Rusland heeft strategische nucleaire strijdkrachten ontwikkeld, waarvan het belangrijkste onderdeel intercontinentale ballistische raketten van verschillende typen zijn die worden gebruikt in stationaire of mobiele grondcomplexen, evenals op onderzeeërs. Met een zekere gelijkenis op het niveau van basisideeën en oplossingen, hebben producten van deze klasse merkbare verschillen. In het bijzonder worden raketmotoren van verschillende typen en klassen gebruikt, die overeenkomen met de eisen van een of andere klant.
Vanuit het oogpunt van de kenmerken van de energiecentrales kunnen alle verouderde, relevante en veelbelovende ICBM's worden onderverdeeld in twee hoofdklassen. Dergelijke wapens kunnen worden uitgerust met raketmotoren voor vloeibare stuwstof (LPRE) of motoren voor vaste brandstof (raketmotoren voor vaste stuwstof). Beide klassen hebben hun eigen voordelen, waardoor ze toepassing vinden in verschillende projecten, en tot nu toe heeft geen van hen een "concurrent" uit zijn vakgebied kunnen verdrijven. De kwestie van energiecentrales is van groot belang en verdient een aparte beschouwing.
Geschiedenis en theorie
Het is bekend dat de eerste raketten, die vele eeuwen geleden verschenen, waren uitgerust met motoren met vaste stuwstof die de eenvoudigste brandstof gebruikten. Zo'n krachtcentrale behield zijn positie tot de vorige eeuw, toen de eerste vloeibare brandstofsystemen werden gecreëerd. In de toekomst verliep de ontwikkeling van de twee klassen motoren parallel, hoewel vloeibare raketmotoren of vaste stuwstoffen elkaar van tijd tot tijd vervingen als leiders in de industrie.
Lancering van de UR-100N UTTH-raket met een vloeistofmotor. Foto Rbase.new-factoria.ru
De eerste langeafstandsraketten, waarvan de ontwikkeling leidde tot de opkomst van intercontinentale complexen, waren uitgerust met vloeibare motoren. In het midden van de vorige eeuw waren het vloeibare raketmotoren die het mogelijk maakten om de gewenste eigenschappen te verkrijgen met behulp van beschikbare materialen en technologieën. Later begonnen experts uit toonaangevende landen nieuwe soorten ballistische drijfgassen en gemengde drijfgassen te ontwikkelen, wat resulteerde in de opkomst van vaste drijfgassen die geschikt zijn voor gebruik op ICBM's.
Tot op heden zijn zowel vloeibare stuwstof als vaste stuwstof raketten wijdverbreid geworden in de strategische nucleaire strijdkrachten van verschillende landen. Het is merkwaardig dat Russische ICBM's zijn uitgerust met krachtcentrales van beide klassen, terwijl de Verenigde Staten enkele decennia geleden de motoren op vloeibare stuwstof hebben afgeschaft ten gunste van die op vaste brandstof. Ondanks dit verschil in aanpak zijn beide landen erin geslaagd raketgroepen te bouwen van het gewenste uiterlijk met de benodigde capaciteiten.
Op het gebied van intercontinentale raketten waren motoren met vloeibare stuwstof de eerste. Dergelijke producten hebben een aantal voordelen. Met vloeibare brandstof kan een hogere specifieke impuls worden verkregen en door het ontwerp van de motor kan de stuwkracht op relatief eenvoudige manieren worden gewijzigd. Het grootste deel van het volume van een raket met een vloeibare stuwstofmotor wordt ingenomen door brandstof- en oxidatietanks, wat op een bepaalde manier de vereisten voor de sterkte van de romp vermindert en de productie ervan vereenvoudigt.
Tegelijkertijd zijn raketmotoren voor vloeibare stuwstof en raketten die ermee zijn uitgerust niet zonder nadelen. Allereerst onderscheidt een dergelijke motor zich door de hoogste complexiteit van productie en bediening, wat de kosten van het product negatief beïnvloedt. ICBM's van de eerste modellen hadden een nadeel in de vorm van de complexiteit van de voorbereiding op de lancering. Het tanken van brandstof en oxidatiemiddel werd direct voor de start uitgevoerd en bovendien ging dit in sommige gevallen gepaard met enkele risico's. Dit alles had een negatieve invloed op de gevechtskwaliteiten van het raketsysteem.
