Гіперзвукові ла. Російський гіперзвуковий літак. Експериментальні дослідження щодо створення гіперзвукової зброї

І що зможе протиставити цьому диву край зачуханих зайвохромосомних особин? Окрім понтів — нічого, і горезвісний сміх «Іскандерів» загрожує перейти в заразливо-істеричне хихикання палати №6.

США вперше випробували надсекретний гіперзвуковий літак, призначений для завдання глобального удару

Однією із найяскравіших історій 2017 року, що відбулися у світі військової авіації, стало випробування в США надсекретного прототипу під кодовою назвою SR-72. Йдеться про таємничий гіперзвуковий безпілотний літальний апарат, який за рахунок надзвичайно швидкого руху - близько 6 швидкостей звуку і вище - буде використаний для потреб розвідки: передбачається, що противник просто не встигне зреагувати на його появу. Його перші льотні випробування відбулися в липні, проте широкому загалу про них стало відомо лише наприкінці вересня: все, що пов'язане з його розробкою, тримається в найсуворішому секреті. Newsader представляє оглядовий матеріал з цієї теми, скориставшись зарубіжними та російськомовними джерелами інформації.

«На порозі гіперзвукової революції»

Як пише науково-технічне видання N+1 з посиланням на американський авіаційний ресурс Aviation Week, перший політ прототипу SR-72 відбувся наприкінці липня на аеродромі 42-го ремонтного підприємства ВПС США у Палмдейлі в Каліфорнії. Під час першого польоту безпілотник супроводжували два навчальні літаки T-38 Talon. Хоча подробиці про перші випробування не розкриваються, передбачається, що вони пройшли успішно.

Виступаючи на виставці WCX: SAE World Congress Experience, що пройшла на території військової бази «Форт-Уерт» в Техасі наприкінці вересня 2017 року, виконавчий віце-президент з аеронавтики компанії Lockheed Martin Орландо Карвальо заявив, що Skunk Works - підрозділ компанії апарат - подвоїло ресурси, виділені на гіперзвуковий проект.

"Я думаю, що Сполучені Штати знаходяться на порозі гіперзвукової революції", - сказав Карвальо, обмовившись, що не може розкривати деталі.

Тим часом, Skunk Works вважається засекреченим конструкторським відділом Lockheed Martin.

Основу силової установки SR-72 складе турбореактивний двигун, здатний розганяти апарат швидше за 1,5-2 чисел Маха. На цій швидкості включатиметься надзвуковий прямоточний повітряно-реактивний двигун, який розганятиме апарат до неймовірних шести чисел Маха - близько 6400 км/год. Це вдвічі вище, ніж у його попередника SR-71, про який йтиметься нижче. Пояснимо, що гіперзвуковою вважається швидкість, що перевищує п'ять чисел Маха.

За даними видання Topwar, в даний час розглядаються 2 варіанти літака - безпілотний і пілотований, кожен з яких зможе нести комплекс наступальних озброєнь. Зброю, яку можна буде використати з літака SR-72, Lockheed Martin планує продемонструвати у 2018 році. Йдеться, головним чином, про нові полегшені ракети, тому що при запуску на швидкості польоту 6 Махов їм не потрібна буде розганяюча, а отже, начинка, що їх обтяжує.

Одним із завдань нових гіперзвукових літаків SR-72 стане не лише забезпечення США необхідною розвідувальною інформацією, а й збільшення військової силидержави. За словами керівника програми Hypersonics Бреда Леланда, гіперзвукові літаки, які мають на озброєнні гіперзвукові ракети, зможуть проникати в закритий для польотів повітряний простір імовірного противника і завдавати ракетних ударів у будь-якій частині континенту, долетівши до місця призначення менш ніж за 1 годину.

За словами фахівця, саме швидкість має стати наступним ключовим показником у всій світовій авіації нового покоління і залишатиметься пріоритетом упродовж кількох найближчих десятиліть. Леланд вважає, що дані технології стануть таким же переломним моментом, що вимагатиме зміни «правил гри», яким свого часу стало масове впровадження технологій на кшталт «стелс».

За словами Бреда Леланда, SR-72 на швидкості польоту 6 Махов зможе залишити потенційним противникам США не тільки мінімум часу на здійснення дій у відповідь, але і здивувати їх показниками високої ефективності при використанні гіперзвукових ракет. Так як для їх пуску не знадобиться ракетоносій, швидкість таких ракет зможе в 6 разів перевищити швидкість звуку, а конструкція ракет буде значно легшою, причому не тільки в плані ваги, але і з точки зору будови ракети.

Серцем нового літака має стати, як її називають у компанії Lockheed, турбіна на основі комбінованого циклу роботи. Вона поєднуватиме в собі технологію двигуна гіперзвукового літального апарату HTV-2 (Hypersonic Technology Vehicle), який міг розвинути швидкість польоту в 20 махів (близько 24 500 км/год) під час проведення тестових випробувань. SR-72 отримає 2 двигуни, кожен з яких, по суті, буде подвійним. У двигуні буде використана складна об'єднана конструкція, що складається з сопла та повітрозабірників, що підключаються до двох різних джерел живлення, що дозволить досягти значного зниження лобового опору повітря.

На опрацювання конструкції майбутніх двигунів та їх зовнішнього виглядукомпанії Lockheed та Aerojet Rocketdyne витратили 7 років спільної праці. На сьогодні Skunk Works розробила і випробувала ряд важливих системперспективного безпілотника, включаючи елементи комбінованої силової установки апарату, яка дозволить йому виконувати польоти на швидкості шести чисел Маха, що становить 7,4 тисячі кілометрів на годину.

За оцінкою компанії, найбільшу складність у проекті становить діапазон від 2,2 до чотирьох чисел Маха. З огляду на особливості конструкції турбореактивні двигуни, використовувані на сучасних винищувачах, що неспроможні розганяти літак швидше 2,2 числа Маха. У той же час прямоточні повітряно-реактивні двигуни не можуть «підхоплювати» політ на швидкості нижче чотирьох чисел Маха.

