Kinetische onderschepping als basis voor Amerikaanse raketverdediging

Inhoudsopgave:

Kinetische onderschepping als basis voor Amerikaanse raketverdediging
Kinetische onderschepping als basis voor Amerikaanse raketverdediging

Video: Kinetische onderschepping als basis voor Amerikaanse raketverdediging

Video: Kinetische onderschepping als basis voor Amerikaanse raketverdediging
Video: Japan beheerst Azië | januari - maart 1942) | Tweede Wereldoorlog 2024, Maart
Anonim

Je kunt een vliegende ballistische raket op verschillende manieren raken. Het kan worden vernietigd door een explosiegolf en granaatscherven in het actieve deel van het traject, en kernkoppen moeten tijdens de afdaling worden geraakt. Een interceptorraket kan een conventionele of nucleaire lading dragen, inclusief een neutronenlading, die een kernkop vernietigt. Van alle methoden om ballistische doelen te onderscheppen en te raken, geven Amerikaanse specialisten in de afgelopen decennia de voorkeur aan de zogenaamde. kinetisch onderscheppen - dit concept voorziet in de vernietiging van een doelwit met een directe aanval van een antiraket.

Geschiedenis van het probleem

Volgens bekende gegevens werd de mogelijkheid om kinetische interceptie uit te voeren in de Verenigde Staten bijna vanaf het begin van de oprichting van antiraketverdediging bestudeerd. Vanwege de grote complexiteit kreeg dit concept echter lange tijd geen echte ontwikkeling, daarom droegen de oude antiraketraketten fragmentatie of speciale kernkoppen. De belangstelling voor kinetische interceptie kwam pas in het begin van de jaren negentig terug na de bekende gebeurtenissen.

Afbeelding
Afbeelding

GBI-raketlancering, 25 maart 2019 Foto van het Amerikaanse ministerie van Defensie

Tijdens de oorlog in de Perzische Golf gebruikte het Iraakse leger massaal operationeel-tactische raketsystemen. Het Amerikaanse leger gebruikte Patriot-luchtafweersystemen om zich tegen hen te beschermen, maar de resultaten van hun werk waren verre van gewenst. Het bleek dat MIM-104-raketten met succes op ballistische doelen mikken en ze zelfs raken. De impact van de fragmentatieraketkop was echter onvoldoende. De vijandelijke raket was beschadigd, maar bleef langs een ballistische baan vliegen; de kernkop bleef operationeel en kon het doel raken. Bovendien werd de controle over de resultaten van het luchtverdedigingsraketsysteem ernstig belemmerd. De beschadigde ballistische raket op het radarscherm verschilde niet veel van het geheel.

Vervolgens werd gemeld dat Irak meer dan 90 lanceringen van tactische raketten heeft uitgevoerd. Meer dan 45 raketten slaagden erin om met de MIM-104-raketten te raken, inclusief ze in de lucht te vernietigen. Verschillende andere raketten werden met succes aangevallen, maar konden hun vlucht voortzetten en vielen op of in de buurt van hun aangewezen doelen.

Als gevolg van de gebeurtenissen in het Midden-Oosten werden serieuze conclusies getrokken die de verdere ontwikkeling van Amerikaanse raketafweersystemen van alle klassen en typen vooraf bepaalden. In de praktijk bleek in een echt conflict dat een ballistisch doel niet gegarandeerd vernietigd kan worden met een brisant-explosieve fragmentatie kernkop. Het principe van kinetische interceptie werd beschouwd als een gemakkelijke uitweg uit deze situatie.

Afbeelding
Afbeelding

Lancering van de THAAD-raket. Foto's van het Amerikaanse leger

Het is niet moeilijk om de fysieke kenmerken van kinetische interceptie te berekenen. Irak gebruikte een exportversie van de Sovjet 8K14-raket. Het drooggewicht van een dergelijk product met een onafscheidelijke kernkop 8F14 was 2076 kg - de mogelijke brandstofresten niet meegerekend. De maximale snelheid van de raket op het neerwaartse traject is 1400 m / s. Dit betekent dat de kinetische energie van het product bijna 2035 MJ kan bereiken, wat overeenkomt met een explosie van ongeveer 485 kg TNT. Men kan zich de gevolgen voorstellen van een botsing van een raket met dergelijke energie met een ander object. De botsing zal gegarandeerd de raket vernietigen en ook de ontploffing van de kernkop veroorzaken. Houd er rekening mee dat de energieparameters van het botsingsproces ook afhangen van de kenmerken van de interceptorraket.