R-36M raketten met vloeibare stuwstof in transport- en lanceercontainers. Foto Rbase.new-factoria.ru
De raketmotor met vaste brandstof en de daarop gebouwde raket hebben positieve aspecten en voordelen ten opzichte van het vloeibare systeem. Het belangrijkste pluspunt zijn de lagere productiekosten en een vereenvoudigd ontwerp. Ook hebben vaste drijfgassen geen risico op agressieve brandstoflekken en onderscheiden ze zich bovendien door de mogelijkheid tot langere opslag. Tijdens de actieve fase van een ICBM-vlucht zorgt een motor met vaste stuwstof voor een betere acceleratiedynamiek, waardoor de kans op een succesvolle onderschepping kleiner wordt.
Een motor met vaste stuwstof verliest het van een vloeibare in zijn specifieke impuls. Aangezien de verbranding van een vaste brandstoflading bijna oncontroleerbaar is, vereisen het regelen van de stuwkracht van de motor, het stoppen of opnieuw starten speciale technische middelen die complex zijn. Het raketlichaam met vaste stuwstof vervult de functies van een verbrandingskamer en moet daarom de juiste sterkte hebben, wat speciale eisen stelt aan de gebruikte eenheden, en ook een negatieve invloed heeft op de complexiteit en de productiekosten.
Raketmotor, raketmotor met vaste stuwstof en strategische kernkrachten
Momenteel zijn de strategische nucleaire strijdkrachten van Rusland bewapend met ongeveer een dozijn ICBM's van verschillende klassen, ontworpen om dringende gevechtsmissies op te lossen. De Strategic Missile Forces (Strategic Missile Forces) bedienen vijf soorten raketten en wachten op de komst van nog twee nieuwe complexen. Hetzelfde aantal raketsystemen wordt gebruikt op marineonderzeeërs, maar fundamenteel nieuwe raketten zijn nog niet ontwikkeld in het belang van de marinecomponent van de "nucleaire triade".
Ondanks zijn aanzienlijke leeftijd blijven de UR-100N UTTH- en R-36M / M2-raketten nog steeds in de troepen. Dergelijke ICBM's van de zware klasse omvatten verschillende trappen met hun eigen vloeibare stuwstofmotoren. Met een grote massa (meer dan 100 ton voor de UR-100N UTTKh en ongeveer 200 ton voor de R-36M / M2), dragen twee soorten raketten een aanzienlijke brandstoftoevoer, wat zorgt voor de verzending van een zware kernkop naar een bereik van minstens 10 duizend km.
Algemeen beeld van de RS-28 "Sarmat" raket. Tekening "State Missile Center" / makeyev.ru
Sinds het einde van de jaren vijftig wordt in ons land het probleem van het gebruik van vaste drijfgassen op veelbelovende ICBM's bestudeerd. De eerste echte resultaten op dit gebied werden begin jaren zeventig behaald. In de afgelopen decennia heeft deze richting een nieuwe impuls gekregen, waardoor een hele familie van raketten met vaste stuwstof is verschenen, die de consistente ontwikkeling van algemene ideeën en oplossingen op basis van moderne technologieën vertegenwoordigen.
Op dit moment beschikt de Strategic Missile Forces over de RT-2PM Topol-, RT-2PM2 Topol-M- en RS-24 Yars-raketten. Tegelijkertijd worden al dergelijke raketten bediend met zowel mijn- als mobiele grondlanceerinrichtingen. Raketten van drie typen, gemaakt op basis van algemene ideeën, zijn gebouwd volgens een drietrapsschema en zijn uitgerust met motoren met vaste stuwstof. Nadat ze aan de eisen van de klant hadden voldaan, slaagden de auteurs van de projecten erin om de afmetingen en het gewicht van de voltooide raketten te minimaliseren.
De raketten van de complexen RT-2PM, RT-2PM2 en RS-24 hebben een lengte van maximaal 22,5-23 m met een maximale diameter van minder dan 2 m. 1-1, 5 ton De Topol-raketten zijn uitgerust met een eendelige kernkop, terwijl de Yars, volgens bekende gegevens, verschillende afzonderlijke kernkoppen draagt. Het vliegbereik is minimaal 12.000 km.
Het is gemakkelijk in te zien dat met de basisvliegeigenschappen op het niveau van oudere vloeibare stuwstofraketten, de vaste stuwstof Topoli en Yars zich onderscheiden door hun kleinere afmetingen en lanceringsgewicht. Met dit alles hebben ze echter een kleiner laadvermogen.
Topol mobiel grondcomplex. Foto van het Ministerie van Defensie van de Russische Federatie
In de toekomst zouden de Strategic Missile Forces verschillende nieuwe raketsystemen moeten krijgen. Zo voorziet het RS-26 Rubezh-project, dat werd gecreëerd als een optie voor de verdere ontwikkeling van het Yars-systeem, opnieuw in het gebruik van een meertraps schema met vaste drijfgassen in alle stadia. Eerder was er informatie volgens welke het "Rubezh" -systeem bedoeld is om de verouderende RT-2PM "Topol" -complexen te vervangen, die de belangrijkste kenmerken van de architectuur beïnvloedden. Wat de belangrijkste technische kenmerken betreft, mag de "Rubezh" niet significant verschillen van de "Topol", hoewel het mogelijk is om een ander laadvermogen te gebruiken.
Een andere veelbelovende ontwikkeling is de RS-28 Sarmat zware ICBM. Volgens officiële gegevens voorziet dit project in de creatie van een drietrapsraket met vloeibare stuwstoffen. Er werd gemeld dat de Sarmat-raket een lengte van ongeveer 30 meter zal hebben met een lanceringsgewicht van meer dan 100 ton en in staat zal zijn om "traditionele" speciale kernkoppen of een nieuw type hypersonisch aanvalssysteem te dragen. Door het gebruik van raketmotoren met vloeibare stuwstof met voldoende eigenschappen, wordt verwacht dat het maximale vliegbereik op het niveau van 15-16 duizend km wordt bereikt.
De marine beschikt over verschillende soorten ICBM's met verschillende kenmerken en mogelijkheden. De kern van de marinecomponent van de strategische nucleaire strijdkrachten zijn momenteel de ballistische raketten van onderzeeërs van de R-29RM-familie: de R-29RM, R-29RMU1, R-29RMU2 "Sineva" en R-29RMU2.1 "Liner". Bovendien is een paar jaar geleden de nieuwste R-30 Bulava-raket het arsenaal binnengekomen. Voor zover bekend, ontwikkelt de Russische industrie nu verschillende projecten voor de modernisering van raketten voor onderzeeërs, maar er is geen sprake van het creëren van fundamenteel nieuwe complexen.
Op het gebied van binnenlandse ICBM's voor onderzeeërs zijn er trends die doen denken aan de ontwikkeling van "land" -complexen. Oudere R-29RM-producten en alle opties voor hun modernisering hebben drie fasen en zijn uitgerust met verschillende vloeistofmotoren. Met behulp van een dergelijke krachtcentrale is de R-29RM-raket in staat om vier of tien kernkoppen van verschillende kracht te leveren met een totaal gewicht van 2,8 ton op een afstand van ten minste 8300 km. Het moderniseringsproject voor de R- 29MR2 "Sineva" voorzien voor het gebruik van nieuwe navigatie- en controlesystemen. Afhankelijk van de beschikbare gevechtsbelasting kan een raket met een lengte van 14,8 m en een massa van 40,3 ton vliegen op een bereik van maximaal 11,5 duizend km.
Een Topol-M-raket in een silowerper laden. Foto van het Ministerie van Defensie van de Russische Federatie
Het nieuwere project van de R-30 Bulava-onderzeeërraket daarentegen voorzag in het gebruik van motoren met vaste stuwstof in alle drie de fasen. Dit maakte het onder andere mogelijk om de lengte van de raket te verminderen tot 12,1 m en het lanceringsgewicht te verminderen tot 36,8 ton Tegelijkertijd draagt het product een gevechtslast van 1, 15 ton en levert het aan een reeks van tot 8-9 duizend km. Nog niet zo lang geleden werd de ontwikkeling aangekondigd van een nieuwe aanpassing van de "Bulava", die verschilt in verschillende afmetingen en verhoogd gewicht, waardoor het mogelijk zal zijn om de gevechtsbelasting te vergroten.
Ontwikkelingstrends
Het is bekend dat het Russische commando de afgelopen decennia heeft vertrouwd op de ontwikkeling van veelbelovende raketten voor vaste stuwstof. Het resultaat hiervan was het consistente uiterlijk van de Topol- en Topol-M-complexen, en vervolgens Yars en Rubezh, waarvan de raketten zijn uitgerust met vaste drijfgassen. LRE blijft op zijn beurt alleen op relatief oude "land" -raketten, waarvan de werking al ten einde loopt.
Een volledige stopzetting van ICBM's voor vloeibare stuwstof is echter nog niet gepland. Als vervanging voor de bestaande UR-100N UTTKh en R-36M / M2 wordt een nieuw product RS-28 "Sarmat" met een vergelijkbare energiecentrale gemaakt. Zo zullen motoren voor vloeibare stuwstof in de nabije toekomst alleen worden gebruikt op zware raketten, terwijl andere complexen zullen worden uitgerust met systemen voor vaste stuwstof.
De situatie met onderzeese ballistische raketten lijkt op elkaar, maar heeft enkele verschillen. Een aanzienlijk aantal vloeibare stuwstofraketten blijft ook in dit gebied, maar het enige nieuwe project betreft het gebruik van vaste stuwstoffen. De verdere ontwikkeling van het evenement kan worden voorspeld door te kijken naar de bestaande plannen van de militaire afdeling: het programma voor de ontwikkeling van de onderzeebootvloot geeft duidelijk aan welke raketten een grote toekomst hebben en welke op termijn zullen worden ontmanteld.
Zelfrijdende launcher RS-24 "Yars". Foto Vitalykuzmin.net
Oudere R-29RM-raketten en hun nieuwste aanpassingen zijn bedoeld voor nucleaire onderzeeërs van projecten 667BDR en 667BDRM, terwijl R-30 is ontwikkeld voor gebruik op de nieuwste raketdragers van Project 955. Schepen van de 667-familie raken geleidelijk uitgeput en zullen uiteindelijk worden ontmanteld vanwege de volledige morele en fysieke veroudering. Samen met hen zal de vloot daarom raketten van de R-29RM-familie moeten verlaten, die eenvoudigweg zonder dragers zullen blijven.
De eerste raketonderzeeërkruisers van Project 955 "Borey" zijn al toegelaten tot de gevechtskracht van de marine en bovendien gaat de bouw van nieuwe onderzeeërs door. Dit betekent dat de vloot in de nabije toekomst een aanzienlijke groep Bulava-raketdragers zal ontvangen. De dienst "Boreyev" zal nog tientallen jaren doorgaan en daarom zullen de R-30-raketten in dienst blijven. Het is mogelijk om nieuwe modificaties van dergelijke wapens te maken, in staat om ICBM's van de basisversie aan te vullen en vervolgens te vervangen. Op de een of andere manier zullen producten van de R-30-familie uiteindelijk de verouderde R-29RM-raketten vervangen als basis van de marinecomponent van de strategische nucleaire strijdkrachten.
Voor-en nadelen
Verschillende klassen raketmotoren die worden gebruikt op moderne strategische raketten hebben hun eigen voor- en nadelen van een of andere soort. Vloeibare en vaste brandstofsystemen overtreffen elkaar in sommige parameters, maar verliezen in andere. Als gevolg hiervan moeten klanten en ontwerpers het type energiecentrale kiezen in overeenstemming met hun vereisten.
Een conventionele motor voor vloeibare stuwstof onderscheidt zich van raketmotoren met vaste stuwstof door hogere specifieke impulssnelheden en andere voordelen, waardoor het laadvermogen kan worden vergroot. Tegelijkertijd leidt de overeenkomstige toevoer van vloeibare brandstof en oxidatiemiddel tot een toename van de afmetingen en het gewicht van het product. Zo blijkt een vloeibare stuwstofraket de optimale oplossing in het kader van de inzet van een groot aantal silowerpers. In de praktijk betekent dit dat momenteel een aanzienlijk deel van de lanceringssilo's wordt ingenomen door de R-36M / M2 en UR-100N UTTKh-raketten, en in de toekomst zullen ze worden vervangen door de veelbelovende RS-28 "Sarmat".
Raketten van het type Topol, Topol-M en Yars worden zowel in mijninstallaties als als onderdeel van mobiele bodemsystemen gebruikt. Deze laatste mogelijkheid wordt in de eerste plaats geboden door het lage startgewicht van de raketten. Een product met een gewicht van maximaal 50 ton kan op een speciaal meerassig chassis worden geplaatst, wat niet kan met bestaande of hypothetische raketten met vloeibare stuwstof. Het nieuwe RS-26 "Rubezh" -complex, dat wordt beschouwd als een vervanging voor "Topol", is ook gebaseerd op vergelijkbare ideeën.
Onderzeese raket R-29RM. Tekening "State Missile Center" / makeyev.ru
Het karakteristieke kenmerk van raketten met vaste stuwstoffen in de vorm van verkleining en gewichtsafname is ook van belang in de context van marinebewapening. Een onderzeese raket moet zo klein mogelijk zijn. De verhouding van de afmetingen en vliegeigenschappen van de R-29RM en R-30 raketten laat precies zien hoe dergelijke voordelen in de praktijk kunnen worden benut. Dus, in tegenstelling tot hun voorgangers, hebben de nieuwste Project 955 nucleaire onderzeeërs geen grote bovenbouw nodig die het bovenste deel van de draagraketten bedekt.
De vermindering van gewicht en afmetingen heeft echter een prijs. Lichtere raketten met vaste stuwstof verschillen van andere binnenlandse ICBM's in een lagere gevechtsbelasting. Bovendien leidt de specificiteit van raketmotoren met vaste stuwstof tot een lager gewichtsperfectie in vergelijking met raketten met vloeibare stuwstof. Naar alle waarschijnlijkheid worden dergelijke problemen echter opgelost door effectievere gevechtseenheden en controlesystemen te creëren.
***
Ondanks langdurig onderzoeks- en ontwikkelingswerk en veel controverse, is de voorwaardelijke confrontatie tussen vloeibare en vaste stuwstofmotoren nog niet geëindigd met een onvoorwaardelijke overwinning van een van de "concurrenten". Integendeel, het Russische leger en de ingenieurs kwamen tot een evenwichtige conclusie. Motoren van verschillende typen worden gebruikt in die gebieden waar ze de beste resultaten kunnen laten zien. Zo krijgen lichte raketten voor landmobiele complexen en onderzeeërs vaste stuwstoffen, terwijl zware raketten met een silolancering, nu en in de toekomst, moeten worden uitgerust met vloeibare stuwstoffen.
In de huidige situatie, rekening houdend met de bestaande kansen en vooruitzichten, lijkt een dergelijke aanpak het meest logisch en succesvol. In de praktijk kunt u hiermee maximale resultaten behalen met een merkbare vermindering van de invloed van negatieve factoren. Het is heel goed mogelijk dat een dergelijke ideologie in de toekomst zal blijven bestaan, ook met het gebruik van veelbelovende technologieën. Dit betekent dat de Russische strategische nucleaire strijdkrachten in de nabije en verre toekomst in staat zullen zijn om moderne intercontinentale ballistische raketten te ontvangen met de hoogst mogelijke kenmerken en gevechtskwaliteiten die direct van invloed zijn op de effectiviteit van afschrikking en de veiligheid van het land.
