатель, сделать приемлемым для сгорания и нормального горения топлива. Для этого мы создаем так называемые скачки уплотнения (резкое повышение давления, плотности, температуры газа и уменьшение его скорости при встрече сверхзвукового потока с каким-либо препятствием. - «Известия»). Скачки образуются как раз на «досках» и «клиньях» - тех элементах конструкции, которые гасят скорость воздуха.

По пути к двигателю может быть второй скачок уплотнения, третий. Весь нюанс в том, что в камеру сгорания воздух не должен заходить с той же скоростью , с которой летит ГЗЛА. Ее надо обязательно снизить. И очень даже сильно. Желательно до дозвуковых значений, для которых всё отработано, проверено и испытано. Но это именно та задача, которую создатели ГЗЛА пытаются решить и не решили за 65 лет .

Как только ты заскакиваешь за 4,5 Маха, в таком скоростном движении в двигатели очень быстро проскакивают воздушные частицы. А ты должен «свести» друг с другом распыленное топливо и окислитель - атмосферный кислород. Это взаимодействие должно быть с высокой полнотой сгорания топлива. Взаимодействие не должно срываться какими-то колебаниями, лишним дуновением внутри. Как это сделать, не придумал еще никто.

- А возможно ли создать ГЗЛА для гражданских нужд, для перевозки пассажиров и грузов?

Возможно. На одном из парижских авиасалонов был показан самолет, разработанный французами совместно с англичанами. Турбореактивный двигатель поднимает его на высоту, а затем машина разгоняется примерно до 2 Махов. Затем открываются прямоточные воздушно-реактивные двигатели, которые выводят самолет на скорость 3,5 или 4 Маха. И дальше он летит на высоте километров 30 куда-нибудь из Нью-Йорка в Японию. Перед посадкой включается обратный режим: машина снижается, переходит на ТРД, как обычный самолет, входит в атмосферу и садится. В качестве топлива рассматривается водород, как наиболее калорийное вещество.

- В настоящее время наиболее активно разработку гиперзвуковых летательных аппаратов ведут Россия и США. Можете ли вы оценить успехи наших оппонентов?

Что касается оценок, могу сказать - пусть ребята работают. За 65 лет ничего у них толком так и не сделано . На скоростях от 4,5 до 6 Махов нет ни одного реально сделанного ГЗЛА.

Новейший гиперзвуковой летательный аппарат Ю-71(Yu-71)

Гиперзвуковое оружие и гиперскорость: как физика мешает военным сделать ракету своей мечты

Более подробную и разнообразную информацию о событиях, происходящих в России, на Украине и в других странах нашей прекрасной планеты, можно получить на Интернет-Конференциях , постоянно проводящихся на сайте «Ключи познания» . Все Конференции – открытые и совершенно безплатные . Приглашаем всех интересующихся…

30-06-2015, 16:01

К 2025 году Россия получит серьезный ядерный козырь в переговорах с США

Россия проводит испытания нового гиперзвукового планирующего летательного аппарата Ю-71 (Yu-71), который способен нести ядерные боезаряды. Об этом 28 июня сообщило издание Washington Free Beacon со ссылкой на публикацию известного британского военно-аналитического центра Janes Information Group.

По данным WFB, Россия разрабатывала аппарат несколько лет, но первые его испытания были проведены в феврале этого года. Аппарат якобы является частью российского секретного проекта «4202», связанного с ракетной программой. По мнению авторов публикации, это даст России возможность гарантированно поражать цель только одной ракетой. По мнению Washington Times, Россия намерена использовать гиперзвуковой военный проект как инструмент давления во время переговоров с США по контролю вооружений.

Гиперзвуковые аппараты, подобные созданному Россией, крайне сложно выследить и сбить, поскольку они движутся по не рассчитываемой траектории, а скорость их перемещения достигает 11200 км/ч, отмечают эксперты британского центра. По их данным, до 24 указанных гиперзвуковых летательных аппаратов (боевых блоков) могут быть развернуты в Домбаровском полку РВСН в период с 2020 до 2025 года. Ранее в открытых источниках данное обозначение - Ю-71 - не фигурировало.

