Vuosituhansien aikana ihmiskunta on kehittänyt säännön, jonka mukaan selviytyäkseen ja voittaakseen vihollisen ase on oltava tarkempi, nopeampi ja tehokkaampi kuin vihollinen. Nämä vaatimukset täyttyvät nykyaikaisissa olosuhteissa ilmailu ase. Tällä hetkellä ohjattuja lentokoneaseita (UASP), erityisesti ohjattuja lentokonepommeja (UAB), joiden kaliiperi on laajalla alueella - 9 - 13600 XNUMX kg, kehitetään intensiivisesti ulkomailla: ne on varustettu uudentyyppisillä ohjaus- ja ohjausjärjestelmillä. , tehokkaita taisteluosia, taistelukäyttömenetelmiä parannetaan. UAB ovat välttämätön lisävaruste moderneihin hyökkäyslentokonejärjestelmiin (UAC) taktisiin ja strategisiin tarkoituksiin. Huolimatta nykyaikaisten UAB-mallien korkeasta tehokkuudesta, ne, jotka ovat osa UAC:ta, eivät aina täytä lupaavien taistelutehtävien suorittamisen vaatimuksia. UAK:t toimivat pääsääntöisesti lähellä etulinjaa, ja kaikki teho menetetään.
Viime vuosikymmenien paikalliset sodat ja ennen kaikkea sotilasoperaatiot Irakissa ja Afganistanissa ovat paljastaneet tavanomaisten tarkkuusaseiden, mukaan lukien UAB:n, riittämättömän tehokkuuden. Taistelutehtävää suoritettaessa kuluu liian paljon aikaa siitä hetkestä, kun kohde havaitaan ja hyökkäyspäätös tehdään sen tappioon. Esimerkiksi Yhdysvalloista lentokentälle nousevan B-2 Spirit -pommittajan tulee lentää 12-15 tuntia kohdehyökkäysalueelle. Siksi nykyaikaisissa olosuhteissa tarvitaan nopean toiminnan aseita ja erittäin tarkkaa toimintaa pitkällä etäisyydellä, joka ulottuu kymmeniin tuhansiin kilometreihin.
Yksi tutkimusalueista näiden vaatimusten täyttämiseksi ulkomailla on uuden sukupolven hypersonic-iskujärjestelmien luominen. Yhdysvalloissa, Isossa-Britanniassa, Ranskassa ja Saksassa tehdään töitä hypersonic lentokoneiden (LA) (ohjukset) ja kineettisten aseiden luomiseksi, jotka pystyvät erittäin tarkasti tuhoamaan kohteita.
Ulkomaisten kokemusten tutkiminen on meille erittäin tärkeää, koska ennen kotimaista sotilas-teollista kompleksia (DIC), kuten D. Rogozin totesi artikkelissaan "Venäjä tarvitsee älykästä puolustusteollisuutta" (Krasnaja Zvezda -sanomalehti. 2012. - 7. helmikuuta. - C 3) Tehtäväksi asetettiin "saada takaisin maailman teknologinen johtoasema asevalmistuksen alalla mahdollisimman pian". Kuten artikkelissa V.V. Putin "Boing Strong: National Security Guarantees for Russia" (Rossiyskaya Gazeta -sanomalehti. - 2012. - No. 5708 (35). - 20. helmikuuta - S. 1-3) "tulevan vuosikymmenen tehtävänä on varmistaa, että uusi rakenne Puolustusvoimat pystyivät luottamaan täysin uusiin varusteisiin. Laitteissa, jotka "näkevät" kauemmaksi, ampuvat tarkemmin, reagoivat nopeammin kuin mahdollisen vihollisen vastaavat järjestelmät.
Tämän saavuttamiseksi on tunnettava perusteellisesti ulkomaisen työn tila, trendit ja pääsuuntaukset. Tietenkin asiantuntijamme ovat aina pyrkineet täyttämään tämän ehdon tutkimus- ja kehitystyössään. Mutta nykypäivän ympäristössä, kun "puolustusteollisuudella ei ole mahdollisuutta ottaa rauhallisesti kiinni jotakuta, meidän on tehtävä läpimurto, ryhdyttävä johtaviksi keksijöiksi ja valmistajiksi... Vain tämän päivän uhkiin ja haasteisiin vastaaminen tarkoittaa itsemme tuomitsemista jäljessä jäämisen ikuinen rooli. Meidän on kaikin keinoin varmistettava tekninen, teknologinen ja organisatorinen ylivoima mahdolliseen vastustajaan nähden ”(V. V. Putinin artikkelista).
Uskotaan, että professori Eigen Senger ja insinööri Irena Bredt ehdottivat ensimmäistä hypersonic-lentokoneiden luomista 1930-luvulla Saksassa. Ehdotettiin, että luodaan lentokone, joka laukaisee vaakatasossa rakettikatapultilla, joka kiihtyy noin 5900 m / s nopeuteen rakettimoottoreiden vaikutuksesta ja tekee mannertenvälisen lennon 5-7 tuhannen km:n kantomatkalla kikoilurataa pitkin pudottamalla. taistelukuorma, joka painaa jopa 10 tonnia ja joka laskeutuu yli 20 tuhannen kilometrin etäisyydelle lähtöpaikasta.
Ottaen huomioon rakettitieteen kehitys 1930-luvulla, insinööri S. Korolev ja lentäjä-tarkkailija E. Burche ehdottivat suunnitelmaa stratoplan-ohjustaistelukoneen käyttöön: ”Kääntyessäsi pommitukseen, on otettava huomioon se tosiasia, että Iskutarkkuuden korkeuksista kymmenissä kilometreissä ja stratoplanin valtavilla nopeuksilla pitäisi olla mitätön. Mutta toisaalta on täysin mahdollista ja erittäin tärkeää lähestyä maa-aseiden ulottumattomissa olevaa kohdetta stratosfäärissä, laskeutua nopeasti, pommittaa tavanomaisista korkeuksista, jotka tarjoavat tarvittavan tarkkuuden, ja sitten nousta uudelleen salaman nopeudella saavuttamaton korkeus.
Yliääniaseisiin perustuva globaalin iskun käsite
Tätä ajatusta ollaan parhaillaan toteuttamassa. Yhdysvalloissa 1990-luvun puolivälissä muotoiltiin käsite Global Reach - Global Power ("Global Reach - Global Power"). Sen mukaan Yhdysvalloilla tulisi olla mahdollisuus iskeä maa- ja pintakohteisiin kaikkialla maailmassa 1-2 tunnin sisällä käskyn vastaanottamisesta ilman ulkomaisten sotilastukikohtien käyttöä tavanomaisia aseita käyttäen, esim. UAB . Tämä voidaan tehdä uudella hypersonic-aseella, joka koostuu hypersonic-tukialustasta ja autonomisesta lentokoneesta, jossa on taistelukuorma, erityisesti UAB. Tällaisten aseiden pääominaisuudet ovat suuri nopeus, pitkä kantama, melko hyvä ohjattavuus, huono näkyvyys ja korkea käytön tehokkuutta.
Osana Yhdysvaltain armeijan laajamittaista ohjelmaa Promt Global Strike ("Quick Global Strike"), joka sallii tavanomaisten (ei-ydinvoimaisten) kineettisten aseiden iskemisen minne tahansa planeetalla tunnin sisällä, ja joka toteutetaan edun mukaisesti. Yhdysvaltain armeijan uuden sukupolven hypersonic-iskujärjestelmää kehitetään kahdessa vaihtoehdossa:
• Ensimmäinen, nimeltään AHW (Advanced Hypersonic Weapon), käyttää kertakäyttöistä kantorakettia yliäänisenä alustana, jonka jälkeen laukaisu kohteeseen yliäänilentokone (hypersonic liukulentokone voidaan kutsua myös ohjailukärkeksi), joka on varustettu ohjatut ilmapommit kohteen tuhoamiseksi;
• Toinen, nimeltään FALCON HCV-2 hypersonic strike system, käyttää hypersonic-lentokonetta luomaan olosuhteet autonomisen hypersonic-liukuvan CAV:n laukaisulle, joka lentää kohteeseen ja kukistaa sen UAB:n avulla.
Kuva 1 - Muutokset iskuhyperäänilentokoneen HCV rakenteellisesta ja aerodynaamisesta ulkonäöstä
Teknisen ratkaisun ensimmäisellä versiolla on merkittävä haittapuoli, joka koostuu siitä, että AHW-laukaisupisteeseen yliäänisen ammuksen toimittava kantoraketti voidaan sekoittaa ydinkärjellä varustettuun ohjukseen.
Ilmavoimat ja Yhdysvaltain puolustusministeriön Advanced Research Projects Agency (DARPA) kehittivät vuonna 2003 oman kehityksensä ja alan edistyneitä hypersonic-järjestelmiä koskevien ehdotustensa perusteella uuden konseptin lupaavalle hypersonic-iskujärjestelmälle nimeltä FALCON (Force). Sovellus ja laukaisu Manner-Yhdysvalloista, "Voiman käyttö laukaisussa Manner-Yhdysvalloista") tai "Falcon". Tämän konseptin mukaan FALCON-iskujärjestelmä koostuu hypersonic-uudelleenkäytettävästä (esimerkiksi miehittämättömästä) kantolentokoneesta HCV (Hypersonic Cruise Vehicle - LA), joka lentää luokkaa 40-60 km korkeudessa hyperääninopeudella, taistelukuormalla. massa jopa 5400 kg ja toimintasäde 15-17000 km) ja uudelleenkäytettävä hypersonic erittäin ohjattava purjelentokone CAV (Common Aero Vehicle - unified autonomous aircraft), jonka aerodynaaminen laatu on 3-5. HCV-autojen odotetaan perustuvan lentokentille, joiden kiitotie on enintään 3 km pitkä.
Lockheed-Martin Corporation valittiin HCV-hypersonic-hyökkäysajoneuvon ja FALCON-iskujärjestelmän CAV-kuljetusajoneuvon johtavaksi kehittäjäksi. Vuonna 2005 hän aloitti työt niiden teknisen ulkonäön määrittämiseksi ja projektien teknisen toteutettavuuden arvioimiseksi. Työssä ovat mukana myös Yhdysvaltain suurimmat ilmailualan yritykset - Boeing, Northrop Grumman, Andrews Space. Ohjelman korkean teknologisen riskin vuoksi toteutettiin käsitteellisiä tutkimuksia useista eri muunnelmista kokeellisista näytteistä toimitusajoneuvoista ja niiden kantajista, joissa arvioitiin ohjattavuuden ja ohjattavuuden ominaisuuksia.
Hyperääninopeudella pudotettuna se pystyy kuljettamaan erilaisia taistelukuormia, joiden enimmäismassa on 16000 kg, kohteeseen jopa 500 5400 km:n etäisyydellä. Laite on tarkoitus tehdä lupaavan aerodynaamisen mallin mukaan, mikä takaa korkean aerodynaamisen laadun. Laitteen uudelleenkohdistamiseksi lennon aikana ja jopa 500 km:n säteellä tunnistettujen kohteiden päihittämiseksi sen varusteluun odotetaan sisältyvän laitteet reaaliaikaiseen tiedonvaihtoon eri tiedustelujärjestelmien ja ohjauspisteiden kanssa. Kiinteästi suojattujen (haudattujen) kohteiden tappio varmistetaan käyttämällä 3 kg:n kaliiperin aseita, joissa on läpäisevä taistelukärje. Tarkkuuden (ympyrämäinen todennäköinen poikkeama) tulee olla noin 1200 m nopeudella, jolla tavoite kohtaa XNUMX m/s.
Kuva 2 - Autonominen hypersonic lentokone CAV
Aerodynaamisilla ohjaimilla varustetun hypersonic-liukuvan CAV-koneen massa on noin 900 kg, joita kantajakoneessa voi olla jopa kuusi, ja se kuljettaa taisteluosastossaan kahta tavanomaista 226 kg painavaa pommia. Pommien käytön tarkkuus on erittäin korkea - 3 metriä. Itse CAV:n kantama voi olla noin 5000 km. Kuvassa Kuva 2 esittää kaavion tunkeutuvien aseiden erottamisesta puhallettavia kuoria käyttäen.
FALCON-hypersonic-iskujärjestelmän taistelukäyttöjärjestelmä näyttää suunnilleen tältä. Tehtävän saatuaan HCV-hyperäänipommikone lähtee lentoon tavanomaiselta lentokentältä ja kiihtyy noin M = 6:ta vastaavaan nopeuteen yhdistetyllä propulsiojärjestelmällä (PC) ja vähintään 10 km korkeudella. Tietyllä hetkellä CAV-hyperääniliitolentokone erotetaan kantolentokoneesta, joka suoritettuaan taistelutehtävän osua kohteisiin palaa jonkin Yhdysvaltain merentakaisten lentotukikohtien lentokentälle (jos CAV on varustettu omalla moottorilla ja tarvittava polttoainevarasto, se voi myös palata Manner-Yhdysvaltoihin ) (kuva 40).
Kuva 3 - Kaavio GLA:n taistelukäytöstä käyttämällä iskulentokoneen aaltomaista lentorataa
Kaksi lentorataa on mahdollista. Ensimmäinen tyyppi luonnehtii hypersonic lentokoneen aaltoilevaa lentorataa, jota saksalainen insinööri Eigen Senger ehdotti toisen maailmansodan vuosina pommikoneprojektissa. Aaltoilevan liikeradan merkitys on seuraava. Kiihdytyksen vuoksi laite poistuu ilmakehästä ja sammuttaa moottorin säästäen polttoainetta. Sitten lentokone palaa painovoiman vaikutuksesta ilmakehään ja käynnistää moottorin uudelleen (lyhyeksi ajaksi, vain 20-40 s), mikä taas heittää laitteen avaruuteen. Tällainen liikerata kantaman lisäämisen lisäksi edistää myös pommikonerakenteen jäähdytystä sen ollessa avaruudessa. Lentokorkeus ei ylitä 60 km ja aallon askel on noin 400 km. Toisella lentoradalla on klassinen suora lentorata.
Kokeellinen tutkimus hypersonic-aseiden luomisesta
Hypersonic-malleja HTV (Hypersonic Test Vehicle), joiden massa on noin 900 kg ja pituus enintään 5 m, ehdotettiin arvioimaan niiden lentosuorituskykyä, ohjattavuutta ja lämpökuormia nopeuksilla M = 10 - HTV-1, HTV-2, HTV -3.
Kuva 4 - Kokeellinen hypersonic lentokone HTV-1
Kuva 5 - Kokeellinen hypersonic lentokone HTV-2
Kuva 6 - Kokeellinen hypersonic lentokone HTV-3
Kuva 7 - HTV-2 hypersonic -lentokoneen koelentoprofiili
HTV-1-laite, jonka ohjattu lennon kesto oli 800 s nopeudella M = 10, poistettiin testauksesta lämpösuojarungon valmistuksen teknologisen monimutkaisuuden ja virheellisten suunnitteluratkaisujen vuoksi (kuva 4).
HTV-2-laite on valmistettu integroidun piirin mukaan, jossa on terävät etureunat, ja se tarjoaa laadun 3,5-4, mikä kehittäjien mukaan mahdollistaa tietyn suunnittelualueen sekä ohjattavuuden ja ohjattavuuden aerodynaamisten suojusten avulla. tähtäämällä kohteeseen vaaditulla tarkkuudella (kuva 5). Yhdysvaltain kongressin tutkimuspalvelun (CRS) mukaan FALCON HTV-2 -hyperääniajoneuvo pystyy osumaan kohteisiin jopa 27000 20 km:n etäisyydellä ja saavuttamaan 23000 Mach (XNUMX XNUMX km/h) nopeuden.
HTV-3 on pienoismalli hypersonic-iskulentokoneen HCV:stä, jonka aerodynaaminen laatu on 4-5 (kuva 6). Malli on suunniteltu arvioimaan käyttöön otettuja teknisiä ja suunnitteluratkaisuja, aerodynaamista ja lentosuorituskykyä sekä ohjattavuutta ja ohjattavuutta HCV-koneen jatkokehityksen kannalta. Lentokokeet piti tehdä vuonna 2009. Mallin valmistuksen ja lentotestien kokonaiskustannusten arvioidaan olevan 50 miljoonaa dollaria.
Iskukompleksin testaus oli tarkoitus suorittaa vuosina 2008-2009. kantorakettien avulla. Hyperäänikoneen HTV-2 koelennon kaavio on esitetty kuvassa. 7.
Kuten tutkimukset ovat osoittaneet, pääasialliset ongelmakohdat hypersonic lentokoneen luomisessa liittyvät voimalaitoksen kehittämiseen, polttoaineen ja rakennemateriaalien valintaan, aerodynamiikkaan ja lentodynamiikkaan sekä ohjausjärjestelmään.
Ilma-aluksen aerodynaamisen kaavion ja rakenteellisen sijoittelun valinnan tulee perustua ehtoon, jolla varmistetaan ilmanottoaukon, voimalaitoksen ja muiden ilma-aluksen osien yhteinen toiminta. Yliäänenopeuksilla aerodynaamisten ohjaimien tehokkuuden tutkiminen, kun vakautus- ja ohjauspintojen pinta-alat ovat minimaaliset, saranamomentit, erityisesti lähestyttäessä kohdealuetta noin 1600 m/s nopeudella, tulevat ensiarvoisen tärkeäksi ensisijaisesti rakenteellisen lujuuden varmistamiseksi. ja erittäin tarkka kohdistus.
Alustavien tutkimusten mukaan hypersonic-ajoneuvon pinnan lämpötila saavuttaa 1900 °C, kun taas ajoneuvon laitteiden normaalin toiminnan kannalta osaston lämpötila ei saa ylittää 70 °C. lämmönkestävä kuori korkeita lämpötiloja materiaaleista ja monikerroksinen lämpösuoja, joka perustuu olemassa oleviin tällä hetkellä rakennusmateriaaleihin.
Hypersonic-ajoneuvo on varustettu yhdistetyllä inertia-satelliittiohjausjärjestelmällä ja tulevaisuudessa optoelektronisella tai tutkatyyppisellä lopullisella kohdistamisjärjestelmällä.
Suoraviivaisen lennon varmistamiseksi ramjet-moottoreita pidetään lupaavimpana sotilasjärjestelmissä: SPVRD (supersonic ramjet engine) ja scramjet (hypersonic ramjet engine). Ne ovat rakenteeltaan yksinkertaisia, koska niissä ei käytännössä ole liikkuvia osia (paitsi polttoaineen syöttöpumppua) käyttämällä tavanomaisia hiilivetypolttoaineita.
Kuva 8 - X-51A hypersonic lentokone
Kuva 9 - AHW-hypersonic-lentokoneen laukaisu kantoraketista
Kuva 10 - Autonominen hypersonic lentokone HTV-2 lennossa
CAV-laitteen aerodynaamista kaaviota ja suunnittelua kehitetään X-41-projektin puitteissa ja kantajalentokonetta - X-51-ohjelman puitteissa. X-51A-ohjelman tarkoituksena on esitellä mahdollisuuksia luoda scramjet, kehittää kuumuutta kestäviä materiaaleja, integroida lentokoneen runko ja moottori sekä muita lentoon tarvittavia teknologioita alueella 4,5-6,5 M. Osana Tämän ohjelman puitteissa työskennellään myös ballistisen ohjuksen luomiseksi tavanomaisella taistelukärjellä, hypersonic-ohjuksella Kh-51A Waverider ja orbitaalilla. lennokki X-37V.
CRS:n mukaan ohjelman rahoitus vuonna 2011 oli 239,9 miljoonaa dollaria, josta 69 miljoonaa dollaria käytettiin AHW:hen.
Yhdysvaltain puolustusministeriö suoritti toisen testin uudelle AHW (Advanced Hypersonic Weapon) liukuvalle hypersonic pommille. Ammusten koe suoritettiin 17. marraskuuta 2011. Testin päätarkoituksena oli testata ammusten ohjattavuutta, ohjattavuutta ja kestävyyttä korkeille lämpötiloille. Tiedetään, että AHW laukaistiin ylempään ilmakehään Havaijin saarilta lentotukikohdasta laukaistulla kantoraketilla (kuva 9). Erottamisen jälkeen ammukset raketista hän liukuu ja osui maaliin Marshallinsaarilla lähellä Kwajalein-atollia, joka sijaitsee neljä tuhatta kilometriä Havaijista lounaaseen, viisinkertaisella äänennopeudella. Lento kesti alle 30 minuuttia.
Pentagonin tiedottajan Melinda Morganin mukaan ammusten testauksen tarkoituksena oli kerätä tietoa AHW:n aerodynamiikasta, sen käsittelystä ja korkeiden lämpötilojen kestävyydestä.
HTV-2:n viimeiset testit tehtiin elokuun puolivälissä 2011, eivätkä ne onnistuneet (kuva 10).
Asiantuntijoiden mukaan ensimmäisen sukupolven uuden sukupolven hypersonic-iskujärjestelmä on mahdollista ottaa käyttöön vuoteen 2015 mennessä. On katsottu tarpeelliseksi varmistaa jopa 16 laukaisua päivässä kertakäyttöisellä kantoraketilla. Laukaisukustannukset ovat noin 5 miljoonaa dollaria.
Täysimittaisen lakkojärjestelmän luomisen odotetaan aikaisintaan vuosina 2025-2030.
S. Korolevin ja E. Burchen 1930-luvulla esittämä ajatus rakettikäyttöisen stratoplanen sotilaallisesta käytöstä on Yhdysvalloissa tehdyn tutkimuksen perusteella alkamassa toteutua projekteissa uuden sukupolven luomiseksi. hypersonic iskuaseita.
UAB:n käyttö osana hypersonic autonomista ajoneuvoa hyökkäämällä kohteeseen asettaa korkeat vaatimukset korkean tarkkuuden takaamiselle hyperäänilento-olosuhteissa ja laitteiden lämpösuojaukselle kineettisen kuumennuksen vaikutuksilta.
Esimerkkinä Yhdysvalloissa tehdystä työstä hypersonic-aseiden luomiseksi, näemme, että UAB:n taistelukäytön mahdollisuudet eivät ole läheskään loppuneet, ja ne eivät määräydy pelkästään UAB:n itsensä suorituskyvyn perusteella, joka tarjoaa määritellyn alueen, tarkkuuden ja tuhoutumistodennäköisyyden, mutta myös toimituksen avulla. Lisäksi tämän projektin toteuttaminen voi ratkaista myös rauhanomaisen tehtävän toimittaa tavarat tai pelastusvälineet nopeasti mihin tahansa maailmaa hädässä olevaan paikkaan.
Esitetty materiaali saa meidät vakavasti pohtimaan kotimaisten ohjattujen shokkijärjestelmien kehittämisen pääsuuntien sisältöä vuosiin 2020-2030. Samalla on otettava huomioon D. Rogozinin lausunto (Rogozin D. Työ tarkan algoritmin parissa // Maanpuolustus. - 2012. - Nro 2. - S. 34-406): ". .. meidän on hylättävä ajatus "kurissa kiinni ja ohittaa"... Ja on epätodennäköistä, että lyhyessä ajassa keräämme voimia ja valmiuksia, joiden avulla voimme saavuttaa huipputeknologian maita uskomattomilla nopeuksilla. Sitä ei tarvitse tehdä. Tarvitaan jotain muuta, paljon monimutkaisempaa... On tarpeen laskea aseellisen taistelun kulku jopa 30 vuoden perspektiivillä, määrittää tämä piste, saavuttaa se. Ymmärtääksemme, mitä tarvitsemme, eli valmistamaan aseita ei huomista tai edes ylihuomenta varten, vaan sitä varten historiallinen viikko eteenpäin... Toistan, älkää ajatteleko sitä, mitä he tekevät nyt Yhdysvalloissa, Ranskassa, Saksassa, ajattele mitä he saavat 30 vuoden kuluttua. Ja sinun on luotava jotain, joka on parempi kuin mitä heillä on nyt. Älä seuraa niitä, yritä selvittää, mihin se on menossa, niin me voitamme."
Eli on ymmärrettävä, onko meille syntynyt tällainen tehtävä, ja jos on, kuinka se ratkaistaan.