Russland har utviklet strategiske atomkrefter, hvor hovedkomponenten er interkontinentale ballistiske missiler av forskjellige typer som brukes i stasjonære eller mobile bakkekomplekser, så vel som på ubåter. Med en viss likhet på nivået med grunnleggende ideer og løsninger, har produkter av denne klassen merkbare forskjeller. Spesielt brukes rakettmotorer av forskjellige typer og klasser, som tilsvarer en eller annen kundes krav.
Med tanke på funksjonene til kraftverkene kan alle utdaterte, relevante og lovende ICBM deles inn i to hovedklasser. Slike våpen kan utstyres med rakettmotorer med flytende drivstoff (LPRE) eller motorer med fast drivstoff (rakettmotorer med fast drivstoff). Begge klassene har sine egne fordeler, takket være at de finner anvendelse i forskjellige prosjekter, og så langt har ingen av dem klart å fjerne en "konkurrent" fra sitt felt. Spørsmålet om kraftverk er av stor interesse og er verdt egen vurdering.
Historie og teori
Det er kjent at de første rakettene, som dukket opp for mange århundrer siden, var utstyrt med motorer med solid drivstoff som brukte det enkleste drivstoffet. Et slikt kraftverk beholdt sin posisjon til forrige århundre, da de første systemene for flytende drivstoff ble opprettet. I fremtiden fortsatte utviklingen av de to motorklassene parallelt, selv om flytende rakettmotorer eller faste drivmidler fra tid til annen erstattet hverandre som ledere i bransjen.
Lansering av UR-100N UTTH-raketten med en væskemotor. Foto Rbase.new-factoria.ru
De første langdistanse-missilene, hvis utvikling førte til fremveksten av interkontinentale komplekser, var utstyrt med flytende motorer. I midten av forrige århundre var det flytende rakettmotorer som gjorde det mulig å oppnå de ønskede egenskapene ved hjelp av tilgjengelige materialer og teknologier. Senere begynte eksperter fra ledende land å utvikle nye kvaliteter av ballistiske drivmidler og blandede drivmidler, noe som resulterte i fremveksten av faste drivmidler egnet for bruk på ICBM.
Til dags dato har både flytende drivstoff- og fastdrivende missiler blitt utbredt i de strategiske atomkreftene i forskjellige land. Det er nysgjerrig at russiske ICBM-er er utstyrt med kraftverk i begge klasser, mens USA forlot flytende drivmotorer til fordel for motorer med fast drivstoff for flere tiår siden. Til tross for denne forskjellen i tilnærminger, klarte begge land å bygge missilgrupper med ønsket utseende med de nødvendige egenskapene.
Innen interkontinentale missiler var flytende drivmotorer de første. Slike produkter har en rekke fordeler. Flytende drivstoff gjør det mulig å oppnå en høyere spesifikk impuls, og motorens design gjør at skyvekraften kan endres på relativt enkle måter. Det meste av volumet til en rakett med en flytende drivmotor er opptatt av drivstoff- og oksidanttanker, noe som på en bestemt måte reduserer kravene til skrogets styrke og forenkler produksjonen.
Samtidig er rakettmotorer og raketter utstyrt med dem ikke flytende drivstoff uten ulemper. Først og fremst kjennetegnes en slik motor ved den høyeste kompleksiteten i produksjon og drift, noe som påvirker produktkostnaden negativt. ICBM -er på de første modellene hadde en ulempe i form av kompleksiteten i forberedelsene til lansering. Tanking av drivstoff og oksidasjonsmiddel ble utført umiddelbart før starten, og i tillegg var det i noen tilfeller forbundet med noen risiko. Alt dette påvirket kampkvaliteten til missilsystemet negativt.
R-36M-væskedrivende missiler i transport- og oppskytningsbeholdere. Foto Rbase.new-factoria.ru
Rakettmotoren med fast brensel og raketten som er bygget på grunnlaget, har positive aspekter og fordeler i forhold til væskesystemet. Hovedplusset er lavere produksjonskostnader og en forenklet design. Også faste drivmidler har ingen risiko for aggressive drivstofflekkasjer, og i tillegg kjennetegnes de ved muligheten for lengre lagring. Under den aktive fasen av en ICBM-flyging gir en solid drivmotor bedre akselerasjonsdynamikk, noe som reduserer sannsynligheten for en vellykket avlytting.
En motor med fast drivstoff taper for en flytende i sin spesifikke impuls. Siden forbrenningen av en fast drivstoffladning er nesten ukontrollerbar, krever motorens trykkstyring, stopp eller omstart spesielle tekniske midler som er komplekse. Det faste drivstoffrakettlegemet utfører funksjonene til et forbrenningskammer og må derfor ha passende styrke, noe som stiller spesielle krav til enhetene som brukes, og også påvirker kompleksiteten og produksjonskostnadene negativt.
Rakettmotor, solid drivstoffrakettmotor og strategiske atomkrefter
For tiden er de strategiske atomstyrkene i Russland bevæpnet med rundt et dusin ICBM av forskjellige klasser, designet for å løse presserende kampoppdrag. The Strategic Missile Forces (Strategic Missile Forces) driver fem typer missiler og venter på at to nye komplekser skal vises. Det samme antallet missilsystemer brukes på marine ubåter, men grunnleggende nye missiler er ennå ikke utviklet av hensyn til marinekomponenten i "atomtriaden".
Til tross for sin betydelige alder, forblir UR-100N UTTH- og R-36M / M2-missilene fortsatt i troppene. Slike ICBM-er i den tunge klassen inkluderer flere trinn med egne væskedrivmotorer. Med en stor masse (mer enn 100 tonn for UR-100N UTTKh og omtrent 200 tonn for R-36M / M2) har to typer missiler en betydelig drivstofftilførsel, noe som sikrer utsendelse av et tungt stridshode til en rekke minst 10 tusen km.
Generelt syn på RS-28 "Sarmat" -raketten. Tegning "State Missile Center" / makeyev.ru
Siden slutten av femtitallet, i vårt land, har problemet med bruk av solide drivmidler på lovende ICBM blitt studert. De første virkelige resultatene på dette området ble oppnådd på begynnelsen av syttitallet. I løpet av de siste tiårene har denne retningen fått en ny drivkraft, takket være hvilken en hel familie med faste driv missiler har dukket opp, som representerer den konsekvente utviklingen av generelle ideer og løsninger basert på moderne teknologi.
For tiden har Strategic Missile Forces RT-2PM Topol, RT-2PM2 Topol-M og RS-24 Yars-missiler. Samtidig opereres alle slike missiler med både mine- og mobile bakkeoppskyttere. Raketter av tre typer, laget på grunnlag av generelle ideer, er bygget i henhold til et tretrinnsopplegg og er utstyrt med solid drivmotorer. Etter å ha oppfylt kundens krav, klarte forfatterne av prosjektene å minimere dimensjonene og vekten til de ferdige missilene.
Missilene til RT-2PM, RT-2PM2 og RS-24-kompleksene har en lengde på ikke mer enn 22,5-23 m med en maksimal diameter på mindre enn 2 m. 1-1, 5 tonn. Topol-missilene er utstyrt med et stridshode i ett stykke, mens Yars, ifølge kjente data, bærer flere separate stridshoder. Flyområdet er minst 12 tusen km.
Det er lett å se at med de grunnleggende flygeegenskapene på nivå med eldre flytende driv missiler, kjennetegnes det faste drivstoffet Topoli og Yars ved sine mindre dimensjoner og lanseringsvekt. Men med alt dette har de en mindre nyttelast.
Topol mobil jordkompleks. Foto av Russlands forsvarsdepartement
I fremtiden bør Strategic Missile Forces motta flere nye missilsystemer. Dermed gir RS-26 Rubezh-prosjektet, som ble opprettet som et alternativ for videreutvikling av Yars-systemet, igjen bruk av et flertrinnsopplegg med solide drivmidler i alle ledd. Tidligere var det informasjon om at "Rubezh" -systemet er ment å erstatte de aldrende RT-2PM "Topol" -kompleksene, noe som påvirket hovedtrekkene i arkitekturen. Når det gjelder de viktigste tekniske egenskapene, bør "Rubezh" ikke skille seg vesentlig fra "Topol", selv om det er mulig å bruke en annen nyttelast.
En annen lovende utvikling er RS-28 Sarmat heavy ICBM. Ifølge offisielle data gir dette prosjektet mulighet for å lage en tretrinns rakett med flytende drivmidler. Det ble rapportert at Sarmat -missilet vil ha en lengde på omtrent 30 meter med en oppskytningsvekt på over 100 tonn. Det vil kunne bære "tradisjonelle" spesielle stridshoder eller en ny type hypersonisk angrepssystem. På grunn av bruk av væskedrivende rakettmotorer med tilstrekkelige egenskaper, forventes det å oppnå maksimal flyrekkevidde på nivået 15-16 tusen km.
Sjøforsvaret disponerer flere typer ICBM med forskjellige egenskaper og evner. Kjernen i marinekomponenten i de strategiske atomkreftene er for tiden de ballistiske missilene til ubåter fra R-29RM-familien: R-29RM, R-29RMU1, R-29RMU2 "Sineva" og R-29RMU2.1 "Liner". I tillegg kom det nyeste R-30 Bulava-missilet inn i arsenalene for noen år siden. Så langt det er kjent, utvikler nå den russiske industrien flere prosjekter for modernisering av missiler for ubåter, men det er ikke snakk om opprettelsen av fundamentalt nye komplekser.
Innenfor innenlandske ICBMer for ubåter er det trender som minner om utviklingen av "land" -komplekser. Eldre R-29RM-produkter og alle alternativer for modernisering har tre trinn og er utstyrt med flere flytende motorer. Ved hjelp av et slikt kraftverk er R-29RM-missilet i stand til å levere fire eller ti stridshoder med forskjellig kraft med en totalvekt på 2, 8 tonn på en rekkevidde på minst 8300 km. Moderniseringsprosjektet for R- 29MR2 "Sineva" sørget for bruk av nye navigasjons- og kontrollsystemer. Avhengig av tilgjengelig kampbelastning er en rakett med en lengde på 14,8 m og en masse på 40,3 tonn i stand til å fly i en rekkevidde på opptil 11,5 tusen km.
Laster et Topol-M-missil inn i en silolansering. Foto av Russlands forsvarsdepartement
Det nyere prosjektet av ubåten-missilet R-30 Bulava, tvert imot, sørget for bruk av motorer med fast drivstoff i alle tre stadier. Blant annet gjorde dette det mulig å redusere rakettens lengde til 12,1 m og redusere lanseringsvekten til 36,8 tonn. Samtidig bærer produktet en kamplast på 1, 15 tonn og leverer det til en rekkevidde på opptil 8-9 tusen km. For ikke så lenge siden ble det kunngjort utviklingen av en ny modifikasjon av "Bulava", med forskjellige dimensjoner og økt vekt, på grunn av hvilken det vil være mulig å øke kampbelastningen.
Utviklingstrender
Det er velkjent at den russiske kommandoen de siste tiårene har stolt på utviklingen av lovende raketter med fast drivstoff. Resultatet av dette var det konsistente utseendet til Topol- og Topol-M-kompleksene, og deretter Yars og Rubezh, hvis missiler er utstyrt med solide drivmidler. LRE forblir i sin tur bare på relativt gamle "land" -missiler, hvis operasjon allerede er over.
Imidlertid er det ikke planlagt en fullstendig oppgivelse av ICBM-er med flytende drivstoff. Som en erstatning for eksisterende UR-100N UTTKh og R-36M / M2, opprettes et nytt produkt RS-28 "Sarmat" med et lignende kraftverk. Dermed vil flytende drivmotorer i overskuelig fremtid bare bli brukt på raketter i tunge klasser, mens andre komplekser vil være utstyrt med fast drivsystem.
Situasjonen med ubåt ballistiske missiler ser lik ut, men har noen forskjeller. Et betydelig antall væskedrivende missiler forblir også i dette området, men det eneste nye prosjektet innebærer bruk av faste drivmidler. Den videre utviklingen av hendelsen kan forutsies ved å undersøke de eksisterende planene til militæravdelingen: programmet for utvikling av ubåtflåten indikerer tydelig hvilke missiler som har en stor fremtid, og som vil bli tatt ut av drift over tid.
Selvgående løfterakett RS-24 "Yars". Foto Vitalykuzmin.net
Eldre R-29RM-missiler og deres siste modifikasjoner er beregnet på atomubåter av prosjekt 667BDR og 667BDRM, mens R-30 ble utviklet for bruk på de nyeste missilbærerne til prosjekt 955. Skip fra 667-familien tar gradvis ut ressursene og vil etter hvert bli tatt ut på grunn av fullstendig moralsk og fysisk foreldelse. Sammen med dem må flåten følgelig forlate raketter fra R-29RM-familien, som ganske enkelt vil forbli uten bærere.
De første missilubåtkrysserne til prosjekt 955 "Borey" har allerede blitt akseptert i kampstyrken til marinen, og i tillegg fortsetter byggingen av nye ubåter. Dette betyr at flåten i overskuelig fremtid vil motta en betydelig gruppering av Bulava -missilbærere. Tjenesten "Boreyev" vil fortsette i flere tiår, og derfor vil R-30-missilene forbli i drift. Det er mulig å lage nye modifikasjoner av slike våpen, som er i stand til å supplere og deretter erstatte ICBM -er av grunnversjonen. På en eller annen måte vil produkter fra R-30-familien til slutt erstatte de aldrende R-29RM-missilene som grunnlag for marinekomponenten i de strategiske atomstyrkene.
Fordeler og ulemper
Ulike klasser av rakettmotorer som brukes på moderne strategiske missiler har sine egne fordeler og ulemper av en eller annen art. Flytende og faste drivstoffsystemer overgår hverandre i noen parametere, men taper i andre. Som et resultat må kunder og designere velge type kraftverk i henhold til deres krav.
En konvensjonell væskedrivmotor skiller seg fra rakettmotorer med fast drivstoff i høyere spesifikke impulshastigheter og andre fordeler, noe som gjør det mulig å øke nyttelasten. Samtidig fører den tilsvarende tilførselen av flytende drivstoff og oksydasjonsmiddel til en økning i produktets dimensjoner og vekt. Dermed viser det seg at en rakett med flytende drivstoff er den optimale løsningen i sammenheng med utplassering av et stort antall siloskyttere. I praksis betyr dette at en betydelig del av lanseringssiloene for tiden er okkupert av R-36M / M2 og UR-100N UTTKh-missilene, og i fremtiden vil de bli erstattet av den lovende RS-28 "Sarmat".
Raketter av typen Topol, Topol-M og Yars brukes både med gruveinstallasjoner og som en del av mobile jordsystemer. Sistnevnte mulighet er først og fremst den lave oppskytningsvekten til rakettene. Et produkt som ikke veier mer enn 50 tonn kan plasseres på et spesielt flerakslet chassis, som ikke kan gjøres med eksisterende eller hypotetiske væskedrivende missiler. Det nye RS-26 "Rubezh" -komplekset, betraktet som en erstatning for "Topol", er også basert på lignende ideer.
Ubåt-missil R-29RM. Tegning "State Missile Center" / makeyev.ru
Det karakteristiske trekket ved raketter med solide drivmidler i form av reduksjon i størrelse og vekt har også betydning i sammenheng med marinevåpen. En ubåtmissil skal være så liten som mulig. Forholdet mellom dimensjonene og flytegenskapene til R-29RM- og R-30-missilene viser nøyaktig hvordan slike fordeler kan brukes i praksis. Så i motsetning til forgjengerne trenger ikke de nyeste atomubåtene Project 955 en stor overbygning som dekker den øvre delen av skyteskytene.
Reduksjonen i vekt og dimensjoner har imidlertid en pris. Lettere fastdrevne missiler skiller seg fra andre innenlandske ICBM-er i en lavere kampbelastning. I tillegg fører spesifisiteten til solide rakettmotorer til lavere vekt perfektion i sammenligning med rakett med flytende drivstoff. Imidlertid er det sannsynlig at slike problemer løses ved å opprette mer effektive kampenheter og kontrollsystemer.
***
Til tross for langvarig forsknings- og utviklingsarbeid, samt mye kontrovers, har den betingede konfrontasjonen mellom flytende og faste drivmotorer ennå ikke endt med en ubetinget seier til en av "konkurrentene". Tvert imot kom det russiske militæret og ingeniørene til en balansert konklusjon. Motorer av forskjellige typer brukes i de områdene hvor de kan vise de beste resultatene. Dermed mottar lette missiler for landmobilkomplekser og ubåter solide drivmidler, mens tunge missiler med silosending, både nå og i fremtiden, bør utstyres med flytende drivmidler.
I dagens situasjon, med tanke på de eksisterende mulighetene og utsiktene, ser en slik tilnærming ut som den mest logiske og vellykkede. I praksis lar det deg få maksimale resultater med en merkbar reduksjon i påvirkning av negative faktorer. Det er fullt mulig at en slik ideologi vil vedvare i fremtiden, blant annet med bruk av lovende teknologier. Dette betyr at i nær og fjern fremtid vil russiske strategiske atomstyrker kunne motta moderne interkontinentale ballistiske missiler med høyest mulige egenskaper og kampkvaliteter som direkte påvirker effektiviteten til avskrekking og landets sikkerhet.
