In de loop van de millennia heeft de mensheid een regel ontwikkeld volgens welke, om te overleven en de vijand te verslaan, wapens nauwkeuriger, sneller en krachtiger moeten zijn dan die van de vijand. Luchtvaartwapens voldoen in moderne omstandigheden aan deze eisen. Momenteel ontwikkelen zich in het buitenland geleide luchtwapens (UASP), in het bijzonder geleide luchtbommen (UAB), waarvan het kaliber in een breed bereik ligt - van 9 tot 13600 kg, intensief: ze zijn uitgerust met nieuwe soorten geleiding en besturingssystemen, effectieve gevechtsonderdelen, methoden van gevechtsgebruik worden verbeterd. UAB is een onmisbaar accessoire van moderne aanvalsvliegtuigcomplexen (UAK) voor tactische en strategische doeleinden. Ondanks het hoge efficiëntieniveau van moderne UAB-modellen, voldoen ze, als onderdeel van de UAK, niet altijd aan de vereisten voor het vervullen van veelbelovende gevechtsmissies. UAK opereert in de regel in de buurt van de frontlinie, terwijl alle efficiëntie verloren gaat.
Lokale oorlogen van de afgelopen decennia, en vooral militaire operaties in Irak en Afghanistan, hebben de ontoereikende efficiëntie van conventionele hoge-precisiewapens, waaronder UAB, aan het licht gebracht. Bij het uitvoeren van een gevechtsmissie verstrijkt er te veel tijd vanaf het moment dat het doelwit wordt gedetecteerd en de beslissing om aan te vallen wordt genomen totdat het wordt verslagen. Een B-2 Spirit bommenwerper bijvoorbeeld, die opstijgt vanaf een vliegveld in de Verenigde Staten, moet 12-15 uur vliegen naar het aanvalsgebied van het doelwit. Daarom zijn in moderne omstandigheden wapens met een snelle reactie en zeer nauwkeurige actie vereist op grote afstand, tot tienduizenden kilometers.
Een van de onderzoeksrichtingen naar de vervulling van deze eisen in het buitenland is de creatie van een nieuwe generatie hypersonische schoksystemen. In de VS, Groot-Brittannië, Frankrijk en Duitsland wordt gewerkt aan de creatie van hypersonische vliegtuigen (LA) (raketten) en kinetische wapens die in staat zijn tot zeer nauwkeurige vernietiging van doelen.
De studie van buitenlandse ervaring is voor ons uiterst belangrijk, aangezien voor het binnenlandse defensie-industriële complex (MIC), zoals D. Rogozin opmerkte in zijn artikel "Rusland heeft een slimme defensie-industrie nodig" (krant "Krasnaya Zvezda". 2012. - 7 februari - С 3) de taak werd gesteld "in de kortst mogelijke tijd het technologisch leiderschap op het gebied van wapenproductie terug te winnen". Zoals opgemerkt in het artikel van V. V. Poetin "Sterk zijn: garanties van nationale veiligheid voor Rusland" (krant "Rossiyskaya Gazeta". - 2012. - No. 5708 (35). - 20 februari - pp. 1-3) "De taak van het komende decennium is om ervoor te zorgen dat de nieuwe structuur De krijgsmacht kon steunen op een fundamenteel nieuwe technologie. De techniek die verder "ziet", schiet nauwkeuriger, reageert sneller dan vergelijkbare systemen van een eventuele vijand."
Om dit te bereiken, is het noodzakelijk om de staat, trends en hoofdrichtingen van werk in het buitenland grondig te kennen. Natuurlijk hebben onze specialisten altijd geprobeerd om aan deze voorwaarde te voldoen bij het uitvoeren van S&O. Maar in de huidige omgeving, wanneer "de defensie-industrie niet de mogelijkheid heeft om rustig iemand in te halen, moeten we een doorbraak maken, toonaangevende uitvinders en fabrikanten worden … Alleen al reageren op de bedreigingen en uitdagingen van vandaag betekent onszelf veroordelen tot de eeuwige rol van achterblijvers. We moeten met alle middelen zorgen voor technische, technologische en organisatorische superioriteit over elke potentiële vijand "(Uit een artikel van V. V. Poetin).