Een gedetailleerde studie van het concept van kinetische interceptie al in het begin van de jaren negentig leidde tot bekende gevolgen. Het Pentagon adviseerde om alle nieuwe antiraketsystemen te ontwikkelen op basis van vergelijkbare ideeën.

Opgewaardeerde patriot

Al in het begin van de jaren negentig begon de ontwikkeling van een nieuwe wijziging van het Patriot-luchtverdedigingssysteem, dat de aanduiding PAC-3 kreeg. Het hoofddoel van dit project was het creëren van een nieuwe antiraketraket die ballistische doelen kan aanvallen en vernietigen met snelheden tot 1500-1600 m / s. Het ontwerpwerk nam meerdere jaren in beslag en in 1997 vond de eerste testlancering plaats van een nieuwe raket genaamd ERINT (Extended Range Interceptor).

Afbeelding
Afbeelding

De lancering van de SM-3-raket, waarvan het doel een mislukte satelliet is. Foto door de Amerikaanse marine

ERINT is een product met een lengte van ruim 4,8 m, een diameter van 254 mm en een massa van 316 kg. De raket is uitgerust met een motor met vaste stuwstof en een actieve radarkop. Met behulp van de laatste wordt een onafhankelijke zoektocht naar een doel uitgevoerd met een uitgang naar het punt van botsing ermee. Het schietbereik bereikt 20 km. Onderscheppingshoogte - 15 km.

Het is merkwaardig dat de ERINT-raket, die kinetisch onderscheppen als belangrijkste operatiemethode gebruikt, een extra kernkop draagt - Lethality Enhancer. Het bevat een explosieve lading met een laag vermogen en 24 relatief zware wolfraamsubmunities. Bij een botsing met een doelwit en een raketontploffing moeten de elementen zich in het dwarsvlak verspreiden, waardoor het vernietigingsgebied van de antiraket groter wordt.

Het Patriot PAC-3 luchtverdedigingssysteem met een nieuwe raket werd in 2001 in gebruik genomen en verving al snel de eerdere aanpassingen in het Amerikaanse leger. Deze techniek werd herhaaldelijk gebruikt in het kader van oefeningen en moest in 2003 in Irak deelnemen aan echte veldslagen. Tijdens deze periode voerde het Iraakse leger ongeveer een dozijn lanceringen van operationeel-tactische raketten uit. Al deze items werden met succes onderschept op het dalende traject. De vallende brokstukken vormden geen gevaar voor de troepen.

Afbeelding
Afbeelding

Schema van SM-3 raketten. Figuur Missile Defense Agency / mda.mil

In 2015 kwam het Patriot PAC-3 MSE (Missile Segment Enhancement) luchtverdedigingssysteem in dienst. Het belangrijkste element is de gemoderniseerde ERINT-antiraketraket, die de vliegprestaties heeft verbeterd. Dankzij de nieuwe motor en verbeterde besturingssystemen zijn het bereik en de hoogte van de vernietiging, evenals de manoeuvreerbaarheid, verbeterd. Tegelijkertijd zijn de basisprincipes van het werk niet veranderd - de vernietiging wordt nog steeds uitgevoerd door een botsing met het doelwit of met behulp van vliegende opvallende elementen.

THAAD versus MRBM

In 1992 werd de ontwikkeling van een fundamenteel nieuw mobiel antiraketsysteem THAAD op de grond gelanceerd. Deze keer ging het om het creëren van een raketafweersysteem dat in staat is om ballistische raketkoppen op middellange afstand buiten de atmosfeer van de aarde te onderscheppen. De maximale snelheid van het onderschepte doel moest 2500-2800 m / s bereiken. De ontwikkeling duurde enkele jaren en in 1995 kwamen prototypes van de toekomstige THAAD-voertuigen in het testbereik.

De raket van het THAAD-complex is een product met een lengte van 6,2 m met een diameter van 340 mm met een lanceringsgewicht van 900 kg. Er is een solide stuwstofmotor die een vliegbereik van meer dan 200 km en een doelvernietigingshoogte tot 150 km biedt. In tegenstelling tot ERINT is de THAAD-raket uitgerust met een infrarood geleidekop. Een aparte kernkop, zelfs een hulpkop, ontbreekt. De nederlaag van het doelwit wordt uitgevoerd door te richten en te botsen.

