Hypersonisk mainstream
De viktigaste historiska stunderna under XXI -talet kommer definitivt att fyllas på med utvecklingen och antagandet av hypersoniska vapen. Detta ovillkorliga trumfkort är i nivå med kärntekniska avskräckningssystem. När det gäller komplexiteten och de resurser som krävs är kärnteknik och hypersonisk teknik på många sätt likartade. För att utveckla fordon som kan accelerera till hastigheter på Mach 5-10 krävs icke-triviala metoder och lösningar. Samtidigt är allt i teorin relativt enkelt.
Det viktigaste i alla raketer är framdrivningssystemet. För hypersoniska fordon används antingen motorer med en oxidator ombord eller ramjets. Exempel på de förra finns i Kinzhal -missilsystemet, och ramjetmotorer används i de berömda ryska zirkonerna. Samtidigt är själva ramjetmotorn långt ifrån en nyhet. Det schematiska diagrammet föreslogs redan 1913 av fransmannen René Lauren. Motorn har ingen kompressorgrupp och det erforderliga trycket i förbränningskammaren bildas genom att bromsa luftflödet vid supersoniska hastigheter. Den största nackdelen med denna lösning är svårigheten att arbeta med traditionella subsoniska hastigheter. Även om ingenjörer tillhandahåller en ramjetmotor med möjlighet att flyga i sådana lägen, kommer effektiviteten inte att överstiga 5%. Och att starta motorn utan ytterligare accelerator i det här fallet är i allmänhet omöjligt. Vanligtvis tillhandahålls en tillförsel av oxidant ombord på flygplanet, vilket gör att motorn kan återuppliva och få den hastighet som krävs. Supersonisk flygning med en hastighet av cirka M = 3 är den mest "bekväma" för en ramjetmotor. Värmeeffektiviteten är nära rekordstor 64%, och temperaturen runt omkring är inte så kritisk för drift. Svårigheter börjar när man byter till en hastighet över 5 Mach -nummer. Det viktigaste är den gigantiska temperaturen - upp till 1960 grader Celsius. Detta kräver unika material. Till exempel utvecklar NPO Mashinostroenia en hel klass av värmebeständiga titanlegeringar för ryska hypersoniska missiler. Detta är förresten den tekniska fördelen med Ryssland - försvarsindustrin har lärt sig att använda ett mycket finurligt titan sedan Sovjetunionens dagar. Utformningen av hypersoniska ramjetmotorer kompliceras ytterligare av det supersoniska gasflödet i förbränningskammaren.
Omöjligheten med marktester läggs till i kassan för hypersoniska svårigheter. Det är mycket svårt, om inte omöjligt, att skapa en vindtunnel med 5-10 Mach-nummer på land med den nuvarande teknologinivån. Och alla tester av hypersoniska missiler slutar med förstörelse av prototyper. På många sätt liknar detta experiment med ammunition, bara kostnadsnivån är många gånger högre.
Hypersonisk svärm
Ryssland är världsledande inom seriell hypersonisk teknik. Och detta är inte trivialt bravader - de flesta utländska medier håller med om detta. Det är sant att de inte glömmer att nämna historisk rättvisa ur deras synvinkel. De första i hypersound var nazisterna med V-2-teknik, mycket senare experimenterade amerikanerna med liknande utrustning-X-15, X-43 och Lockheed X-17. Slutligen introducerade kineserna DF-17-raketen hösten 2019. Enhetens flygområde är cirka 2, 5 tusen kilometer med en hastighet av Mach 5. Samtidigt är DF-17 baserad på ett hjulchassi, vilket allvarligt försvårar upptäckten och reaktionen.
Ett annat flygplan för den kinesiska armén är hypersoniska Starry Sky-2-"Starry Sky-2". Amerikanerna, som i detta fall agerar eftersläpande, hävdar att raketen 2018 nådde Mach 6 på 30 km höjd. Kinesisk hypersonisk utveckling, tillsammans med ryska, ligger nu före resten, och ingenjörer har råd att förutse framtiden.
Så, forskare vid Beijing Institute of Technology år 2020 föreslog att nästa steg i utvecklingen av överljud skulle vara svärmar av drönare. I fullständig analogi med utvecklingen av chock- och spaningsdronor, förvandlas på himlen till en "kollektiv intelligens". Med tanke på möjligheterna med artificiell intelligens orsakar även konventionella drönare med propellrar, samlade i svärmar, en naturlig chock. Och här förutspår Kina utseendet på hypersoniska svärmar.
Sådana uttalanden kastas inte förgäves. Antingen gör Peking rätt arbete, eller så försöker man testa vattnet och spåra reaktionen från potentiella motståndare. Hur som helst, det finns många grundläggande hinder för ett sådant beslut. Många av dem har redan delvis lösts. Först och främst är dessa de mest kraftfulla chock- och termiska belastningarna på kroppen och fyllning av enheterna med den minsta manövreringen vid överljud. Detta kräver unika material samt stöt- och värmebeständig elektronik. Ett hypersoniskt föremål rör sig i ett lager av högtemperaturplasma, vilket är praktiskt taget ogenomträngligt för radiovågor. Om enstaka missiler kan röra sig längs en förutbestämd rutt utan att kontakta "centrum" i en hypersonisk regim, räcker det inte för ett team av missiler. Det kräver snabb kommunikation mellan enskilda drönare. Forskare vid Beijing Institute of Technology antyder att utveckla sitt eget mobilnät för artificiell intelligens i hypersoniska svärmar.
Jag måste säga att sådana militaristiska berättelser från potentiella motståndare imponerade mycket på USA. Förutom program för att utveckla sina egna hypersoniska vapen finansierar Pentagon fiendens missildetekteringssystem. Tanken är att söka efter sådana supersnabba föremål från jordbana med infraröda kameror - trots allt, maskerar en temperatur på ett par tusen grader allvarligt hypersoniska fordon. Nu gör L3Harris det här med ett Pentagon -bidrag på 121 miljoner dollar.
Curtiss-Wright erbjuder tjänster till den amerikanska militären i utvecklingen av elektronisk utrustning för hypersoniska missiler. Amerikanska ingenjörer tror att huvudkraven för elektroniska chips och utrustning kommer att vara: miniatyrstorlek, värmebeständighet, blygsam strömförbrukning, förmåga att arbeta vid lågt tryck och chockmotstånd. Enligt utvecklarna måste militären vända sig till civila utvecklare, eftersom bara de har de nödvändiga kompetenserna inom miniatyrisering och minskning av energiförbrukningen av elektroniska komponenter. Det räcker med att komma ihåg utvecklingen av mobiltelefoner. I detta avseende är det svårare för ryska vapensmeder - det finns praktiskt taget ingen civil mikroelektronik av egen produktion i landet.
Det kinesiska prejudikatet med planer på en hypersonisk svärm dikterar nya regler för utveckling av militär teknik. Länder med rätt teknik kan bli lagstiftare inom detta område. Och det betyder - pendeln till världens vapenbalans kommer att svänga på ett farligt sätt. Vi kan bara hoppas det i riktning mot Ryssland.