Стоит отметить, что даже отставные генералы РВСН предпочитают воздерживаться от комментариев по объекту «4202», ссылаясь на закрытость темы и возможные последствия обсуждения этой темы в «СП».

Планы принятия на вооружение объектов «4202», действительно не озвучивались. Но из открытых источников известно, что разработка аппаратов ведется «НПО машиностроения» (Реутов), и начата она была до 2009 года. Формальным заказчиком ОКР «4202» выступает Федеральное космическое агентство России, что, по мнению некоторых экспертов, может служить неким «прикрытием». В новогоднем поздравлении «НПО машиностроения» от 2012 года объект «4202» назван одним из важнейших для корпорации на ближайшие несколько лет. Скорее всего, первое испытание аппарата из объекта «4202» было произведено не в феврале 2015 года, как утверждают британские эксперты, а в рамках учений «Безопасность-2004» на полигоне Байконур, потому как на пресс-конференции тогдашний первый заместитель начальника Генерального штаба ВС России Юрий Балуевский заявил, что в ходе тренировки был «испытан космический аппарат, который способен лететь с гиперзвуковой скоростью, совершая при этом маневры, как по курсу, так и по высоте».

Член-корреспондент Российской академии ракетных и артиллерийских наук (РАРАН), доктор военных наук Константин Сивков говорит, что и нынешние боевые блоки межконтинентальных баллистических ракет на пассивном участке развивают гиперзвук. Однако отличие перспективной гиперзвуковой боевой части, скорее всего, заключается в том, что она действует не просто как баллистическая боеголовка, а идет по довольно сложной траектории, то есть маневрирует как самолет с огромной скоростью полета.

Не исключено, что специалисты по теме «4202» пользуются советскими технологиями, над которыми работал один из ведущих разработчиков советской авиационно-космической техники Глеб Лозино-Лозинский. Напомню, он был руководителем проекта аэрокосмического истребителя-бомбардировщика «Спираль», ведущим разработчиком МТКК «Буран», курировала проект многоразовой авиационно-космической системы «МАКС» и ряда других программ, где проводились работы в том числе и по гиперзвуку.

Надо понимать, что гиперзвуковые боевые части достаточно тяжелые - 1,5−2 тонны. Поэтому, наверное, она может стать боевой частью легкой МБР типа «Тополь-М» (ведь последние испытания проводились на УР-100Н УТТХ), однако МБР РС-28 «Сармат», которая должна быть принята на вооружение к концу десятилетия, сможет забрасывать сразу несколько таких боеголовок, которые будут идти по сложным траекториям, что сделает их практически неуязвимыми для систем ПРО противника. Скажем, даже в перехвате старых баллистических ракет, боеголовки которых не маневрируют, заатмосферные американские перехватчики GBI наземного базирования дают очень низкую вероятность поражения - 15−20%.

Если наши РВСН к 2025 году действительно примут на вооружение ракеты с гиперзвуковыми боевыми частями - то это будет довольно серьезной заявкой. Логично, что на Западе МБР с гиперзвуковыми БЧ называют новым возможным козырем Москвы на переговорах с Вашингтоном. Как показывает практика, Соединенные Штаты можно усадить за стол переговоров только одним единственным способом - поставить на вооружение системы, которые заставят американцев испугаться по-настоящему.

Кроме того, в России также ведется разработка гиперзвуковых крылатых ракет, которые могут идут на малых высотах. Соответственно, их поражение перспективными системами ПРО проблематично, потому что это, по сути, аэродинамические цели. К тому же современные комплексы противоракетной обороны имеют пределы по скорости поражения целей в пределах 1000 метров в секунду: как правило, скорость перехватчика составляет 700−800 метров в секунду. Проблема еще в том, что при стрельбе по высокоскоростной цели ракета-перехватчик должна иметь возможность по маневрированию с перегрузками, измеряемыми десятками и даже сотнями g. Такие противоракеты пока не существуют.

