Gjennom årtusenene har menneskeheten utviklet en regel der våpen må være mer nøyaktige, raskere og kraftigere enn fiendens for å overleve og beseire fienden. Luftfartsvåpen oppfyller disse kravene under moderne forhold. For øyeblikket, i utlandet, er guidede luftbårne våpen (UASP), spesielt guidede luftbomber (UAB), hvis kaliber ligger i et bredt område - fra 9 til 13600 kg, intensivt under utvikling: de er utstyrt med nye typer veiledning og kontrollsystemer, effektive kampdeler, metoder for kampbruk blir forbedret. UAB er et uunnværlig tilbehør til moderne streikeflykomplekser (UAK) for taktiske og strategiske formål. Til tross for det høye effektivitetsnivået til moderne UAB -modeller, oppfyller de, som en del av UAK, ikke alltid kravene for å oppfylle lovende kampoppdrag. Som regel opererer UAK nær frontlinjen, mens all effektiviteten går tapt.
Lokale kriger de siste tiårene, og fremfor alt militære operasjoner i Irak og Afghanistan, har avslørt utilstrekkelig effektivitet av konvensjonelle høy presisjonsvåpen, inkludert UAB. Når du utfører et kampoppdrag, går det for lang tid fra øyeblikket målet blir oppdaget og beslutningen om å angripe er tatt til det er beseiret. For eksempel må en B-2 Spirit-bombefly, som tar av fra et flyplass i USA, fly 12-15 timer til målets angrepsområde. Derfor kreves det i moderne forhold våpen for rask respons og høy presisjon handling på stor avstand og når titusenvis av kilometer.
En av forskningsretningene for oppfyllelse av disse kravene i utlandet er etableringen av en ny generasjon hypersoniske sjokksystemer. Arbeid med å lage hypersoniske fly (LA) (missiler) og kinetiske våpen som er i stand til å ødelegge mål med høy presisjon, utføres i USA, Storbritannia, Frankrike og Tyskland.
Studien av utenlandsk erfaring for oss er ekstremt viktig, siden foran det innenlandske forsvarsindustrielle komplekset (MIC), som D. Rogozin bemerket i sin artikkel "Russland trenger en smart forsvarsindustri" (avisen "Krasnaya Zvezda". 2012. - 7. februar - С 3) oppgaven ble satt "å gjenvinne verdens teknologiske lederskap innen våpenproduksjon på kortest mulig tid". Som nevnt i artikkelen av V. V. Putin "For å være sterk: garantier for nasjonal sikkerhet for Russland" (avisen "Rossiyskaya Gazeta". - 2012. - Nr. 5708 (35). - 20. februar - s. 1-3) "Oppgaven for det kommende tiåret er for å sikre at den nye strukturen Forsvaret var i stand til å stole på en grunnleggende ny teknologi. Teknikken som "ser" videre, skyter mer nøyaktig, reagerer raskere enn lignende systemer for noen potensiell fiende."
For å oppnå dette er det nødvendig å kjenne grundig til tilstanden, trender og hovedretninger for arbeid i utlandet. Selvfølgelig har våre spesialister alltid prøvd å oppfylle denne betingelsen når de utfører FoU. Men i dagens miljø, når “forsvarsindustrien ikke har muligheten til å ta igjen noen med ro, må vi få et gjennombrudd, bli ledende oppfinnere og produsenter … Å svare på dagens trusler og utfordringer betyr å fordømme oss selv til den evige rollen som etterhvert. Vi må for all del sikre teknisk, teknologisk, organisatorisk overlegenhet over enhver potensiell fiende”(Fra en artikkel av V. V. Putin).
Det antas at den første etableringen av hypersoniske fly ble foreslått på 1930 -tallet i Tyskland av professor Eigen Senger og ingeniør Irene Bredt. Det ble foreslått å lage et fly horisontalt lansert på en rakettkatapult, under påvirkning av rakettmotorer som akselererer til en hastighet på ca 5900 m / s, og gjør en transkontinental flytur med en rekkevidde på 5-7 tusen km langs en ricochetingbane med en nyttelast på opptil 10 tonn og landing i en avstand på mer enn 20 tusen km fra utgangspunktet.
Med tanke på utviklingen av raketter på 1930 -tallet, ingeniør S. Korolev og pilot -observatør E. Burche (S. Korolev, E. Burche Rocket i krigen // Tekhnika -youth. - 1935. - Nr. 5. - S. 57 -59) foreslo en ordning for bruk av et rakettbekjempelsesfly-stratoplan: "Når vi skal bombes, er det nødvendig å ta hensyn til det faktum at treffsikkerheten fra høyder målt i titalls kilometer og med enorme hastigheter på stratoplanet bør være ubetydelig. Men på den annen side er det ganske mulig og av stor betydning er tilnærmingen til målet i stratosfæren utenfor rekkevidden til bakkevåpen, rask nedstigning, bombing fra normale høyder som gir den nødvendige nøyaktigheten, og deretter lynrask oppstigning igjen til en uoppnåelig høyde."
Konseptet med en global streik basert på hypersoniske våpen
For øyeblikket begynner denne ideen å bli praktisk implementert. I USA på midten av 1990 -tallet ble konseptet Global Reach - Global Power formulert. I samsvar med den bør USA ha muligheten til å slå mot bakken og overflatemål hvor som helst i verden innen 1-2 timer etter å ha mottatt en ordre, uten å bruke utenlandske militærbaser ved bruk av konvensjonelle våpen, for eksempel UAB. Dette kan gjøres ved å bruke et nytt hypersonisk våpen, bestående av en hypersonisk bærerplattform og et autonomt fly med kamplast, spesielt UAB. Hovedegenskapene til slike våpen er høy hastighet, lang rekkevidde, tilstrekkelig høy manøvrerbarhet, lav sikt og høy operasjonell effektivitet.
Innenfor rammen av det store programmet til US Armed Forces Promt Global Strike ("Rapid Global Strike"), som gjør det mulig å slå til med konvensjonelle (ikke-atom) våpen for kinetisk handling på et hvilket som helst punkt på planeten innen en time, og utført i interesse for den amerikanske hæren, utvikles en ny generasjon hypersonisk angrepssystem i to alternativer:
• den første, kalt AHW (Advanced Hypersonic Weapon), bruker en engangs lanseringskjøretøy som en supersonisk plattform, etterfulgt av en lansering til målet for et supersonisk fly AHW (hypersonisk glidfly kan også kalles et manøvrerende stridshode) utstyrt med guidet antenne bomber for å treffe målet;
• det andre, kalt FALCON HCV-2 hypersonic strike strike system, bruker et hypersonisk fly for å skape betingelser for lansering av et autonomt hypersonisk glidfly CAV, som flyr til målet og ødelegger det ved hjelp av UAB.
Den første versjonen av den tekniske løsningen har en betydelig ulempe, som er at bæreraketten som leverer et hypersonisk prosjektil til AHW -utskytingspunktet kan forveksles med et missil med et atomstridshode.
I 2003 utviklet Air Force og Advanced Development Administration (DARPA) i det amerikanske forsvarsdepartementet, basert på egen utvikling og bransjeforslag for avanserte hypersoniske systemer, et nytt konsept for et lovende hypersonisk angrepssystem kalt FALCON (Force Application and Lansering fra kontinental amerikansk lansering fra det kontinentale USA ") eller" Falcon ". I følge dette konseptet består FALCON -streikesystemet av et hypersonisk gjenbrukbart (for eksempel ubemannet) hangarskip HCV (Hypersonic Cruise Vehicle - et fly som flyr i høyder i størrelsesorden 40-60 km med en hypersonisk marsjfart, med en kamp last på opptil 5400 kg og en rekkevidde på 15 -17000 km) og en gjenbrukbar hypersonisk, svært manøvrerbar kontrollert flyramme CAV (Common Aero Vehicle -enhetlig autonom fly) med en aerodynamisk kvalitet på 3-5. Basering av HCV -kjøretøy skal være på flyplasser med en rullebane på opptil 3 km.
Lockheed-Martin ble valgt som hovedutvikler for HCV hypersoniske streikeapparat og CAV-leveringsbil for FALCON-streikesystemet. I 2005 begynte hun arbeidet med å bestemme deres tekniske utseende og vurdere den teknologiske gjennomførbarheten til prosjekter. De største amerikanske luftfartsfirmaene - Boeing, Northrop Grumman, Andrews Space - er også involvert i arbeidet. På grunn av programmets høye teknologiske risiko, ble det utført konseptuelle studier av flere varianter av eksperimentelle prøver av varebiler og transportører med en vurdering av egenskapene til manøvrerbarhet og kontrollerbarhet.
Når den slippes fra en bærer med hypersonisk hastighet, kan den levere forskjellige kampbelastninger med en maksimal vekt på 500 kg til et mål i en avstand på opptil 16 000 km. Enheten skal være laget i henhold til et lovende aerodynamisk opplegg som gir høy aerodynamisk kvalitet. For å målrette enheten på flukt og treffe mål som er oppdaget innenfor en radius på opptil 5400 km, skal utstyret inkludere utstyr for datautveksling i sanntid med forskjellige rekognoseringssystemer og kontrollpunkter. Nederlaget for stasjonære høyt beskyttede (begravde) mål vil bli sikret ved bruk av ødeleggelsesmidler for et kaliber på 500 kg med et gjennomtrengende stridshode. Nøyaktighet (sirkulært sannsynlig avvik) bør være omtrent 3 m ved en målhastighet på opptil 1200 m / s.
CAV hypersoniske glidfly med aerodynamiske kontroller har en masse på omtrent 900 kg, hvorav flyet kan bære opptil seks, bærer to konvensjonelle luftbomber som veier 226 kg hver i kamprommet. Nøyaktigheten ved bruk av bomber er veldig høy - 3 meter. Rekkevidden til den faktiske CAV kan være omtrent 5000 km. I fig. 2 viser et diagram over separasjonen av penetrerende lesjoner ved bruk av oppblåsbare skall.
Ordningen med kampbruk av FALCON hypersoniske streikesystem ser ut som følgende. Etter å ha mottatt oppdraget, tar HCV hypersoniske bombefly fra en konvensjonell flyplass, og ved hjelp av et kombinert fremdriftssystem (DP) akselererer den til en hastighet som tilsvarer omtrent M = 6. Når denne hastigheten er nådd, bytter fremdriftssystemet til modusen av en hypersonisk ramjet -motor, som akselererer flyet til M = 10 og en høyde på minst 40 km. På et gitt tidspunkt skiller CAV -hypersoniske glidfly fra transportflyet, som etter å ha fullført et kampoppdrag for å beseire mål, returnerer til flyplassen til en av de amerikanske utenlandske flybaser (hvis CAV er utstyrt med egen motor og den nødvendige drivstofftilførselen, kan den returnere til det kontinentale USA) (fig. 3).
Det er to typer flyveier mulig. Den første typen karakteriserer en bølget bane for et hypersonisk fly, som ble foreslått av den tyske ingeniøren Eigen Zenger i bombeflyprosjektet under andre verdenskrig. Betydningen av den bølgete banen er som følger. På grunn av akselerasjon forlater enheten atmosfæren og slår av motoren, og sparer drivstoff. Under påvirkning av tyngdekraften går flyet tilbake til atmosfæren og slår igjen motoren på (for en kort stund, bare i 20-40 sekunder), som igjen kaster enheten ut i verdensrommet. En slik bane, i tillegg til å øke rekkevidden, bidrar også til avkjøling av bombeflyets struktur når den er i verdensrommet. Flyhøyden overstiger ikke 60 km, og bølgetrinnet er omtrent 400 km. Den andre typen bane har en klassisk rettlinjeflyvei.
Eksperimentell forskning om fremstilling av hypersoniske våpen
Hypersoniske modeller HTV (Hypersonic Test Vehicle) med en masse på ca 900 kg og en lengde på opptil 5 m ble foreslått for å vurdere flyytelse, kontrollerbarhet og termiske belastninger ved hastigheter på M = 10-HTV-1, HTV-2, HTV-3.
HTV-1-apparatet med en kontrollert flyvningstid på 800 s ved en hastighet på M = 10 ble trukket tilbake fra testing på grunn av den teknologiske kompleksiteten ved fremstilling av varmebeskyttelseslegemet og feil designløsninger (fig. 4).
HTV-2-apparatet er laget i henhold til en integrert krets med skarpe forkanter og gir en kvalitet på 3, 5-4, som, som utviklerne tror, vil gi et gitt glidende område, samt manøvrerbarhet og kontrollerbarhet ved bruk av aerodynamiske skjold for målretting med nødvendig nøyaktighet (fig. 5). I følge US Congress Research Service (CRS) er FALCON HTV-2 hypersonisk enhet i stand til å treffe mål i områder opp til 27.000 km og hastigheter opp til Mach 20 (23.000 km / t).
HTV-3 er en skalamodell av HCV hypersoniske streikfly med aerodynamisk kvalitet på 4-5 (fig. 6). Modellen er designet for å evaluere de vedtatte teknologiske og designløsninger, aerodynamikk og flyytelse, samt manøvrerbarhet og kontrollerbarhet for å videreutvikle HCV -flyet. Flytester skulle utføres i 2009. Den totale kostnaden for arbeid med fremstilling av modellen og gjennomføring av flyprøver er anslått til $ 50 millioner dollar.
Testene av sjokkkomplekset skulle vært utført i 2008-2009. ved bruk av skytebiler. Opplegget for testflyging av det hypersoniske flyet HTV-2 er vist på fig. 7.
Som studiene har vist, vil de viktigste problemstillingene for å lage et hypersonisk fly være knyttet til utviklingen av kraftverket, valg av drivstoff og konstruksjonsmaterialer, aerodynamikk og flydynamikk og kontrollsystem.
Valget av det aerodynamiske oppsettet og flydesignet bør være basert på betingelsen for å sikre felles drift av luftinntaket, kraftverket og andre flyelementer. Ved hypersoniske hastigheter blir problemene med å studere effektiviteten til aerodynamiske kontroller, med minimale områder med stabiliserings- og kontrollflater, hengselmomenter, spesielt når du nærmer deg målområdet med en hastighet på ca 1600 m / s, først og fremst avgjørende for sikre styrken til strukturen og høy presisjon veiledning til målet.
Ifølge foreløpige studier når temperaturen på overflaten til det hypersoniske kjøretøyet 1900 ° C, mens for normal funksjon av utstyret om bord, bør temperaturen inne i rommet ikke overstige 70 ° C. Derfor må enhetens kropp må ha et varmebestandig skall laget av materialer med høy temperatur og flerlags termisk beskyttelse basert på eksisterende konstruksjonsmaterialer.
Det hypersoniske kjøretøyet er utstyrt med et kombinert treghetssatellittkontrollsystem og i fremtiden med et ende-til-ende optisk-elektronisk eller radartype homing-system.
For å sikre rettlinjefly er de mest lovende for militære systemer ramjetmotorer: SPVRD (supersonisk ramjetmotor) og scramjetmotor (hypersonisk ramjetmotor). De er enkle i utformingen, siden de praktisk talt ikke har noen bevegelige deler (bortsett fra drivstofftilførselspumpen) som bruker konvensjonelle hydrokarbonbrensler.
Den aerodynamiske utformingen og utformingen av CAV-apparatet blir utarbeidet innenfor rammen av X-41-prosjektet og transportflyet-under X-51-programmet. Målet med X-51A-programmet er å demonstrere mulighetene for å lage en scramjet-motor, utvikling av varmebestandige materialer, integrering av flyrammen og motoren, samt andre teknologier som er nødvendige for flyging i området 4, 5-6, 5 M. Som en del av dette programmet pågår det også arbeid med å lage et ballistisk missil med et konvensjonelt stridshode, et hypersonisk missil X-51A Waverider og en orbital drone X-37B.
I følge CRS var finansieringen av programmet i 2011 $ 239,9 millioner, hvorav $ 69 millioner ble brukt på AHW.
Det amerikanske forsvarsdepartementet gjennomførte en ny test av en ny glidende hypersonisk bombe AHW (Advanced Hypersonic Weapon). Testen av ammunisjonen fant sted 17. november 2011. Hovedhensikten med testen var å teste ammunisjonen for manøvrerbarhet, kontrollerbarhet og motstand mot høye temperatureffekter. Det er kjent at AHW ble skutt ut i den øvre atmosfæren ved hjelp av en boosterrakett som ble skutt opp fra en flybase på Hawaii (fig. 9). Etter å ha skilt ammunisjonen fra missilet, planla og traff han et mål på Marshalløyene nær Kwajalein Atoll, som ligger fire tusen kilometer sørvest for Hawaii, med en hypersonisk hastighet på fem ganger lydens hastighet. Flyet varte under 30 minutter.
I følge Pentagon -talsmann Melinda Morgan var formålet med å teste ammunisjonen å samle inn data om aerodynamikken til AHW, håndteringen og motstanden mot høye temperaturer.
De siste testene av HTV-2 fant sted i midten av august 2011 og mislyktes (fig. 10).
Ifølge eksperter er det mulig å ta i bruk en ny generasjon første generasjons sjokkhypersonisk system innen 2015. Det anses å være nødvendig å tilby opptil 16 lanseringer per dag ved bruk av en engangs oppskytningsbil. Lanseringskostnaden er omtrent $ 5 millioner.
Opprettelsen av et fullskala streikesystem forventes ikke tidligere enn 2025-2030.
Ideen om militær bruk av et rakettdrevet stratoplane-fly, foreslått av S. Korolev og E. Burche på 1930-tallet, å dømme etter forskningen utført i USA, begynner å bli implementert i prosjekter for å lage en ny generasjon hypersoniske slagvåpen.
Bruken av UAB som en del av et hypersonisk autonomt kjøretøy når du angriper et mål stiller høye krav til å sikre høy presisjonsstyring under forhold med hypersonisk flyging og termisk beskyttelse av utstyr mot virkninger av kinetisk oppvarming.
På eksemplet på arbeidet som ble utført i USA for å lage hypersoniske våpen, ser vi at mulighetene for kampbruk av UAB langt fra er oppbrukt, og de bestemmes ikke bare av de taktiske og tekniske egenskapene til UAB selv, som gir det angitte området, nøyaktigheten og sannsynligheten for ødeleggelse, men også ved levering. I tillegg kan implementeringen av dette prosjektet også løse den fredelige oppgaven med å levere last eller redningsutstyr i nød til alle deler av verden.
Det presenterte materialet får oss til å tenke seriøst på innholdet i de viktigste utviklingsretningene for innenlandske guidede streikesystemer frem til 2020-2030. Samtidig er det nødvendig å ta hensyn til uttalelsen til D. Rogozin (Rogozin D. Arbeid med den eksakte algoritmen // National Defense. - 2012. - Nr. 2. - S. 34-406): “… vi må forlate ideen om å "ta igjen og forbikjøring" … Og det er usannsynlig at vi raskt vil samle krefter og evner som vil tillate oss å ta igjen høyteknologiske land i utrolige hastigheter. Dette trenger ikke gjøres. Vi trenger noe annet, mye mer komplisert … Det er nødvendig å beregne løpet av å føre en væpnet kamp med utsikt til opptil 30 år, for å bestemme dette punktet, for å nå det. For å forstå hva vi trenger, det vil si å forberede våpen ikke for i morgen eller til og med i overmorgen, men for en historisk uke fremover … Jeg gjentar, ikke tenk på hva de gjør i USA, Frankrike, Tyskland, tenk på hva de vil ha det om 30 år. Og du må lage noe som vil bli bedre enn de har nå. Ikke følg dem, prøv å forstå hvor alt går, så vinner vi."
Det vil si at det er nødvendig å forstå om en slik oppgave har oppstått for oss, og hvis ja, hvordan løser vi det?