Van 1995 tot 1999 werden 11 testlanceringen van THAAD-onderscheppers uitgevoerd - de overgrote meerderheid daarvan betrof de onderschepping van een doelraket. 7 lanceringen eindigden in een of andere mislukking. Vier lanceringen werden als succesvol beschouwd. De laatste twee tests bevestigden het vermogen om ballistische doelen te onderscheppen.

Afbeelding
Afbeelding

Raketten van de SM-3-familie. Raytheon tekenen / raytheon.com

In 2005 begon een nieuwe testfase, waarin het THAAD-complex betere resultaten liet zien. De overgrote meerderheid van de lanceringen eindigde met een succesvolle onderschepping. Volgens de testresultaten is het complex in gebruik genomen. De eerste verbinding met een dergelijke techniek nam in 2008 de overhand. Vervolgens werden in alle gevaarlijke gebieden nieuwe complexen ingezet. Verschillende systemen van de Verenigde Staten werden overgebracht naar bevriende landen.

marine raketten

Het belangrijkste onderdeel van het totale Amerikaanse raketafweersysteem zijn de dragers van het Aegis BMD-complex. Het kan gebruik maken van luchtafweerraketten van verschillende typen met verschillende kenmerken. In het verleden werd een fundamentele beslissing genomen om over te gaan op het principe van kinetische interceptie. Moderne op schepen gebaseerde antiraketten hebben geen aparte kernkop.

De ontwikkeling van de veelbelovende RIM-161 SM-3 raket begon eind jaren negentig. Aan het begin van de jaren 2000 werden de producten getest van de eerste versie van de SM-3 Block I. De eerste tests waren niet succesvol, maar toen slaagden ze erin om de vereiste kenmerken te krijgen. Toen waren er twee verbeterde versies met verbeterde eigenschappen. Raketten van de "Block 1"-versies met een lengte van 6, 55 m en een diameter van 324 mm konden vliegen op een afstand van maximaal 800-900 km en een hoogte van maximaal 500 km. De nederlaag van het doelwit werd uitgevoerd met behulp van een afneembare gevechtsfase van de transatmosferische kinetische onderschepping.

Een verdere ontwikkeling van het RIM-161-project was het SM-3 Block II-project, dat feitelijk de bouw van een volledig nieuwe raket voorstelde. Dus de diameter van het product werd op 530 mm gebracht; de verkregen extra volumes werden gebruikt om de vliegprestaties te verbeteren. In de SM-3 Block IIA-modificatie werd een nieuwe en verbeterde gevechtsonderscheppingstrap gebruikt. In hun huidige vorm kunnen de Block 2 interceptor-raketten vliegen op een afstand van ongeveer 2500 km en een hoogte van 1500 km.

Afbeelding
Afbeelding

Productstart SM-6. Foto door de Amerikaanse marine

Alle versies van de RIM-161-raket ondergingen de nodige tests, tijdens deze gebeurtenissen werd een aanzienlijk aantal doelen vernietigd. In februari 2008 werd een SM-3 Block I-raket gebruikt om een mislukt ruimtevaartuig te vernietigen. Er worden regelmatig nieuwe oefeningen met de SM-3 gehouden.

De belangrijkste dragers van de SM-3 interceptorraketten zijn de Ticonderoga-klasse raketkruisers en de Arleigh Burke-klasse destroyers uitgerust met Aegis BIUS en Mk 41 draagraketten. Soortgelijke interceptors kunnen ook worden gebruikt door het Aegis Ashore landcomplex. Het is een set van aan boord gestationeerde middelen die zich in grondstructuren bevinden en is ontworpen om dezelfde gevechtsmissies op te lossen.

GBI-raket en EKV-product

De grootste, opvallende en ambitieuze ontwikkeling van de Amerikaanse raketverdediging is het GMD-complex (Ground-Based Midcourse Defense). Het belangrijkste onderdeel is de GBI-raket (Ground-Based Interceptor), de exoatmosferische kinetische interceptor EKV (Exoatmospheric Kill Vehicle). Ook omvat de GMD tal van middelen voor detectie, tracking, controle en communicatie.

Kinetische onderschepping als basis voor Amerikaanse raketverdediging
Kinetische onderschepping als basis voor Amerikaanse raketverdediging

Een GBI-raket in een silowerper. Foto door Missile Defense Agency / mda.mil

De GBI-raket heeft een lengte van 16,6 m met een diameter van 1,6 m en een lanceermassa van 21,6 ton. Kijk en lancering wordt uitgevoerd met behulp van een silowerper. Een drietrapsraket met vaste stuwstofmotoren zorgt ervoor dat de EKV naar het berekende traject van de ontmoeting met het onderschepte object wordt gebracht. De lancering van de GBI-raket naar het vereiste traject wordt uitgevoerd met behulp van een radiocommandosysteem.

De EKV-interceptor is een product met een lengte van 1, 4 m en een massa van 64 kg, uitgerust met een aantal benodigde apparatuur. Allereerst draagt het een multi-band IKGSN. Er is ook apparatuur voor het verwerken van signalen van de zoeker, die algoritmen bevat voor het bepalen van echte en valse doelen. De interceptor is uitgerust met motoren om te manoeuvreren bij het naderen van een doel. De kernkop ontbreekt. Bij een botsing met een doelwit kan de EKV-snelheid 8000-10000 m / s bereiken, wat voldoende is om de vernietiging ervan bij een botsing te garanderen. Dergelijke eigenschappen maken het mogelijk om vliegende middelgrote en intercontinentale ballistische raketten te bestrijden. De nederlaag wordt uitgevoerd voordat de kernkoppen worden vrijgegeven.

De eerste tests van individuele GMD-componenten vonden eind jaren negentig plaats. Nadat de VS zich terugtrokken uit het ABM-verdrag, werden de werkzaamheden geïntensiveerd en leidde dit al snel tot de opkomst van een volwaardig complex en de inzet van verschillende nieuwe faciliteiten. Volgens open gegevens heeft het GMD-complex tot op heden 41 testlanceringen van antiraketraketten voltooid; in bijna de helft van de gevallen was het de taak om het doelwit te onderscheppen. 28 lanceringen werden als succesvol beschouwd. Terwijl de tests werden uitgevoerd, werden de elementen van het GMD-complex afgewerkt. In recente tests worden bijvoorbeeld EKV CE-II Block I-interceptors gebruikt.

Afbeelding
Afbeelding

Interceptor EKV. Raytheon tekenen / raytheon.com

Lange tijd werd het onderscheppen van trainingsdoelen uitgevoerd met slechts één GBI-raket met een EKV-product. Op 25 maart vonden de eerste dergelijke tests plaats, waarbij ze tegelijkertijd twee lanceringen van antiraketraketten op één doel uitvoerden. De eerste van de interceptors raakte met succes de vliegende doelraket, waarna de tweede het grootste puin raakte. Het gelijktijdig gebruik van twee onderscheppingsraketten zou de kans op succesvolle onderschepping van doelen moeten vergroten.

Momenteel zijn GBI-raketten met EKV-interceptors in dienst bij Vandenberg (Californië) en Fort Greeley (Alaska). In Alaska zijn 40 silo's met antiraketraketten ingezet, in Californië - slechts 4. Bij recente tests zijn twee van dergelijke installaties gebruikt. Volgens bekende gegevens zijn de ingezette GBI-raketten uitgerust met EKV-onderscheppers van de CE-I en CE-II Block I. Het grootste deel van de oudere producten is nog aanwezig.

niet-gerealiseerd project

Om een doel effectief te verslaan, moeten alle moderne Amerikaanse raketafweersystemen een of meer raketten gebruiken. In het geval van het grondcomplex GMD leidt dit tot onnodige complexiteit en hoge exploitatiekosten. Elke GBI-raket heeft slechts één EKV-interceptor, wat de raket in alle opzichten onaanvaardbaar duur kan maken.

In het afgelopen decennium is een nieuw raketafweersysteem ontwikkeld, de Multiple Kill Vehicle (MKV). Het project was gebaseerd op het concept van een gevechtsfase met verschillende kleine interceptors. Eén GBI-type raket moest meerdere MKV-onderscheppers tegelijk vervoeren. Elk dergelijk product zou ongeveer 10 pond wegen en zijn eigen begeleiding hebben. Aangenomen werd dat MKV in staat zal zijn om de vereiste gevechtseffectiviteit te tonen wanneer de vijand ICBM's gebruikt met een meervoudige kernkop, evenals in de omstandigheden van het gebruik van raketverdedigingsdoorbraken. Het was duidelijk dat een groot aantal MKV-onderscheppers zowel het echte doelwit als zijn imitators zouden kunnen raken, waardoor de gevechtsmissie zou worden opgelost.

Afbeelding
Afbeelding

De voorgestelde look voor de MKV-interceptor. Afbeelding Globalsecurity.org

Toonaangevende organisaties in de defensie-industrie waren betrokken bij de ontwikkeling van MKV. In 2008 vonden verschillende tests en experimenten plaats met vroege prototypes. Al in 2009 werd het MKV-programma echter als weinig belovend afgesloten. In 2015 lanceerde het Pentagon het MOKV-project (Multi-Object Kill Vehicle) met vergelijkbare doelen en doelstellingen. Er is informatie over de noodzakelijke werkzaamheden, maar de details zijn nog niet bekendgemaakt.

Voors en tegens

Zoals u kunt zien, heeft het concept van kinetische interceptie lang en stevig zijn plaats ingenomen in de Amerikaanse raketafweersystemen. De redenen hiervoor zijn algemeen bekend en begrepen. Na een lange zoektocht en ontwikkeling van een hele reeks interceptorraketten, werd vastgesteld dat de beste kenmerken van vernietiging worden geleverd door een kinetische interceptor met hoge snelheid. Een botsing met zo'n object verandert het ballistische doel in een hoop puin die geen gevaar oplevert.

Kinetische onderschepping is echter niet verstoken van belangrijke nadelen die in de ontwerpfase moeten worden aangepakt. Ten eerste is deze methode om een doelwit te raken technologisch buitengewoon moeilijk. Een antiraket- of gevechtsonderscheppingstrap heeft verbeterde geleidingssystemen nodig. De GOS moet zorgen voor de tijdige detectie van een ballistisch doelwit, ook in een moeilijke storingsomgeving. Dan is het haar taak om de interceptor naar het ontmoetingspunt met het doelwit te brengen.

Afbeelding
Afbeelding

MKV-prototype op proef, 2008 Foto door Missile Defense Agency / mda.mil

De baan van het ballistische doel is voorspelbaar, wat het werk van de zoeker tot op zekere hoogte vergemakkelijkt. In dit geval worden er echter speciale eisen aan gesteld op het gebied van geleidingsnauwkeurigheid. De minste misser zonder het doel te raken is een mislukking. Zoals de praktijk laat zien, is het creëren van een antiraket met dergelijke geavanceerde detectie- en geleidingssystemen een uiterst moeilijke taak. Bovendien bieden zelfs de gemaakte monsters geen honderd procent kans om relatief eenvoudige doelen en objecten van gemiddelde complexiteit te raken.

Terwijl de kwestie van de bestrijding van ICBM's met MIRV's met individuele begeleidingseenheden relevant blijft. Momenteel kunnen ze worden bestreden door onderschepping in het actieve gebied, voordat kernkoppen worden ingezet. Nadat de kernkoppen zijn gedropt, neemt de complexiteit van het raketafweersysteem vele malen toe en wordt de kans op het succesvol afweren van een aanval proportioneel kleiner. In het verleden is geprobeerd om een antiraketraket te maken met meerdere interceptors aan boord, maar dat is niet gelukt. Een soortgelijk project wordt nu uitgewerkt, maar de vooruitzichten zijn onduidelijk.

Ondanks al zijn voordelen, kon kinetisch onderscheppen andere methoden voor het vernietigen van vijandelijke raketten niet verdringen. Dus in het recente verleden werd de RIM-174 ERAM / SM-6 langeafstandsinterceptorraket geadopteerd door de Amerikaanse marine. Qua vliegprestaties overtreft hij de SM-3. Begeleiding wordt uitgevoerd met behulp van een actieve radarzoeker, en een explosieve kernkop met een gewicht van 64 kg wordt gebruikt om het doel te raken. Hierdoor kan de SM-6-raket niet alleen worden gebruikt voor raketverdediging, maar ook om aerodynamische lucht- en oppervlaktedoelen te vernietigen.

Kinetische onderschepping van ballistische doelen heeft zijn eigen voor- en nadelen van verschillende aard, die rechtstreeks van invloed zijn op de specifieke kenmerken van de ontwikkeling, productie en het gebruik van antiraketsystemen. Een paar decennia geleden waardeerde het Pentagon dit concept en maakte het de sleutel op het gebied van raketverdediging. De ontwikkeling van technologie op basis van deze ideeën gaat door en werpt vruchten af. Tot op heden hebben de Verenigde Staten een voldoende ontwikkeld gelaagd raketafweersysteem kunnen bouwen dat in staat is om bepaalde dreigingen het hoofd te bieden. Het is te verwachten dat de ontwikkeling zich in de toekomst zal voortzetten en dat nieuwe projecten gebaseerd zullen zijn op beproefde ideeën.

Aanbevolen: