Сверхзвуковые крылатые ракеты

MBDA CVS PERSEUS (Франция) Перспективная сверхзвуковая крылатая ракета. Скорость — 3 Маха. Протяженность — 5 м. масса боевой части — 200 кг.

Запуск с морских и воздушных платформ.

В то время, когда 21 июля прошлого года была официально закрыта программа Space Shuttle, закончилась не только эра пилотируемых орбитальных челноков, но и в каком-то смысле вся эра «крылатой романтики», известной множеством попыток сделать из самолета что-то большее, чем легко самолет. Ранние опыты с установкой на крылатую машину ракетного двигателя относятся к концу 20-х годов прошлого века.

Ракетопланом был и X-1 (1947 год) — первый в истории пилотируемый летательный аппарат, преодолевший скорость звука. Его фюзеляж имел форму увеличенной в масштабе пулеметной пули калибра 12,7 мм, а ракетный двигатель сжигал в собственной камере простой спирт посредством жидкого кислорода.

Инженеры нацистской Германии трудились не только над баллистической V-2, но и над «праматерью» всех крылатых ракет — V-1 с пульсирующим воздушно—реактивным двигателем. Ойген Зенгер грезил о сверхдальнем «антиподном» ракетоплане-бомбардировщике «Зильберфогель», а Вольф Троммсдорфф — о стратегической крылатой ракете с прямоточным двигателем (см. статью «Боеприпас с ракетным сердцем», «ПМ» №5’2012).

По окончании войны бывшие союзники — США и СССР — принялись деятельно изучать германское наследие, дабы на его базе создать оружие, в этом случае друг против друга. И не смотря на то, что по обе стороны «металлического занавеса» были скопированы и V-1 и V-2, американцам всегда был ближе «летный» подход, что в конечном счете и стало одной из обстоятельств начального отставания Америки в области баллистических разработок (не обращая внимания на обладание самим Вернером фон Брауном).

С бомбой на «Снарке»

И потому как раз в Соединенных Штатах была выстроена практически первая и единственная из когда-либо принятых на вооружение крылатых ракет с межконтинентальным (более 10000 км) радиусом действия — SM-62 Snark. Создавали ее в стенках корпорации Northrop, и практически она была дистанционоуправляемым летательным аппаратом, выполненным (что очень характерно для Northrop) по схеме «бесхвостка», так что в качестве рулей высоты у этого боеприпаса употреблялись элевоны на крыльях.

Данный «самолет» возможно было кроме того при необходимости вернуть с задания (в случае если еще не случился отстрел БЧ) и посадить на аэропорт, а после этого применять повторно. Snark стартовал посредством ракетных ускорителей, после этого включался летный турбореактивный двигатель PrattWhitney J57, и ракета начинала собственный путь к цели. За 80 км до нее на высоте 18 км от боеприпаса посредством пиропатронов отстреливалась БЧ (штатно содержавшая 4-мегатонный термоядерный снаряд).

Потом боеголовка следовала к цели по баллистической траектории, а оставшаяся часть ракеты разрушалась и преобразовывалась в облако обломков, каковые, по крайней мере теоретически, имели возможность делать роль фальшивых целей для ПВО. Независимый полет боеприпаса снабжала новаторская для того времени, но весьма несовершенная совокупность астрокоррекции, основанная на трех телескопах, нацеленных на различные звезды.

В то время, когда в первой половине 60-ых годов XX века американский президент Кеннеди приказал снять с оружия чуть заступившие на боевое дежурство «Снарки», это оружие уже было морально устаревшим. Военных не устраивал ни досягаемый советской ПВО потолок в 17 000 м, ни, очевидно, скорость, которая не превышала среднюю скорость современного лайнера, так что путь к далекой цели занимал бы продолжительные часы. Пара раньше был похоронен второй проект, до постановки на вооружение не доживший.

Речь заходит о North American SM-64 Navaho — сверхзвуковой крылатой ракете, кроме этого межконтинентальной дальности (до 6500 км), которая применяла стартовые ракетные ускорители и прямоточный воздушно-реактивный двигатель с целью достижения скорости 3700 км/ч. Боеприпас проектировался под термоядерную БЧ.

Жизнь по окончании МБР

Советским ответом на Navaho стали разрабатывавшиеся кроме этого в 1950-е годы проекты «Буря» (КБ Лавочкина) и «Буран» (КБ Мясищева). Основанные на той же идеологии (ракетный ускоритель плюс ПВРД), эти проекты отличались весом БЧ («Буран» создавался как более тяжелый носитель), и вдобавок тем, что уБури были успешные пуски, а «Буран» так ни разу и не полетел.

И советские, и американские межконтинентальные «крылатые» проекты канули в Лету по одной и той же причине — во второй половине 1950-х семена, посеянные фон Брауном, дали собственные плоды, и обозначился важный прогресс в баллистических разработках. Стало ясно, что и в качестве межконтинентального носителя ядерных зарядов, и для освоения космоса несложнее, действеннее и дешевле применять баллистические ракеты. Неспешно сошла на нет тема пилотируемых орбитальных и суборбитальных ракетопланов, представленных у американцев проектами Dyna Soar, что частично воплощал в судьбу мечту Ойгена Зенгера, и X-15, а в СССР — подобными разработками конструкторских бюро Мясищева, Челомея и Туполева, включая известную «Спираль».

Но все в один раз возвращается. И в случае если наработки и идеи по ранним ракетопланам частично воплотились в Space Shuttle и его аналоге «Буране» (век которых, но, также прошел), то возвращение интереса к небаллистическому ракетному оружию межконтинентального радиуса действия мы наблюдаемСейчас.

Недочёт МБР не только в том, что их траектория легко вычислима (для чего приходится хитрить с маневрируемыми боеголовками), но и в том, что их использование при действующем режиме и существующем миропорядке контроля за стратегическими оружиями фактически нереально, даже если они несут неядерный снаряд. Аппараты типа крылатых ракет способны делать сложные маневры в воздухе, не подвержены столь твёрдым ограничениям, но летают через чур медлительно и не весьма на большом растоянии.

В случае если создать управляемый боеприпас, что может преодолеть межконтинентальную расстояние хотя бы за час-полтора, это был бы совершенный инструмент современных глобальных армейских операций. О таком оружии сейчас довольно часто говорят в связи с американской концепцией Global Prompt Strike.

Сущность ее прекрасно известна: политики и американские военные рассчитывают взять в собственные руки средства нанесения удара неядерной боеголовкой по любой точке мира, причем от принятия ответа об ударе до поражения цели должно преодолеть не больше часа. Обсуждалось, например, применение размещенных на подводных лодках ракет Trident II с неядерным оснащением, но сам факт пуска таковой ракеты может привести к очень неприятным последствиям — к примеру, в виде ответного удара, но уже ядерного. Исходя из этого применение конвенциональных «Трайдентов» может воображать собой значительную политическую проблему.

Маскировка под ПРО

Но все новые виды неядерного оружия, кроме того со стратегическими задачами, американцы ни под какие конкретно ограничения подводить не планируют и деятельно ведут работы по созданию арсенала Global Prompt Strike. В качестве альтернативы баллистическим ракетам рассматриваются гиперзвуковые летательные аппараты (ГЗЛА), каковые смогут иметь конструкцию крылатой ракеты, другими словами владеть собственным двигателем (в большинстве случаев имеется в виду гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель, ГПВРД), либо планирующего боеприпаса, гиперзвуковую скорость которому информируют маршевые ступени простых баллистических ракет.

Разрабатываемая сейчас в Соединенных Штатах противоракета SM-3 Block IIA значительно чаще упоминается в связи с модернизацией американской ПРО. Она, подобно прошлым модификациям SM-3, поднимется на вооружение системы противоракетной обороны морского базирования Aegis. Особенность BlockII — заявленная свойство перехватывать на определенном участке траектории МБР, что разрешит включить совокупность Aegis в состав стратегической противоракетной обороны США.

Но в 2010 году американские армейские заявили, что на базе SM-3 Block IIA будет кроме этого создана ударная совокупность громадной дальности под кодовым заглавием ArcLight. Как планируется, маршевые ступени противоракеты выведут на гиперзвуковую скорость планирующий аппарат, что будет способен пролететь до 600 км и доставить к цели боеголовку массой 50−100 кг.

Неспециализированная дальность полета всей совокупности составит до 3800 км, причем на этапе независимого полета гиперзвуковой планер полетит не по баллистической траектории и возьмёт возможность маневрировать для точного наведения на цель. Настоящей изюминкой этого проекта возможно назвать тот факт, что благодаря унификации с SM-3 ракетная совокупность ArcLight сможет быть размещена в тех же самых вертикальных пусковых установках, каковые предназначены для противоракет. Таких «гнезд» в распоряжении ВМС США 8500, причем никто, не считая американских военных, не будет знать, размещены ли на данном корабле противоракеты либо оружие «глобального мгновенного удара».

Разящий «сокол»

Кроме разработки «продвинутых» разгонных ступеней, отдельную инженерную проблему являет собой конструкция самого планера, ввиду специфичности аэродинамических процессов, протекающих на протяжении гиперзвукового полета. Но, наверное, и в этом направлении определенные удачи достигнуты.

Еще в 2003 году основной «мозговой трест» американской оборонной индустрии — агентство DARPA — в сотрудничестве с ВВС Соеденненых Штатов заявил программу FALCON. Это слово, переводимое с английского как «сокол», есть к тому же и сокращением, расшифровывающейся как «Приложение силы при запуске из континентальной части США». Программа предусматривала разработку как разгонных ступеней, так и гиперзвукового планера в интересах Global Prompt Strike.

Частью данной программы было кроме этого создание беспилотного самолета HTV-3X на гиперзвуковых прямоточных двигателях, но финансирование потом было прекращено. А вот планер, взявший обозначение Hypersonic Technology Vehicle-2 (HTV-2), был воплощен в металле и имел вид рассеченного пополам (по вертикали) конуса. В апреле 2010 и в августе 2011 года состоялись опробования планера, и оба полета принесли определенное разочарование.

На протяжении первого пуска HTV-2 отправился в полет посредством легкого носителя Minotaur IV с базы ВВС Ванденберг. Ему предстояло пролететь 7700 км до атолла Кваджелейн в районе Маршалловых островов в Тихом океане. Но через девять мин. сообщение с ним была утрачена.

Сработала совокупность автоматического прекращения полета, как полагают, в следствии того, что аппарат «закувыркался». Разумеется, конструкторы в то время не смогли решить задачу сохранения стабильности полета при трансформации положения рулящих аэродинамических поверхностей. Второй полет кроме этого прервался на девятой минуте (из 30).

Наряду с этим, как сообщается, HTV-2 удалось развить в полной мере «баллистическую» скорость в 20 Махов.

Но уроки неудач были, по всей видимости, скоро усвоены. 17 ноября 2011 года второй аппарат называющиеся Advanced Hypersonic Weapon (AHW) прошел опробование удачно. AHW не был полным аналогом HTV-2 и рассчитывался на более маленькую расстояние, но имел схожую конструкцию.

Он стартовал в составе трехступенчатой разгонной совокупности с пусковой площадки на острове Кауаи Гавайского архипелага и достиг испытательного полигона им. Рейгана на атолле Кваджелейн.

Тяжелое дыхание

Параллельно теме гиперзвукового планера американские конструкторы ведут разработку самодвижущихся аппаратов для Global Prompt Strike либо, попросту говоря, гиперзвуковых крылатых ракет. Созданная корпорацией Boeing ракета X-51 (о ней «ПМ» неоднократно писала) известна кроме этого называющиеся Waverider («оседлавший волну»). Благодаря собственной конструкции аппарат применяет для получения дополнительной подъемной силы энергию ударных волн, появляющихся в воздухе при гиперзвуковом полете.

Не обращая внимания на то что принятие данной ракеты на вооружение планируется на 2017 год, сейчас это в значительной мере экспериментальный аппарат, совершивший всего два полета с включенным ГПВРД. 26 мая 2010 года Х-51 разогнался до 5 Махов, но двигатель проработал всего 200 секунд из 300. Второй пуск состоялся 13 июня 2011 года и закончился неудачей в следствии помпажа прямоточного двигателя на гиперзвуковой скорости.

Как бы то ни было, разумеется, что опыты с ГПВРД будут длиться как В США, так и в других государствах, и, по-видимому, качественные трудящиеся разработки все-таки будут созданы обозримой перспективе.

Гиперзвук в Российской Федерации

О замыслах создания гиперзвуковых крылатых ракет сейчас объявляли представители отечественной «оборонки». В частности, такими замыслами делился председатель совета директоров реутовского «НПО машиностроения» Александр Леонов. Как мы знаем, именно это предприятие совместно с индийскими экспертами создало противокорабельную сверхзвуковую ракету Brahmos, которая считается самой стремительной на сегодня крылатой ракетой из принятых на вооружение.

О намерении начать работы по созданию гиперзвуковой ракеты заявлял кроме этого глава корпорации «Тактическое ракетное оружие» Борис Обносов. Эти работы поручены ГосМКБ «Радуга» в Дубне.

Oгневой подогреватель воздуха

Oгневой подогреватель воздуха, созданный научно-исследовательской группой «Экспериментальные изучения горения» в МАИ в ходе проекта LEA

Огневой подогреватель воздуха разрешает в лабораторных условиях моделировать параметры воздушного потока на выходе воздухозаборника ГПВРД. Таковой подогреватель сконструирован в МАИ в ходе проекта подготовки тестового полета гиперзвукового летательного аппарата. Проект стал называться LEA и был инициирован французскими компаниями Onera и MBDA, в нем кроме этого участвовали конструкторы и российские учёные.

Первое в мире летное опробование

Первое в мире летное опробование ГПВРД было совершено отечественными учеными и прошло в последние дни существования СССР.

Не обращая внимания на очевидное лидерство США в области конструирования летательных аппаратов с ГПВРД, не следует забывать, что пальма первенства в создании действующей модели двигателя этого типа в собственности отечественной стране. Во второй половине 70-ых годов двадцатого века Рабочая группа Президиума Совета министров СССР утвердила комплексный замысел научно-исследовательских работ по применению криогенного горючего для авиадвигателей. Отдельное место в этом замысле было отведено и созданию ГПВРД.

Главную часть работ в данной области совершил ЦИАМ им. Л.И. Баранова. Летающая лаборатория для опробований ГПВРД была создана на базе зенитной ракеты 5В28 ЗРК С-200 и стала называться «Мороз».

Вместо боевой части в ракету встраивались емкость для жидкого водорода, совокупности управления и сам двигатель Э-57. Первое опробование произошло 28 ноября 1991 года на полигоне Сары-Шаган в Казахстане. На протяжении опробований большое время работы ГПВРД составило 77 с, была достигнута скорость 1855 м/с.

Во второй половине 90-ых годов двадцатого века опробования летной лаборатории проходили по договору c NASA.

Полет «Валькирии»

North American XB-70 Valkyrie — один из самых экзотических проектов американского авиапрома. Данный высотный бомбардировщик, рассчитанный на полет со скоростью 3 Маха, в первый раз поднялся в воздух в первой половине 60-ых годов двадцатого века. Считается, что «Валькирия», как и экспериментальная крылатая ракета X-51, есть летательным аппаратом, имевшим характеристики волнолета.

Благодаря опускаемым вниз законцовкам крыла бомбардировщик применял компрессионную подъемную силу, создаваемую ударными волнами.

Статья «Атмосферный удар» размещена в издании «Популярная механика» (№116, июнь 2012).