Зі свого боку керівник підрозділу Skunk Works компанії Lockheed Martin Роб Вайсс, що передбачив завершення робіт над SR-72 протягом 10 років, заявив в інтерв'ю виданню Flightglobal, що проектування безпілотника є і найдешевшим способом розробити рухову установку, яка дозволить літальним апаратам розвивати швидкості від шести до 20 чисел Маха - тобто до 24,7 тисячі кілометрів на годину.

Як говорилося в ранніх матеріалах Aviation Week, SR-72 покликаний заповнити прогалину в американській стратегії подолання сучасних протиракетних систем (ППО). Є побоювання, що системи протилітацької боротьби і протисупутникової зброї, що стрімко розвиваються, в РФ і Китаї в окремих випадках можуть ускладнити роботу стелс-літаків США. Цю проблему допоможуть подолати технології, що принципово відрізняються від інструментів стелс, що активно використовуються в сучасних літальних апаратах п'ятого покоління, таких як F-22 і F-35: високошвидкісний SR-72 зможе проникати у ворожий повітряний простір, вражаючи цілі, перш ніж противники зможуть виявити та перехопити його. У зв'язку з цим у 2013 році представники Lockheed Martin зазначили, що не приділятимуть особливої ​​уваги технологіям малопомітності при проектуванні SR-72, оскільки гіперзвуковий політ можна вважати своєрідною альтернативою малопомітності.

Lockheed Martin планує завершити розробку безпілотної версії гіперзвукового апарату SR-72 до середини 2020-х років. Робота над проектом SR-72 узгоджується з планами ВПС США отримати до 2020 року ударну гіперзвукову зброю, а до 2030 року поставити на бойове чергування гіперзвуковий розвідувальний літак, здатний гарантовано проникати в добре захищений повітряний простір. Вартість розробки та виробництва одного досвідченого зразка SR-72 складе менше одного мільярда доларів.

Що стосується пілотованого апарату на базі SR-72, його планується побудувати вже наступного року і вперше випробувати в 2023 році. Будівництво пілотованого зразка планується розпочати у 2018 році. Його довжина складе близько 18 м, що відповідає розмірам винищувача F-22 Raptor. Як і у прототипу, на ньому буде встановлений двигун, що розганяє літак до швидкості 6 махів.

Унікальні можливості SR-72

У зв'язку з цим видання The Avationist аналізує можливості новітнього апарату, назвавши «оглушливим» мовчання з боку Lockheed Martin з приводу недавніх випробувань SR-72: автор упевнений, що якби випробування завершилися нічим, то компанія прямо заявила б про це, а не утримувалася від коментарів.

По-перше, висока якість даних розвідки. Як відомо, актуальність і якість будь-якої зібраної розвідувальної інформації є дуже незадовільними, якщо противник виявляється обізнаний з фактом її збору. SR-72 має у цій галузі істотну перевагу перед аналогами завдяки тому, що він здатний збирати розвіддані в режимі граничної скритності за рахунок надвисоких швидкостей. Апарат підвищить якість моніторингу ворожих секретів вже з тієї причини, що противник не знатиме, що його оперативну систему безпеки було скомпрометовано.

По-друге, надвисока швидкість SR-72 дозволить йому блискавично переміститися в зону розвідки та в режимі реального часу транслювати оператору зібрані дані.

По-третє, противнику буде дуже важко перехопити SR-72 навіть у тому випадку, якщо йому вдасться його виявити. Тут слід згадати, що попередник SR-72 – літак SR-71 – за рахунок високої швидкості (вище трьох Махів) та висоти міг залишатися недосяжним для більшості ракет та літаків-перехоплювачів. Однак прогрес у виявленні, тактиці, авіації, авіаційній зброї та ракетах наземного та повітряного базування призвів до того, що колишніх швидкостей недостатньо для того, щоб уникнути противника.

По-четверте, безпілотний SR-72 позбавить людей необхідності ризикувати життям і приймати рішення в середовищі з надшвидкими швидкостями. У випадку, якщо стратегічні ударні платформи на кшталт МБР і крилатих ракет підуть в атаку, саме робот, спроектований як стратегічний ударний актив з ультра-високошвидкісним двигуном та глобальним діапазоном охоплення, здатний взяти на себе технічну частину завдань і тим самим зберегти людині час на прийняття вірного рішення у глобальному та локальному конфлікті.

Визначивши ці чотири моменти, Демерлі описав ті регіони, де міг би використовуватися SR-72.

По-перше, йдеться про КНДР, яка продовжує стрімко рухатися до створення ядерної зброї, здатного загрожувати континентальній частині США SR-72 міг би стати вирішальним фактором у тому, що стосується превентивного удару по Пхеньяну та своєчасного реагування на ворожу активність Північної Кореї.

По-друге, SR-72 чудово впорався б із завданням таємного моніторингу іранської ядерної програми. Хоча орбітальні розвідувальні засоби можуть забезпечити відмінну візуалізацію по всьому спектру від видимого до інфрачервоного до електронного випромінювання, розвідувальний супутник має недоліки: він не може збирати зразки атмосфери, які є ключовими для виявлення ознак ядерних випробувань. У цьому сенсі набагато більш адекватним було б задіяння SR-72 - динамічнішої високошвидкісної платформи, яка була б гнучкіша за супутників-шпигунів.

По-третє, Сирія: хоча тісна взаємодія США з Росією в сирійському конфлікті поки що дає результати, все ж таки потенціал серйозних інцидентів, як і раніше, є. Розвідувальність SR-72, скритно проведена щодо сирійських та російських активів у режимі реального часу, допоможе до мінімуму знизити ризик випадкових зіткнень, а також надасть Сполученим Штатам виняткову інформацію, недоступну іншим учасникам ситуації.

По-четверте, слід мати на увазі глобальний театр, що розвивається за участю РФ, Китаю та інших держав. Як відомо, Сполучені Штати географічно ізольовані від ключових конфліктних регіонів в Азії, Африці та Близькому Сході. З одного боку, океани захищають США. З іншого боку, віддаленість від потенційних противників змушує США мати на озброєнні апарати з великою дальністю дії та високою швидкістю. SR-72 повністю відповідає цій концепції запобігання конфліктам по всьому світу.

Легендарний SR-71 - попередник SR-72

Проект SR-72 був уперше представлений компанією Lockheed Martin у 2013 році. Перспективний апарат розробляється як заміна списаним у 1998 році розвідувальним пілотованим літакам SR-71 Blackbird. Останній міг розвивати швидкість до 3,2 числа маху за рахунок комбінованих силових установок.

Насамперед, слід зазначити, що SR-71, удосконалену версію якого тепер готують американські виробники, у 1976 році встановив абсолютний рекорд швидкості серед пілотованих літаків із турбореактивними двигунами – 3529,56 км/год. Серед його досягнень виявився і рекорд висоти у горизонтальному польоті – 25929 м.

Завдяки своїм можливостям він виявився єдиним літаком, проти якого північнов'єтнамська – тобто радянська – система ППО виявилася марною. Згідно з відкритими джерелами, цей апарат брав участь у розвідці у В'єтнамі та Північній Кореї в 1968 році, і одному в'єтнамському зенітно-ракетному полку було поставлено завдання знищити цей літак, щоб підняти престиж. радянської зброїв очах в'єтнамців, але зроблені кілька пусків ракет SR-71 були безрезультатними. Після появи на озброєнні СРСР досконалішого ППО SR-71 було знято з озброєння, і йому на зміну прийшов стелс-монстр B-2 Spirit: як і сучасніші військові стелс-літаки (F-22 і F-35) він ухиляється від ППО не за рахунок надшвидкого переміщення, а за допомогою технологій невидимості. Останні, як вказують американські розробники, здатні долати будь-які перспективні російські ППО, зокрема С-300 та С-400.

Тим не менш, у період бойового використання в умовах холодної війни Blackbird зарекомендував себе як дуже ефективний апарат: він виконував розвідувальні польоти над територією СРСР і регулярно порушував радянський повітряний простір, в окрему добу до 8-12 підходів до повітряних кордонів країни. Відомо і про інші його місії, в тому числі на Кубі, а в 1973 під час арабо-ізраїльської війни Судного днявін проводив фоторозвідку Єгипту, Йорданії та Сирії. Застосовувався SR-71 і в цивільних цілях: літак виконував аеродинамічні дослідження НАСА за програмами AST (Advanced Supersonic Technology – перспективні надзвукові технології) та SCAR (Supersonic Cruise Aircraft Research – розробка літака із крейсерською надзвуковою швидкістю польоту).

Враховуючи, що в SR-72 будуть застосовані як новітні технології XXI століття, так і вже випробувані переваги SR-71, можна з упевненістю сказати, що він стане одним із найважливіших стратегічних активів Сполучених Штатів у стримуванні загроз Росії, Китаю, Ірану, КНДР та інших гравців, які становлять для Америки загрозу.

Гіперзвуковим літаком називається такий, швидкість якого може сильно перевищувати швидкість звуку (1224 км/год), тобто приблизно п'ять-шість тисяч км/год. Такі апарати сьогодні випускають кілька країн світу. Росія також не залишилася осторонь.

Треба сказати, що створення різних гіперзвукових літальних апаратіву світі розпочалося з другої половини минулого століття. Але сьогодні, зрозуміло, літаки стають все більш досконалими і мають небувалі переваги і можливості.

Гіперзвуковий літак Росії Ю-71 швидко перейшов із стадії розробки, яка тривала протягом кількох років, на стадію випробувань ще минулого року. Випробовували новий літальний апарат під Оренбургом. Літаку, щоб подолати відстань від місць випробувань до столиці США, знадобиться близько п'ятдесяти хвилин, а до Лондона – двадцять.

Що може Ю-71?

Ю-71 був створений для використання його для вирішення військових завдань. Наприклад, гіперзвуковий літак зможе доставляти бойові припаси та інші необхідні пристроїу найкоротші терміни та великі відстані (ядерні боєголовки).

Крім того, Ю-71 здатний проводити контроль території, а також використовуватися як апарат штурмової авіації. Російський гіперзвуковий літак здатний літати зі швидкістю понад одинадцять тисяч км/год. Все це доповнюється його надзвичайною маневреністю, що дозволяє навіть вийти у ближній космос.

Як і навіщо планують використовувати Ю-71?

За даними деяких експертів, найближчим десятиліттям планується ввести близько двадцяти літаків до Ракетних військ. стратегічного призначення. Розмістять їх поблизу Домбарівського селища (Оренбурзька область). Слід зазначити, що Ю-71 розроблено у двох модифікаціях: звичайної та стратегічної.

Щодо Ю-71 існує безліч різноманітних думок. Частина фахівців вважає, що цей літак – боєголовка, що спочатку прикріплюється до ракети, а потім відокремлюється (наприкінці її польоту). Сенс цього полягає у можливості подолання гіперзвуковим літаком систем протиповітряної оборони.

Є також дані, що Ю-71 не що інше, як одна з частин проекту 4202, що є секретним. У Росії нібито мають намір запустити гіперзвуковий проект для того, щоб чинити тиск на Сполучені Штати. Переговори щодо контролю озброєння у разі можуть пройти дуже вдало.

Якою буде доля російського літака Ю-71 – невідомо. Нам залишається лише чекати та стежити за розвитком подій.

Військова таємниця. Випробування Ю-71, Сирія. Репортаж.

В історії ГЛА були реалізовані у вигляді кількох випробувальних літаків, безпілотних літальних апаратів та орбітальних щаблів-космопланів багаторазових космічних кораблів (МТКК). Також існувало та існує велика кількістьпроектів транспортних засобів зазначених типів, а також аерокосмічних систем (орбітальних літаків) з гіперзвуковими розгінними та орбітальними ступенями або одноступінчастих АКС-космольотів та пасажирських лайнерів-космопланів.

Одним із перших детальних проектів ГЛА був нереалізований проект Зенгера щодо створення частково-орбітального бойового космольоту-бомбардувальника «Зільберфогель» у Нацистській Німеччині.

На відміну від космопланів, зважаючи на необхідність при створенні космольотів на порядок складніших рухових і конструкційних технологій, жоден із проектів космольотів досі реалізований не був.

Гіперзвукові літаки

У 1960-і роки в США була здійснена програма розробки та польотів експериментального літака-ракетоплана North American X-15, який став першим в історії та на 40 років єдиним ГЛА-літаком, що здійснював суборбітальні пілотовані космічні польоти. У США 13 його польотів вище 80 км, а у світі (ФАІ) - 2 з них, в яких було перевищено кордон космосу в 100 км, визнані суборбітальними пілотованими космічними польотами, а їх учасники - астронавтами.

Аналогічні програми у СРСР та інших країнах.

На початку XXI століття в Росії існував, але був скасований проект частково-багаторазового крилатого космічного корабля «Кліпер», який запускався на звичайній РН.

У США продовжується проект Boeing X-37 з польотами на орбіту експериментального космоплана, що запускається на РН. Розробляються проекти: у Великобританії - одноступінчастий АКС-космоліт Skylon з горизонтальним стартом і посадкою, в Індії - космоплан-прототип, що запускається на РН, одноступінчастої АКС-космольоту RLV/AVATAR з вертикальним стартом і горизонтальною посадкою, в Китаї - запускається на РНкосмоплан Шеньлонг та двоступінчастий МТКК з горизонтальним стартом та посадкою та ін.

• Одноступенева космічна система (англ.)

Гіперзвукові БПЛА

Проекти спеціальних експериментальних безпілотних ГЛА розробляються та здійснюються з метою відпрацювання можливостей створення дво- та одноступінчастих багаторазових транспортних АКС (космопланів та космольотів) наступних поколінь та перспективних технологій ракетного двигунобудування (ГПВРД) та інших.

Існували доведені до різних початкових ступенів реалізації проекти безпілотних ГЛА у США – Boeing X-43, Росії – «Холод» та «Голка», Німеччини – SHEFEX (прототип космоплану/космольоту), Австралії – AUSROCK та інші.

Гіперзвукові ракети та керовані бойові блоки ракет

Раніше розроблявся ряд проектів експериментальних та бойових крилатих (наприклад, Х-90 у СРСР) та некрилатих (наприклад, Х-45 у СРСР) ракет, що досягають гіперзвукових швидкостей.

Технології та застосування

ГЗЛАможуть бути без двигунів або оснащуватися різними типами рухових установок: рідинними ракетними двигунами (ЖРД), гіперзвуковими прямоточними повітряно-реактивними двигунами (ГПВРД), твердопаливними ракетними двигунами (РДТТ) (а також теоретично ядерними ракетними двигунами (ЯРД) та іншими) числі комбінацією таких двигунів та прискорювачів. Тобто термін «гіперзвуковий» має на увазі здатність апарату рухатися з гіперзвуковою швидкістю в повітряному середовищі, використовуючи як двигуни, так і в тій чи іншій формі повітря.

Враховуючи потенціал технології, організації по всьому світу здійснюють дослідження в галузі гіперзвукового польоту та розвитку ДПВРД. Очевидно, перше застосування матиме місце для керованих військових ракет, оскільки ця область вимагає лише літаковий режим у діапазоні висот, а чи не прискорення до орбітальної швидкості. Таким чином, кошти на розробки в цій галузі йдуть саме в рамках військових контрактів.

Гіперзвукові космічні системи можуть мати, а можуть не мати перевагу від використання щаблів з ДПВРД. Питомий імпульс чи ефективність ДПВРДтеоретично становить від 1000 до 4000 секунд, тоді як у випадку ракети ця величина на 2009 рік не перевищує 470 секунд, що в принципі означає набагато дешевший доступ до космосу. Однак цей показник швидко зменшуватиметься разом із зростанням швидкості і також відбуватиметься погіршення аеродинамічної якості. Істотна проблема маленького відношення тяги ДПВРДдо його маси, яка становить 2, що приблизно 50 разів гірше за цей показник для ЖРД. Частково це компенсується тим, що витрати на компенсацію сили тяжіння при фактично літаковому режимі несуттєві, але більш тривале перебування в атмосфері означає великі аеродинамічні втрати.

Повітряне судно-авіалайнер з ДПВРДмає значно скоротити час подорожі з однієї точки до іншої, потенційно зробивши досяжною будь-яку точку Землі в межах 90 хвилин. Однак при цьому залишаються питання щодо того, чи зможуть такі апарати перевозити на собі достатньо палива для здійснення польотів на великі відстані і чи зможуть вони літати на достатній висоті, щоб уникнути пов'язаних із надзвуковим польотом звукових ефектів. Також залишаються невизначеними питання, пов'язані із загальною вартістю таких польотів та можливістю багаторазового використання апаратів після гіперзвукового польоту.

Переваги та недоліки у разі космічних апаратів

Перевага гіперзвукового літака на кшталт X-30полягає у виключенні або зменшенні кількості транспортованого окислювача. Наприклад, зовнішній бак МТКК Спейс Шаттл на старті містить 616 тонн рідкого кисню (окислювач) та 103 тонн рідкого водню (паливо). Сам космічний човник-космоплан при приземленні важить трохи більше 104 тонн. Таким чином, 75% всієї конструкції складає окислювач, що транспортується. Виключення цієї додаткової маси повинне полегшити апарат і, як можна сподіватися, збільшити частку корисного навантаження. Останнє можна вважати основною метою вивчення ДПВРДразом із перспективою зменшення вартості доставки вантажів на орбіту.

Але є певні недоліки:

Низьке відношення тяги до ваги апарату

Рідкісний ракетний двигун (« ЖРД») відрізняється дужевисоким показником тяги до його маси (до 100:1 і більше), що дозволяє ракетам досягти високих показників при доставці вантажів на орбіту. Навпаки, ставлення тяги ДПВРДдо його масі становить близько 2, що означає збільшення частки двигуна в стартовій масі апарату (без урахування необхідності зменшити цю величину принаймні вчетверо через відсутність окислювача). До того ж наявність нижньої межі швидкості ДПВРДта падіння його ефективності зі зростанням швидкості визначає необхідність використання на таких космічних системах ЖРДз усіма їхніми недоліками.

Необхідність додаткових двигунів для досягнення орбіти

Гіперзвукові ПВРДмають теоретичний діапазон робочих швидкостей від 5-7 до першої космічної швидкості 25 , але як показали дослідження в рамках проекту X-30, верхня межа встановлюється можливістю згоряння палива в повітряному потоці, що проходить і становить порядку 17 . Таким чином, потрібна інша додаткова система реактивного прискорення у неробочому діапазоні швидкостей. Оскільки необхідна різниця поповнення швидкостей незначна, а частка ПОНЕДІЛОКу стартовій масі гіперзвукового літака велика, застосування додаткових ракетних прискорювачів різного типу є цілком прийнятним варіантом. Опоненти досліджень ДПВРДстверджують, будь-яка перспективність цього апаратів може проявитися лише одноступеневих космічних систем. Прихильники цих досліджень стверджують, що варіанти багатоступеневих систем з використанням ДПВРДтакож виправдані.

Етап повернення

Потенційно нижня частина теплового захисту гіперзвукового космічного апарату повинна бути збільшена вдвічі з метою повернення апарату на поверхню. Використання абляційного покриття може означати його втрату після виходу на орбіту, активний теплозахист з використанням палива як холодоагент вимагає роботи двигуна для свого функціонування.

Вартість

Скорочення кількості палива та окислювача у разі гіперзвукових апаратів означає збільшення частки вартості самого апарату у загальній вартості системи. Насправді, вартість одного літака з ДПВРДможе бути дуже високою в порівнянні з вартістю палива, тому що вартість аерокосмічного обладнання принаймні на два порядки вище, ніж на рідкий кисень та баки до нього. Таким чином, апарати з ДПВРДнайбільш виправдані як системи багаторазового використання. Чи може обладнання багаторазово використовуватися в екстремальних умовах гіперзвукового польоту залишається не до кінця ясним - усі сконструйовані досі системи не передбачали повернення та їх повторне використання.

Остаточна вартість такого апарату є предметом інтенсивного обговорення, тому що зараз немає чіткої впевненості у перспективності таких систем. Мабуть, для того, щоб бути економічно виправданим, гіперзвуковий апарат повинен мати більше ПОНЕДІЛОКв порівнянні з ракетою-носієм з тією самою стартовою масою.

Не створено жодного гіперзвукового апарату

Створення та розробка бойових гіперзвуковихлітальних апаратів - це один із найбільших секретів не тільки в Росії, а й у США, Китаї та інших країнах світу. Відомості про них відносяться до категорії «цілком секретно» - top secret. В ексклюзивному інтерв'ю «Известиям» легендарний конструктор ракетної та космічної техніки Герберт Єфремов, який присвятив понад 30 років створенню гіперзвукової техніки, розповів, що таке гіперзвукові апарати та з якими складнощами доводиться стикатися під час їх розробки.

- Герберте Олександровичу, зараз багато говорять про створення гіперзвукових літальних апаратів, але більша частина інформації про них закрита для широкого загалу...

Почнемо з того, що вироби, що розвивають гіперзвукову швидкість, створені вже давно. Наприклад, це звичайні голівки міжконтинентальних балістичних ракет. Входячи в атмосферу Землі, вони розвивають гіперзвукову швидкість. Але вони некеровані і летять певною траєкторією. І їх перехоплення засобами протиракетної оборони (ПРО) продемонстровано неодноразово.

Ще як приклад я наведу нашу стратегічну крилату ракету «Метеорит», що колись летіла з божевільною швидкістю 3 Маха - близько 1000 м/с. Буквально на межі гіперзвуку (гіперзвукові швидкості починаються з 4,5 Маха. – «Известия»). Але головне завдання сучасних гіперзвукових літальних апаратів (ГЗЛА) не просто швидко прилетіти кудись, а виконати бойове завдання з високою ефективністю за умов сильного протидіїсупротивника. Наприклад, в американців одних есмінців типу Арлі Берк з протиракетами 65 штук у морі. А ще є 22 протиракетні крейсери типу «Тікондерога», 11 авіаносців- на кожному з яких базується до сотні літальних апаратів, здатних створити практично непробивну систему протиракетної оборони.

- Ви хочете сказати, що швидкість сама собою нічого не вирішує?

Грубо кажучи, гіперзвукова швидкість – це 2 км/с. Щоб здолати 30 км, треба летіти 15 секунд. На кінцевій ділянці траєкторії, коли гіперзвуковий літальний апарат наближається до об'єкта ураження, обов'язково будуть розгорнуті засоби протиракетної та протиповітряної оборони противника, які виявлять ГЗЛА. А щоб виготовитись сучасним системамППО та ПРО, якщо вони розгорнуті на позиціях, потрібні лічені секунди. Тому для ефективного бойового застосуванняГЗЛА однією швидкістю не обійдешсяніяк, якщо ти не забезпечив радіоелектронну непомітність та неушкодженість для систем ППО/ПРО на кінцевій ділянці польоту. Тут відіграватиме роль і швидкість, і можливості радіотехнічного захисту апарату власними станціями радіотехнічних перешкод. Все у комплексі.

- Ви кажете, що має бути не тільки швидкість - виріб має бути керованим, щоб досягти мети. Розкажіть про можливість керування апаратом у гіперзвуковому потоці.

Усі гіперзвукові апарати летять у плазмі. І бойові ядерні головки летять у плазмі, і все, що вийшло за швидкості 4 Маха, тим більше 6. Навколо утворюється іонізована хмара, а не просто потік із завихреннями: молекули розбиті ще на заряджені частинки. Іонізація впливає зв'язок, проходження радіохвиль. Потрібно, щоб системи управління та навігації ГЗЛА цих швидкостях польоту пробивали цю плазму.

На «Метеориті» ми мали обов'язково бачити земну поверхню радіолокатором. Навігацію забезпечували порівнянням локаційних картинокз борту ракети із закладеним у систему відеоеталоном. Інакше було неможливо. «Калібри» та інші крилаті ракети можуть літати так: радіовисотоміром зробив розвідку рельєфу місцевості – тут гірка, тут річка, тут долина. Але це можливо, коли літаєш на висоті сотні метрів. А коли піднімаєшся на висоту 25 км, там ніяких пагорбів радіовисотоміром не розрізниш. Тому ми знаходили біля певні ділянки, порівнювали про те, що записано у відеоеталоні, і визначали зміщення ракети вліво чи вправо, вперед, назад і скільки.

- У багатьох підручниках для «чайників» гіперзвуковий політ в атмосфері порівнюється зі ковзанням по наждачному паперічерез дуже високий опір. Наскільки вірним є таке твердження?

Трохи неточно. На гіперзвуку починаються всякі турбулентні обтікання, завихрення та трясіння апарату. Змінюються режими теплонапруженості залежно від того, ламінарний (гладкий) потік на поверхні або зі зривами. Проблем дуже багато.Наприклад, різко наростає теплове навантаження. Якщо ти летиш зі швидкістю 3 махи, у тебе нагрівання обшивки ГЗЛА десь 150 градусів в атмосфері залежно від висоти. Чим вища висота польоту, тим менше нагрівання. Але при цьому якщо ти летиш зі швидкістю вдвічі вище, нагрівання буде набагато більшим. Тому слід застосовувати нові матеріали.

- А що можна навести як приклад таких матеріалів?

Різні вуглецеві матеріали. На ядерних боєголовках, які стоять на міжконтинентальних «сотках» (балістичні ракети УР-100 розробки НУО машинобудування), застосовуються навіть склопластики. При гіперзвуку температура – ​​багато тисяч градусів. А сталь тримає всього 1200градусів Цельсія. Це ж крихітки.

Гіперзвукові температури забирають так званий «жертвовий шар» (шар покриття, який витрачається під час польоту літального апарату. – «Известия»). Тому оболонка ядерних боєголовок розрахована так, що більшу її частину буде «з'їдено» гіперзвуком, а внутрішня начинка збережеться. Але у ГЗЛАне може бути "жертовного шару". Якщо ти летиш на керованому виробі, то маєш зберегти аеродинамічну форму. Не можна «затупляти» виріб, щоб у нього обгоряли шкарпетку та кромки крил, тощо. Це, до речі, було зроблено на американських «Шаттлах», і на нашому «Бурані». Там як теплозахист використовувалися графітові матеріали.

- Чи правильно пишуть у науково-популярній літературі, що саме у гіперзвукового атмосферного апарату конструкція має бути як єдине монолітне тверде тіло?

Не обов'язково. Вони можуть складатися з відсіків та різних елементів.

- Тобто чи можлива класична схема будови ракети?

Звичайно. Підбирай матеріали, замовляй нові розробки, якщо треба, перевіряй, відпрацьовуй на стендах, у польоті, виправляй, якщо щось вийшло не так. Це ще й потрібно вміти виміряти сотнями телеметричних датчиків неймовірної складності.

- Який двигун краще – твердопаливний чи рідинний для гіперзвукового апарату?

Твердопаливний тут взагалі не годиться, бо він може розігнати, але довго летіти з ним неможливо. Такі двигуни у балістичних ракет типу Булава, Тополя.Що стосується ГЗЛА це неприйнятно. На нашій ракеті "Яхонт" (протикорабельна крилата ракета, входить до складу комплексу "Бастіон". - "Известия") твердопаливний тільки стартовий прискорювач. Далі вона летить на рідинному прямоточному повітряно-реактивному двигуні.

Є спроби зробити прямоточний двигун із внутрішнім змістом. твердого палива, яке розмазано камерою згоряння. Але його теж не вистачить на великі дальності.

Для рідкого палива можна зробити менше бак, будь-якої форми. Один із «Метеоритів» літав з баками у крилах. Він був випробуваний, тому що ми мали досягти дальності 4–4,5 тис. км. І летів він на повітряно-реактивному двигуні, який працював на рідкому паливі.

- А в чому відмінність повітряно-реактивного двигуна від рідинного реактивного двигуна?

Рідинний реактивний двигун містить окислювач та пальне у різних баках, які змішуються у камері згоряння. Повітряно-реактивний двигун живиться одним пальним: гасом, децилін або біцилін. Окислювач - кисень повітря, що набігає. Біцилін (паливо, одержуване з вакуумного газойлю із застосуванням гідрогенізаційних процесів. - «Известия») якраз і був розроблений на замовлення для «Метеорита». Це рідке пальне має дуже велику щільністьщо дозволяє робити бак меншого об'єму.

– Відомі фотографії гіперзвукових літальних апаратів саме з реактивним двигуном. Вони всі мають цікаву форму: не обтічну, а досить незграбну і квадратну. Чому?

Ви, напевно, кажете про Х-90, або, як її називають на Заході, AS-X-21 Koala(Перший радянський екпериментальний ГЗЛА. - «Известия»). Так, це незграбний ведмідь. Попереду стоять так звані «дошки», «клинья» (елементи конструкції з гострими кутами, виступами. – «Известия»). Все для того, щоб потік повітря, що потрапляє в двигун, прийнятний для згоряння і нормального горіння палива. Для цього ми створюємо так звані стрибки ущільнення (різке підвищення тиску, щільності, температури газу та зменшення його швидкості при зустрічі надзвукового потоку з якоюсь перешкодою. – «Известия»). Стрибки утворюються якраз на «дошках» та «клиньях» - тих елементах конструкції, які гасять швидкість повітря.

По дорозі до двигуна може бути другий стрибок ущільнення, третій. Весь нюанс у тому, що в камеру згоряння повітря не повинно заходити з тією ж швидкістю, з якої летить ГЗЛА Її треба обов'язково зменшити. І дуже сильно. Бажано до дозвукових значень, для яких все відпрацьовано, перевірено та випробувано. Але це саме те завдання, яке творці ГЗЛА намагаються вирішити і не вирішили за 65 років.

Як тільки ти заскакуєш за 4,5 маху, в такому швидкісному русі в двигуни дуже швидко проскакують повітряні частинки. А ти маєш «звести» одне з одним розпорошене паливо та окислювач – атмосферний кисень. Ця взаємодія має бути з високою повнотою згоряння палива. Взаємодія не повинна зриватися якимись коливаннями, зайвим подувом усередині. Як це зробити, не вигадав ще ніхто.

- А чи можливо створити ДЗЛА для цивільних потреб, для перевезення пасажирів та вантажів?

Можливо. На одному з паризьких авіасалонів було показано літак, розроблений французами спільно з англійцями. Турбореактивний двигун піднімає його на висоту, а потім машина розганяється приблизно до 2 махів. Потім відкриваються прямоточні повітряно-реактивні двигуни, які виводять літак на швидкість 3,5 або 4 Маха. І далі він летить на висоті кілометрів 30 кудись із Нью-Йорка в Японію. Перед посадкою включається зворотний режим: машина знижується, переходить на ТРД як звичайний літак, входить в атмосферу і сідає. Як паливо розглядається водень як найбільш калорійна речовина.

- В даний час найбільш активно розробку гіперзвукових літальних апаратів ведуть Росія та США. Чи можете ви оцінити успіхи наших опонентів?

Щодо оцінок, можу сказати – нехай хлопці працюють. За 65 років нічого в них до ладу так і не зроблено. На швидкостях від 4,5 до 6 Махів немає жодного реально зробленого ГЗЛА.

Новий гіперзвуковий літальний апарат Ю-71(Yu-71)

Гіперзвукова зброя та гіпершвидкість: як фізика заважає військовим зробити ракету своєї мрії

Більш детальнута різноманітну інформацію про події, що відбуваються в Росії, Україні та інших країнах нашої прекрасної планети, можна отримати на Інтернет-конференціях, які постійно проводяться на сайті «Ключі пізнання» . Усі Конференції – відкриті та абсолютно безкоштовні. Запрошуємо всіх, хто цікавиться…

30-06-2015, 16:01

До 2025 року Росія отримає серйозний ядерний козир у переговорах із США

Росія проводить випробування нового гіперзвукового плануючого літального апарату Ю-71 (Yu-71), здатного нести ядерні боєзаряди. Про це 28 червня повідомило видання Washington Free Beacon із посиланням на публікацію відомого британського військово-аналітичного центру Janes Information Group.

За даними WFB, Росія розробляла апарат кілька років, але перші його випробування було проведено у лютому цього року. Апарат нібито є частиною російського секретного проекту 4202, пов'язаного з ракетною програмою. На думку авторів публікації, це дасть Росії можливість гарантовано вражати мету лише однією ракетою. На думку Washington Times, Росія має намір використати гіперзвуковий військовий проект як інструмент тиску під час переговорів із США щодо контролю озброєнь.

Гіперзвукові апарати, подібні до створеного Росією, вкрай складно вистежити і збити, оскільки вони рухаються по траекторії, що не розраховується, а швидкість їх переміщення досягає 11200 км/год, відзначають експерти британського центру. За їхніми даними, до 24 вказаних гіперзвукових літальних апаратів (бойових блоків) можуть бути розгорнуті в Домбаровському полку РВСН у період з 2020 по 2025 рік. Раніше у відкритих джерелах це позначення - Ю-71 - не фігурувало.

Варто зазначити, що навіть відставні генерали РВСН вважають за краще утримуватися від коментарів щодо об'єкта «4202», посилаючись на закритість теми та можливі наслідки обговорення цієї теми у «СП».

Плани прийняття на озброєння об'єктів «4202» справді не озвучувалися. Але з відкритих джерел відомо, що розробка апаратів ведеться «НУО машинобудування» (Реутов), і розпочато її до 2009 року. Формальним замовником ДКР «4202» виступає Федеральне космічне агентство Росії, що, на думку деяких експертів, може бути «прикриттям». У новорічному привітанні «НУО машинобудування» від 2012 року об'єкт «4202» названо одним із найважливіших для корпорації на найближчі кілька років. Швидше за все, перше випробування апарату з об'єкта «4202» було здійснено не в лютому 2015 року, як стверджують британські експерти, а в рамках навчань «Безпека-2004» на полігоні Байконур, бо на прес-конференції тодішній перший заступник начальника Генерального штабу ЗС Росії Юрій Балуєвський заявив, що в ході тренування був «випробуваний космічний апарат, який здатний летіти з гіперзвуковою швидкістю, здійснюючи при цьому маневри як за курсом, так і за висотою».

Член-кореспондент Російської академії ракетних та артилерійських наук (РАРАН), доктор військових наук Костянтин Сівков каже, що й нинішні бойові блоки міжконтинентальних балістичних ракет на пасивній ділянці розвивають гіперзвук. Однак відмінність перспективної гіперзвукової бойової частини, швидше за все, полягає в тому, що вона діє не просто як балістична боєголовка, а йде досить складною траєкторією, тобто маневрує як літак з величезною швидкістю польоту.

Не виключено, що фахівці на тему «4202» користуються радянськими технологіями, над якими працював один із провідних розробників радянської авіаційно-космічної техніки Гліб Лозіно-Лозинський. Нагадаю, він був керівником проекту аерокосмічного винищувача-бомбардувальника «Спіраль», провідним розробником МТКК «Буран», займалася проектом багаторазової авіаційно-космічної системи «МАКС» та низки інших програм, де проводилися роботи в тому числі і з гіперзвуку.

Потрібно розуміти, що гіперзвукові бойові частини досить важкі – 1,5-2 тонни. Тому, напевно, вона може стати бойовою частиною легкої МБР типу «Тополь-М» (адже останні випробування проводилися на УР-100Н УТТХ), проте МБР РС-28 «Сармат», яка має бути озброєна до кінця десятиліття, зможе закидати одразу кілька таких боєголовок, які йдуть складними траєкторіями, що зробить їх практично невразливими для систем ПРО противника. Скажімо, навіть у перехопленні старих балістичних ракет, боєголовки яких не маневрують, заатмосферні американські перехоплювачі GBI наземного базування дають дуже низьку ймовірність поразки – 15-20%.

Якщо наші РВСН до 2025 року справді використовують ракети з гіперзвуковими бойовими частинами - то це буде досить серйозною заявкою. Логічно, що на Заході МБР із гіперзвуковими БЧ називають новим можливим козирем Москви на переговорах із Вашингтоном. Як показує практика, Сполучені Штати можна посадити за стіл переговорів лише одним єдиним способом – поставити на озброєння системи, які змусять американців злякатися по-справжньому.

Крім того, у Росії також ведеться розробка гіперзвукових крилатих ракет, які можуть йти на малих висотах. Відповідно їх поразка перспективними системами ПРО проблематична, тому що це, по суті, аеродинамічні цілі. До того ж сучасні комплекси протиракетної оборони мають межі швидкості поразки цілей у межах 1000 метрів на секунду: як правило, швидкість перехоплювача становить 700-800 метрів на секунду. Проблема ще в тому, що при стрільбі за високошвидкісною метою ракета-перехоплювач повинна мати можливість з маневрування з перевантаженнями, що вимірюються десятками і навіть сотнями g. Такі протиракети поки що не існують.

Головний редактор журналу «Арсенал Вітчизни», член Експертної ради за голови Військово-промислової комісії при уряді РФ Віктор Мураховський зауважує: не секрет, що бойове оснащення, корисне навантаження наших МБР безперервно вдосконалюються.

І коли президент Володимир Путін, виступаючи 16 червня на форумі «Армія-2015», сказав, що цього року склад ядерних сил поповнять понад 40 нових міжконтинентальних ракет, то на цю цифру звернули увагу всі ЗМІ, проте якось упустили продовження фрази. «які здатні долати будь-які, навіть найтехнічніші системи ПРО».

У програмі з удосконалення бойового оснащення ведуться роботи в тому числі й зі створення гіперзвукових бойових блоків, що маневрують, саме на траєкторії маневру - після розведення корисного навантаження, що дозволить дійсно ігнорувати будь-яку можливу перспективну систему ПРО. Так, міжконтинентальні балістичні ракети, що стоять на озброєнні РВСН, і зараз мають блоки, які розводяться зі швидкістю 5-7 кілометрів на секунду. Але зовсім інша справа – здійснювати маневр, причому керований, на таких швидкостях. Цілком можливо, що ці БЧ можуть бути встановлені на новій важкій ракеті Сармат, яка замінить у військах легендарні радянські Р-36М2 Воєвода. Думаю, в подальшому подібні бойові блоки будуть встановлені і вже на ракети, що надходять на озброєння РВСН.

«СП»: - За даними відкритих джерел, 26 лютого запуск «об'єкта 4202» здійснював ракетний комплекс УР-100Н УТТХ, серійне виробництво якого тривало до 1985 року. Ця ракета – модифікація «Стилету» (УР-100Н, за класифікацією НАТО – SS-19 mod.1 Stiletto)…

Термін служби цього ракетного комплексу начебто продовжено до 2031 року, і він використовується тільки для випробувань. Звісно, ​​перед кожним пуском відбувається огляд цієї ракети, але завжди демонструвала надійність. Так, у нас корисне навантаження на орбіту виводять ракети-носія «Дніпро» - РН вже, м'яко кажучи, не молоді, але також надійні, при експлуатації яких, наскільки я пам'ятаю, великих аварій не траплялося.

«СП»: - ЗМІ неодноразово повідомляли, що китайці на додаток до WU-14 ведуть розробки гіперзвукової крилатої ракети.

Гіперзвукові ракети – це, звичайно, зовсім інший напрямок. Чесно кажучи, я не дуже вірю в появу такого озброєння навіть у довгостроковій перспективі, оскільки не можу уявити, яким чином можна розігнати крилату ракету до гіперзвуку в щільних шарах атмосфери. Звичайно, можна зробити щось гігантське, але по відношенню до корисного навантаження це буде абсолютно не раціональна витрата коштів.

«СП»: - У США гіперзвукові проекти в рамках реалізації концепції «Швидкого глобального удару» розробляються різними відомствами: літак X-43A – NASA, ракета X-51A – ВПС, апарат AHW – Сухопутними військами, ракета ArcLight - DARPA та ВМС, планер Falcon HTV-2 - DARPA та ВПС. Причому терміни їх появи називаються різні: ракет - до 2018-2020 років, розвідувальних літаків - до 2030-го.

Все це перспективні розробки, не дарма їх так багато. Скажімо, проект AHW, за різними даними, також є комбінованою зброєю, що складається з триступеневої ракети-носія і безпосередньо гіперзвукової головної частини. Але наскільки американці просунулися у розробках за цим проектом – сказати складно (випробування визнавалися то вдалими, то невдалими – «СП»). Як відомо, американці особливо не морочилися щодо оснащення своїх ракет комплексами подолання ПРО, мається на увазі, наприклад, створення «хмари» хибних цілей навколо реальної бойової частини.

Новини партнерів: