Hypersonische mainstream
De belangrijkste historische momenten van de eenentwintigste eeuw zullen zeker worden aangevuld met de ontwikkeling en adoptie van hypersonische wapens. Deze onvoorwaardelijke troef staat op één lijn met nucleaire afschrikkingssystemen. Wat betreft het niveau van complexiteit en de benodigde middelen, zijn nucleaire technologieën en hypersonische technologieën in veel opzichten vergelijkbaar. Om voertuigen te ontwikkelen die kunnen versnellen tot snelheden van Mach 5-10, zijn niet-triviale benaderingen en oplossingen vereist. Tegelijkertijd is alles in theorie relatief eenvoudig.
Het belangrijkste in elke raket is het voortstuwingssysteem. Voor hypersonische voertuigen worden ofwel motoren met een oxidator aan boord of ramjets gebruikt. Voorbeelden van de eerste zijn te vinden in het Kinzhal-raketsysteem en straalmotoren worden gebruikt in de beroemde Russische Zirkonen. Tegelijkertijd is de straalmotor zelf verre van nieuw. Het schematische diagram werd in 1913 voorgesteld door de Fransman René Lauren. De motor heeft geen compressorgroep en de vereiste druk in de verbrandingskamer wordt gevormd door de luchtstroom met supersonische snelheden te remmen. Het grootste nadeel van deze oplossing is de moeilijkheid om met traditionele subsonische snelheden te werken. Zelfs als ingenieurs een straalmotor voorzien van de mogelijkheid om in dergelijke modi te vliegen, zal het rendement niet hoger zijn dan 5%. En het starten van de motor zonder een extra gaspedaal is in dit geval over het algemeen onmogelijk. Gewoonlijk is er aan boord van het vliegtuig een voorraad oxidant aanwezig, waardoor de motor kan herleven en de vereiste snelheid kan krijgen. Supersonische vlucht met een snelheid van ongeveer M = 3 is het meest "comfortabel" voor een straalmotor. De thermische efficiëntie ligt dicht bij een record van 64%, en temperaturen in de buurt zijn niet zo kritisch voor de werking. Moeilijkheden beginnen bij het overschakelen naar een snelheid van meer dan 5 Mach-nummers. De belangrijkste is de gigantische temperatuur - tot 1960 graden Celsius. Dit vraagt om unieke materialen. Zo ontwikkelt NPO Mashinostroenia een hele klasse hittebestendige titaniumlegeringen voor Russische hypersonische raketten. Dit is trouwens het technologische voordeel van Rusland - de defensie-industrie heeft geleerd om een zeer kieskeurig titanium te gebruiken sinds de dagen van de Sovjet-Unie. Het ontwerp van hypersonische straalmotoren wordt verder bemoeilijkt door de supersonische stroom van gassen in de verbrandingskamer.
De onmogelijkheid van grondtesten wordt toegevoegd aan de schat aan hypersonische moeilijkheden. Het is erg moeilijk, zo niet onmogelijk, om met het huidige technologieniveau een windtunnel van 5-10 Mach-nummers op het land te maken. En alle tests van hypersonische raketten eindigen met de vernietiging van prototypes. In veel opzichten is dit vergelijkbaar met experimenten met munitie, alleen zijn de kosten vele malen hoger.
Hypersonische zwerm
Rusland is de wereldleider op het gebied van seriële hypersonische technologieën. En dit is geen triviale bravoure - de meeste buitenlandse media zijn het hiermee eens. Het is waar dat ze vanuit hun gezichtspunt niet vergeten historische gerechtigheid te noemen. De eersten in hypersound waren de nazi's met V-2-technologieën, veel later experimenteerden de Amerikanen met vergelijkbare apparatuur - X-15, X-43 en Lockheed X-17. Ten slotte introduceerden de Chinezen in het najaar van 2019 de DF-17-raket. Het vliegbereik van het apparaat is ongeveer 2,5 duizend kilometer met een snelheid van Mach 5. Tegelijkertijd is de DF-17 gebaseerd op een verrijdbaar chassis, wat de detectie en respons ernstig bemoeilijkt.
Een ander vliegtuig van het Chinese leger is de hypersonische Starry Sky-2 - "Starry Sky-2". De Amerikanen, in dit geval de achterblijvers, beweren dat de raket in 2018 Mach 6 bereikte op een hoogte van 30 km. Chinese hypersonische ontwikkelingen, samen met Russische, lopen nu voor op de rest, en ingenieurs kunnen het zich veroorloven om de toekomst te voorspellen.
Dus suggereerden onderzoekers van het Beijing Institute of Technology in 2020 dat de volgende stap in de ontwikkeling van hypersound zwermen drones zou zijn. In volledige analogie met de evolutie van schok- en verkenningsdrones, die in de lucht veranderen in een "collectieve intelligentie". Gezien de mogelijkheden van kunstmatige intelligentie veroorzaken zelfs conventionele drones met propellers, die in zwermen zijn samengesteld, een natuurlijke schok. En hier voorspelt China het verschijnen van hypersonische zwermen.
Dergelijke uitspraken zijn niet tevergeefs. Ofwel Peking doet het juiste werk, of het probeert de wateren te testen en de reactie van potentiële tegenstanders te volgen. Hoe het ook zij, er zijn veel fundamentele obstakels voor een dergelijke beslissing. Veel daarvan zijn al gedeeltelijk opgelost. Allereerst zijn dit de krachtigste schok- en thermische belastingen op het lichaam en de vulling van de apparaten met de minste manoeuvres op hypersound. Dit vereist unieke materialen en schok- en hittebestendige elektronica. Een hypersonisch object beweegt in een laag plasma van hoge temperatuur, die praktisch ondoordringbaar is voor radiogolven. Als enkele raketten langs een vooraf bepaalde route kunnen bewegen zonder contact te maken met het "centrum" in een hypersonisch regime, dan is dit niet genoeg voor een team van raketten. Het vereist snelle communicatie tussen individuele drones. Onderzoekers van het Beijing Institute of Technology hinten op het ontwikkelen van hun eigen mobiele netwerk voor kunstmatige intelligentie in hypersonische zwermen.
Ik moet zeggen dat dergelijke militaristische verhalen van potentiële tegenstanders veel indruk op de Verenigde Staten maakten. Naast programma's om zijn eigen hypersonische wapens te ontwikkelen, financiert het Pentagon vijandelijke raketdetectiesystemen. Het idee is om met infraroodcamera's naar dergelijke supersnelle objecten te zoeken vanuit een baan om de aarde - een temperatuur van een paar duizend graden ontmaskert hypersonische voertuigen immers serieus. Nu doet L3Harris dit met een Pentagon-subsidie van $ 121 miljoen.
Curtiss-Wright biedt diensten aan het Amerikaanse leger bij de ontwikkeling van elektronische apparatuur voor hypersonische raketten. Amerikaanse ingenieurs zijn van mening dat de belangrijkste vereisten voor elektronische chips en apparatuur zullen zijn: miniatuurformaat, hittebestendigheid, bescheiden stroomverbruik, vermogen om bij lage druk te werken en schokbestendigheid. Volgens de ontwikkelaars moet het leger zich wenden tot civiele ontwikkelaars, omdat alleen zij de nodige competenties hebben op het gebied van miniaturisering en vermindering van het energieverbruik van elektronische componenten. Het volstaat om de evolutie van mobiele telefoons te herinneren. In dit opzicht is het moeilijker voor Russische wapensmeden - er is vrijwel geen civiele micro-elektronica van eigen productie in het land.
Het Chinese precedent met plannen voor een hypersonische zwerm dicteert nieuwe regels voor de ontwikkeling van militaire technologie. Landen met de juiste technologie kunnen op dit gebied wetgever worden. En dit betekent - de slinger van de wereldwapenbalans zal op een gevaarlijke manier slingeren. Dat kunnen we alleen maar hopen in de richting van Rusland.