Главный редактор журнала «Арсенал Отечества», член Экспертного совета при председателе Военно-промышленной комиссии при правительстве РФ Виктор Мураховский замечает: не секрет, что боевое оснащение, полезная нагрузка наших МБР непрерывно совершенствуются.

И когда президент Владимир Путин, выступая 16 июня на форуме «Армия-2015», сказал, что в этом году состав ядерных сил пополнят более 40 новых межконтинентальных ракет, то на эту цифру обратили внимание все СМИ, однако как-то упустили продолжение фразы - «которые будут способны преодолевать любые, даже самые технически совершенные системы ПРО».

В программе по совершенствованию боевого оснащения ведутся работы в том числе и по созданию гиперзвуковых маневрирующих боевых блоков именно на траектории маневра - после разведения полезной нагрузки, что позволит действительно игнорировать любую мыслимую перспективную систему ПРО. Да, стоящие на вооружении РВСН межконтинентальные баллистические ракеты и сейчас имеют блоки, которые разводятся со скоростью 5−7 километров в секунду. Но совсем другое дело - осуществлять маневр, причем управляемый, на таких скоростях. Вполне возможно, что эти БЧ могут быть установлены на новой тяжелой ракете «Сармат», которая заменит в войсках легендарные советские Р-36М2 «Воевода». Думаю, в последующем подобные боевые блоки будут установлены и уже на поступающие на вооружение РВСН ракеты.

«СП»: - По сведениям из открытых источников, 26 февраля запуск «объекта 4202» осуществлял ракетный комплекс УР-100Н УТТХ, серийное производство которого продолжалось до 1985 года. Эта ракета - модификация «Стилета» (УР-100Н, по классификации НАТО - SS-19 mod.1 Stiletto)…

Срок службы этого ракетного комплекса вроде как продлен до 2031 года, и используется он только для испытаний. Естественно, перед каждым пуском происходит освидетельствование этой ракеты, но она всегда демонстрировала надежность. Так, у нас полезную нагрузку на орбиту выводят ракеты-носители «Днепр» - РН уже, мягко говоря, не молодые, но также надежные, при эксплуатации которых, насколько я помню, крупных аварий не случалось.

«СП»: - СМИ неоднократно сообщали, что китайцы в дополнение к WU-14 ведут разработки гиперзвуковой крылатой ракеты.

Гиперзвуковые ракеты - это, конечно, совсем другое направление. Честно говоря, я не очень верю в появление такого вооружения даже в долгосрочной перспективе, поскольку не могу себе представить, каким образом можно разогнать крылатую ракету до гиперзвука в плотных слоях атмосферы. Конечно, можно соорудить что-то гигантское, но по отношению к полезной нагрузке это будет абсолютно не рациональный расход средств.

«СП»: - В США гиперзвуковые проекты в рамках реализации концепции «Быстрого глобального удара» разрабатываются различными ведомствами: самолет X-43A - NASA, ракета X-51A - ВВС, аппарат AHW - Сухопутными войсками, ракета ArcLight - DARPA и ВМС, планер Falcon HTV-2 - DARPA и ВВС. Причем сроки их появления называются разные: ракет - к 2018−2020 годам, разведывательных самолетов - к 2030-ому.

Все это перспективные разработки, не зря их так много. Скажем, проект AHW, по разным данным, также представляет собой комбинированное оружие, состоящее из трехступенчатой ракеты-носителя и непосредственно гиперзвуковой головной части. Но насколько американцы продвинулись в разработках по этому проекту - сказать сложно (испытания признавались то удачными, то неудачными - «СП»). Как известно, американцы особо не заморачивались по поводу оснащения своих ракет комплексами преодоления ПРО, имеется в виду, например, создание «облака» ложных целей вокруг реальной боевой части.

Новости партнеров: