Under årtusenden har mänskligheten utvecklat en regel enligt vilken vapen måste vara mer exakta, snabbare och kraftfullare än fiendens för att överleva och besegra fienden. Flygvapen uppfyller dessa krav under moderna förhållanden. För närvarande, utomlands, utvecklas guidade luftburna vapen (UASP), i synnerhet guidade luftbomber (UAB), vars kaliber ligger inom ett brett område - från 9 till 13600 kg, intensivt utvecklas: de är utrustade med nya typer av vägledning och styrsystem, effektiva stridsdelar, metoder för stridsanvändning förbättras. UAB är ett oumbärligt tillbehör till moderna strejkflygkomplex (UAK) för taktiska och strategiska ändamål. Trots den höga effektiviteten hos moderna UAB -modeller uppfyller de, som är en del av UAK, inte alltid kraven för att uppfylla lovande stridsuppdrag. Som regel fungerar UAK nära frontlinjen, medan all effektivitet går förlorad.
De senaste decenniernas lokala krig, och framför allt militära operationer i Irak och Afghanistan, har avslöjat att konventionella högprecisionsvapen, inklusive UAB, är otillräckliga. När du utför ett stridsuppdrag går det för mycket tid från det att målet upptäcks och beslutet att attackera fattas tills det besegras. Till exempel måste en B-2 Spirit-bombplan, som lyfter från ett flygfält i USA, flyga 12-15 timmar till målets attackområde. Därför krävs i moderna förhållanden vapen för snabb respons och högprecisionsåtgärd på ett stort avstånd som når tiotusentals kilometer.
En av forskningsriktningarna för att uppfylla dessa krav utomlands är skapandet av en ny generation hypersoniska chocksystem. Arbetet med att skapa hypersoniska flygplan (LA) (missiler) och kinetiska vapen som kan förstöra målinriktad förstörelse utförs i USA, Storbritannien, Frankrike och Tyskland.
Studien av utländsk erfarenhet för oss är oerhört viktig, eftersom framför det inhemska försvarsindustriella komplexet (MIC), som D. Rogozin noterade i sin artikel "Ryssland behöver en smart försvarsindustri" (tidningen "Krasnaya Zvezda". 2012. - 7 februari - С 3) uppgiften sattes”att återfå världens tekniska ledarskap inom vapenproduktion på kortast möjliga tid”. Som framgår av artikeln av V. V. Putin "Att vara stark: garantier för nationell säkerhet för Ryssland" (tidningen "Rossiyskaya Gazeta". - 2012. - Nr 5708 (35). - 20 februari - s. 1-3) "Det kommande decenniets uppgift är för att säkerställa att den nya strukturen Försvarsmakten kunde förlita sig på en grundläggande ny teknik. Tekniken som "ser" vidare, skjuter mer exakt, reagerar snabbare än liknande system hos någon potentiell fiende."
För att uppnå detta är det nödvändigt att noggrant känna till tillståndet, trenderna och de viktigaste riktningarna för arbete utomlands. Naturligtvis har våra specialister alltid försökt uppfylla detta villkor när de utför FoU. Men i dagens miljö, när”försvarsindustrin inte har möjlighet att lugnt komma ikapp någon, måste vi göra ett genombrott, bli ledande uppfinnare och tillverkare … Att svara på dagens hot och utmaningar betyder ensam att fördöma oss själva till eftersläparnas eviga roll. Vi måste med alla medel säkerställa teknisk, teknisk, organisatorisk överlägsenhet över varje potentiell fiende”(Från en artikel av V. V. Putin).
Man tror att det första skapandet av hypersoniska flygplan föreslogs på 1930 -talet i Tyskland av professor Eigen Senger och ingenjören Irene Bredt. Det föreslogs att skapa ett flygplan horisontellt sjösatt på en raketkatapult, under inverkan av raketmotorer som accelererar till en hastighet av cirka 5900 m / s, vilket gör en transkontinental flygning med en räckvidd på 5-7 tusen km längs en ricochetingbana med en nyttolast på upp till 10 ton och landning på ett avstånd av mer än 20 tusen km från startpunkten.
Med tanke på raketutvecklingen på 1930 -talet, ingenjör S. Korolev och pilotobservatör E. Burche (S. Korolev, E. Burche Rocket in the war // Tekhnika -youth. - 1935. - Nr 5. - S. 57 -59) föreslog ett schema för användning av ett raketstridsflygplan-stratoplan:”För att bomba är det nödvändigt att ta hänsyn till det faktum att träffsäkerheten från höjder uppmätt i tiotals kilometer och vid enorma hastigheter på stratoplanet borde vara försumbar. Men å andra sidan är det fullt möjligt och av stor betydelse är tillvägagångssättet för målet i stratosfären utanför markvapen, snabb nedstigning, bombning från normala höjder som ger den nödvändiga noggrannheten och sedan blixtsnabb uppstigning igen till en ouppnåelig höjd."
Konceptet med en global strejk baserad på hypersoniska vapen
För närvarande börjar denna idé praktiskt taget genomföras. I USA i mitten av 1990 -talet formulerades begreppet Global Reach - Global Power. I enlighet med det bör USA ha förmågan att slå mot mark- och ytmål överallt i världen inom 1-2 timmar efter att ha mottagit en order, utan att använda utländska militärbaser med konventionella vapen, till exempel UAB. Detta kan göras med ett nytt hypersoniskt vapen, bestående av en hypersonisk bärarplattform och ett autonomt flygplan med stridslast, särskilt UAB. Huvudegenskaperna för sådana vapen är hög hastighet, lång räckvidd, tillräckligt hög manöverförmåga, låg sikt och hög operativ effektivitet.
Inom ramen för det stora programmet för USA: s väpnade styrkor Promt Global Strike ("Rapid Global Strike"), som gör det möjligt att slå till med konventionella (icke-kärnvapen) rörelsevapen vid vilken punkt som helst på planeten inom en timme, och utförs i den amerikanska arméns intresse, utvecklas ett nytt generations hypersoniskt strejksystem i två alternativ:
• den första, som kallas AHW (Advanced Hypersonic Weapon), använder ett engångsskjutfordon som en överljudsplattform, följt av en uppskjutning till målet för ett överljudsflygplan AHW (hypersoniskt glidflygplan kan också kallas ett manövrerande stridsspets) utrustat med guidad antenn bomber för att träffa målet;
• det andra, kallat FALCON HCV-2 hypersonic strike strike system, använder ett hypersoniskt flygplan för att skapa förutsättningar för lanseringen av ett autonomt hypersoniskt glidflygplan CAV, som flyger till målet och förstör det med UAB.
Den första versionen av den tekniska lösningen har en betydande nackdel, vilket är att bärraketen som levererar en hypersonisk projektil till AHW: s startpunkt kan misstas som en missil med ett kärnstridsspets.
År 2003 utvecklade Air Force och Advanced Development Administration (DARPA) från det amerikanska försvarsdepartementet, baserat på sin egen utveckling och branschförslag för avancerade hypersoniska system, ett nytt koncept för ett lovande hypersoniskt strejksystem kallat FALCON (Force Application and Lansering från kontinental US lansering från kontinentala USA ") eller" Falcon ". Enligt detta koncept består FALCON -strejksystemet av ett hypersoniskt återanvändbart (till exempel obemannat) hangarfartyg HCV (Hypersonic Cruise Vehicle - ett flygplan som flyger på höjder i storleksordningen 40-60 km med en hypersonisk marschfart, med en strid last upp till 5400 kg och en räckvidd på 15 -17000 km) och en återanvändbar hypersonisk högmanövrerbar kontrollerad flygplan CAV (Common Aero Vehicle -unified autonomous aircraft) med en aerodynamisk kvalitet på 3-5. Basering av HCV -fordon ska vara på flygfält med en landningsbana upp till 3 km lång.
Lockheed-Martin valdes som ledande utvecklare av HCV hypersonic strike-apparaten och CAV-leveransfordonet för FALCON-strike-systemet. 2005 började hon arbeta med att bestämma deras tekniska utseende och bedöma projektets tekniska genomförbarhet. De största amerikanska flyg- och rymdföretagen - Boeing, Northrop Grumman, Andrews Space - är också involverade i arbetet. På grund av programmets höga tekniska risk genomfördes konceptuella studier av flera varianter av experimentella prover av leveransfordon och deras bärare med en bedömning av egenskaperna för manövrerbarhet och kontrollerbarhet.
När den tappas från en bärare med hypersonisk hastighet kan den leverera olika stridsbelastningar med en maximal vikt på 500 kg till ett mål på ett avstånd av upp till 16 000 km. Enheten är tänkt att tillverkas enligt ett lovande aerodynamiskt schema som ger hög aerodynamisk kvalitet. För att rikta in enheten under flygning och träffa mål som detekterats inom en radie på upp till 5400 km, ska dess utrustning inkludera utrustning för datautbyte i realtid med olika spaningssystem och kontrollpunkter. Nederlaget för stationära högt skyddade (nedgrävda) mål kommer att säkerställas genom användning av medel för förstörelse av en kaliber på 500 kg med ett penetrerande stridsspets. Noggrannhet (cirkulär sannolik avvikelse) bör vara cirka 3 m vid en målhastighet på upp till 1200 m / s.
CAV: s hypersoniska glidflygplan med aerodynamiska kontroller har en massa på cirka 900 kg, varav bärarflygplanet kan bära upp till sex, bär två konventionella flygbomber som väger 226 kg vardera i sitt stridsfack. Noggrannheten för att använda bomber är mycket hög - 3 meter. Räckvidden för den faktiska CAV kan vara cirka 5000 km. I fig. 2 visar ett diagram över separationen av penetrerande lesioner med användning av uppblåsbara skal.
Schemat för kampanvändning av FALCON hypersonic strike system ser ut som följande. Efter att ha fått uppdraget lyfter HCV hypersoniska bombplan från ett konventionellt flygfält och accelererar med ett kombinerat framdrivningssystem (DP) till en hastighet som ungefär motsvarar M = 6. När denna hastighet uppnås växlar framdrivningssystemet till läget av en hypersonisk ramjetmotor, som accelererar flygplanet till M = 10 och en höjd av minst 40 km. Vid ett givet ögonblick separerar CAV: s hypersoniska glidflygplan från transportflygplanet, som, efter att ha genomfört ett stridsuppdrag för att besegra mål, återvänder till flygfältet i en av USA: s utomeuropeiska flygbaser (om CAV är utrustad med egen motor och den nödvändiga bränsletillförseln kan den återvända till kontinentala USA) (fig. 3).
Det finns två typer av flygvägar möjliga. Den första typen karakteriserar en vågig bana för ett hypersoniskt flygplan, som föreslogs av den tyska ingenjören Eigen Zenger i bombplansprojektet under andra världskriget. Innebörden av den vågiga banan är följande. På grund av acceleration lämnar enheten atmosfären och stänger av motorn, vilket sparar bränsle. Under påverkan av tyngdkraften återgår planet till atmosfären och startar igen motorn (för en kort tid, bara i 20-40 s), vilket igen kastar enheten ut i rymden. En sådan bana, förutom att öka räckvidden, bidrar också till kylningen av bombplanets struktur när den är i rymden. Flyghöjden överstiger inte 60 km och vågsteget är cirka 400 km. Den andra typen av bana har en klassisk raklinje.
Experimentell forskning om skapandet av hypersoniska vapen
Hypersoniska modeller HTV (Hypersonic Test Vehicle) med en massa på cirka 900 kg och en längd på upp till 5 m föreslogs för att bedöma deras flygprestanda, kontrollerbarhet och termiska belastningar vid hastigheter M = 10-HTV-1, HTV-2, HTV-3.
HTV-1-apparaten med en kontrollerad flygtid på 800 s vid en hastighet av M = 10 drogs tillbaka från testet på grund av den tekniska komplexiteten vid tillverkning av värmeskyddskroppen och felaktiga konstruktionslösningar (fig. 4).
HTV-2-apparaten är tillverkad enligt en integrerad krets med skarpa framkanter och ger en kvalitet på 3, 5-4, som, enligt utvecklarna, kommer att ge ett givet glidområde, samt manövrerbarhet och kontrollerbarhet med aerodynamiska skärmar för inriktning med erforderlig noggrannhet (fig. 5). Enligt den amerikanska kongressforskningstjänsten (CRS) kan FALCON HTV-2 överljudsenhet träffa mål i avstånd upp till 27 000 km och hastigheter upp till Mach 20 (23 000 km / h).
HTV-3 är en skalmodell av HCV hypersoniska strejkflygplan med aerodynamisk kvalitet på 4-5 (fig. 6). Modellen är utformad för att utvärdera antagna tekniska lösningar och designlösningar, aerodynamik och flygprestanda, samt manövrerbarhet och kontrollerbarhet för att vidareutveckla HCV -flygplanet. Flygtester skulle utföras 2009. Den totala kostnaden för arbetet med tillverkning av modellen och genomförandet av flygprov uppskattas till 50 miljoner dollar.
Testen av chockkomplexet skulle utföras 2008-2009. använder skjutbilar. Schemat för testflyget för det hypersoniska flygplanet HTV-2 visas i fig. 7.
Som studierna har visat kommer de främsta problematiska frågorna för att skapa ett hypersoniskt flygplan att vara associerade med utvecklingen av kraftverket, valet av bränsle och konstruktionsmaterial, aerodynamik och flygdynamik och styrsystemet.
Valet av den aerodynamiska layouten och flygplanets konstruktion bör baseras på villkoret för att säkerställa gemensam drift av luftintaget, kraftverket och andra luftfartygselement. Vid hypersonisk hastighet blir frågorna om att studera effektiviteten hos aerodynamiska kontroller, med minimala områden med stabiliserings- och kontrollytor, gångjärn, särskilt när man närmar sig målområdet med en hastighet av cirka 1600 m / s, först och främst säkerställa styrkan i strukturen och hög precision vägledning till målet.
Enligt preliminära studier når temperaturen på ytan av det hypersoniska fordonet 1900 ° C, medan för normal utrustning ombordutrustning bör temperaturen inuti facket inte överstiga 70 ° C. Därför bör enhetens kropp måste ha ett värmebeständigt skal tillverkat av högtemperaturmaterial och flerlagers termiskt skydd baserat på existerande konstruktionsmaterial.
Det hypersoniska fordonet är utrustat med ett kombinerat tröghetssatellitstyrsystem och i framtiden med ett opt-elektroniskt eller radartypsuppkopplingssystem från ände till ände.
För att säkerställa raklinjeflygning är de mest lovande för militära system ramjetmotorer: SPVRD (supersonisk ramjetmotor) och scramjetmotor (hypersonisk ramjetmotor). De är enkla i design eftersom de praktiskt taget inte har några rörliga delar (förutom bränsletillförselpumpen) som använder konventionella kolvätebränslen.
Den aerodynamiska layouten och utformningen av CAV-apparaten utarbetas inom ramen för X-41-projektet och flygplanet-under X-51-programmet. Syftet med X-51A-programmet är att demonstrera möjligheterna att skapa en scramjetmotor, utveckling av värmebeständiga material, integration av flygplanet och motorn, samt annan teknik som behövs för flygning i intervallet 4, 5-6, 5 M. Som en del av detta program pågår också arbete med att skapa en ballistisk missil med ett konventionellt stridsspets, en hypersonisk missil X-51A Waverider och en orbital drönare X-37B.
Enligt CRS var finansieringen för programmet 2011 239,9 miljoner dollar, varav 69 miljoner dollar spenderades på AHW.
Det amerikanska försvarsdepartementet genomförde ytterligare ett test av en ny glidande hypersonisk bomb AHW (Advanced Hypersonic Weapon). Testet av ammunitionen ägde rum den 17 november 2011. Huvudsyftet med testet var att testa ammunitionen för manövrerbarhet, styrbarhet och motståndskraft mot höga temperatureffekter. Det är känt att AHW lanserades i den övre atmosfären med hjälp av en förstärkningsraket som lanserades från en flygbas på Hawaii (fig. 9). Efter att ha separerat ammunitionen från missilen planerade han och träffade ett mål på Marshallöarna nära Kwajalein Atoll, som ligger fyra tusen kilometer sydväst om Hawaii, med en hypersonisk hastighet på fem gånger ljudets hastighet. Flyget varade mindre än 30 minuter.
Enligt Pentagons talesman Melinda Morgan var syftet med att testa ammunitionen att samla in data om AHW: s aerodynamik, dess hantering och motståndskraft mot höga temperaturer.
De sista testerna av HTV-2 ägde rum i mitten av augusti 2011 och misslyckades (bild 10).
Enligt experter är det möjligt att anta en ny generation första generationens chockhypersoniska system senast 2015. Det anses nödvändigt att tillhandahålla upp till 16 lanseringar per dag med ett engångsbilar. Lanseringskostnaden är cirka 5 miljoner dollar.
Inrättandet av ett fullskaligt strejksystem förväntas tidigast 2025-2030.
Idén om militär användning av ett raketdrivet stratoplanflygplan, som föreslogs av S. Korolev och E. Burche på 1930-talet, att döma av den forskning som utförts i USA, börjar genomföras i projekt för att skapa en ny generation hypersoniska slagvapen.
Användningen av UAB som en del av ett hypersoniskt autonomt fordon när du attackerar ett mål ställer höga krav på att säkerställa högprecisionsstyrning under förhållanden med hypersonisk flygning och termiskt skydd av utrustning från effekterna av kinetisk uppvärmning.
På exemplet på det arbete som utförts i USA för att skapa hypersoniska vapen ser vi att möjligheterna för UAB: s kampanvändning är långt ifrån uttömda och de bestäms inte bara av UAB: s taktiska och tekniska egenskaper, som ger det angivna intervallet, noggrannheten och sannolikheten för förstörelse, men också genom leverans. Dessutom kan genomförandet av detta projekt också lösa den fredliga uppgiften att snabbt leverera last- eller räddningsutrustning i nöd till någon del av världen.
Det presenterade materialet får oss att allvarligt tänka på innehållet i de viktigaste utvecklingsriktningarna för inhemska styrda strejksystem fram till 2020-2030. Samtidigt är det nödvändigt att ta hänsyn till uttalandet av D. Rogozin (Rogozin D. Arbeta med den exakta algoritmen // National Defense. - 2012. - Nr 2. - S. 34-406): “… vi måste överge tanken på att "komma ikapp och ta om" … Och det är osannolikt att vi snabbt kommer att samla styrka och kapacitet som gör att vi kan komma ikapp högteknologiska länder i otroliga hastigheter. Detta behöver inte göras. Vi behöver något annat, mycket mer komplicerat … Det är nödvändigt att beräkna förloppet för att föra en väpnad kamp med möjlighet till upp till 30 år, för att bestämma denna punkt, för att nå den. För att förstå vad vi behöver, det vill säga för att förbereda vapen inte för imorgon eller till och med i övermorgon, utan för en historisk vecka framåt … Jag upprepar, tänk inte på vad de gör i USA, Frankrike, Tyskland, tänk på vad de kommer att ha om 30 år. Och du måste skapa något som blir bättre än de har nu. Följ dem inte, försök förstå vart allt tar vägen, så vinner vi."
Det vill säga, det är nödvändigt att förstå om en sådan uppgift har uppstått för oss, och om ja, hur ska vi lösa det?