Er wordt aangenomen dat de eerste creatie van hypersonische vliegtuigen in de jaren dertig in Duitsland werd voorgesteld door professor Eigen Senger en ingenieur Irene Bredt. Er werd voorgesteld om een vliegtuig te creëren dat horizontaal werd gelanceerd op een raketkatapult, onder invloed van raketmotoren die versnellen tot een snelheid van ongeveer 5900 m / s, waardoor een transcontinentale vlucht werd gemaakt met een bereik van 5-7 duizend km langs een afketsend traject met een laadvermogen tot 10 ton en landing op een afstand van meer dan 20 duizend km van het startpunt.
Gezien de ontwikkeling van raketten in de jaren 1930, ingenieur S. Korolev en piloot-waarnemer E. Burche (S. Korolev, E. Burche Rocket in the war // Tekhnika-jeugd. - 1935. - No. 5. - P. 57 -59) stelde een schema voor voor het gebruik van een raketgevechtsvliegtuig-stratoplane: Als je gaat bombarderen, moet je rekening houden met het feit dat de nauwkeurigheid van treffers van hoogten gemeten in tientallen kilometers en met enorme snelheden van het stratoplane verwaarloosbaar moeten zijn. Maar aan de andere kant is het heel goed mogelijk en van groot belang is de nadering van het doel in de stratosfeer buiten het bereik van grondwapens, snelle afdaling, bombardementen vanaf normale hoogte die de vereiste nauwkeurigheid bieden, en dan weer razendsnel opstijgen tot een onbereikbare hoogte.”
Het concept van een wereldwijde aanval op basis van hypersonische wapens
Momenteel begint dit idee praktisch te worden geïmplementeerd. In de Verenigde Staten werd halverwege de jaren negentig het concept Global Reach - Global Power geformuleerd. In overeenstemming hiermee moeten de Verenigde Staten de mogelijkheid hebben om binnen 1-2 uur na ontvangst van een bevel overal ter wereld grond- en oppervlaktedoelen aan te vallen, zonder gebruik te maken van buitenlandse militaire bases met conventionele wapens, bijvoorbeeld UAB. Dit kan met behulp van een nieuw hypersonisch wapen, bestaande uit een hypersonisch draagplatform en een autonoom vliegtuig met gevechtsbelasting, met name UAB. De belangrijkste eigenschappen van dergelijke wapens zijn hoge snelheid, lange afstand, voldoende hoge manoeuvreerbaarheid, slecht zicht en hoge operationele efficiëntie.
In het kader van het grootschalige programma van de Amerikaanse strijdkrachten Promt Global Strike ("Rapid Global Strike"), dat het mogelijk maakt om binnen een uur met conventionele (niet-nucleaire) kinetische wapens op elk punt van de planeet toe te slaan, en uitgevoerd in het belang van het Amerikaanse leger, wordt een hypersonisch aanvalssysteem van de nieuwe generatie ontwikkeld in twee opties:
• de eerste, genaamd AHW (Advanced Hypersonic Weapon), maakt gebruik van een wegwerp lanceervoertuig als supersonisch platform, gevolgd door een lancering naar het doel van een supersonisch vliegtuig AHW (hypersonic gliding planes kan ook een manoeuvrerende kernkop worden genoemd) uitgerust met geleide antenne bommen om het doel te raken;
• de tweede, het FALCON HCV-2 hypersonische aanvalssysteem genoemd, gebruikt een hypersonisch vliegtuig om de voorwaarden te scheppen voor de lancering van een autonoom hypersonisch zweefvliegtuig CAV, dat naar het doel vliegt en het vernietigt met behulp van de UAB.
De eerste versie van de technische oplossing heeft een belangrijk nadeel, namelijk dat de draagraket die een hypersonisch projectiel naar het AHW-startpunt aflevert, kan worden aangezien voor een raket met een kernkop.
In 2003 ontwikkelden de luchtmacht en de Advanced Development Administration (DARPA) van het Amerikaanse ministerie van Defensie, op basis van hun eigen ontwikkelingen en branchevoorstellen voor geavanceerde hypersonische systemen, een nieuw concept voor een veelbelovend hypersonisch aanvalssysteem genaamd FALCON (Force Application and Lancering van Continental US lancering van de continentale Verenigde Staten ") of" Falcon ". Volgens dit concept bestaat het FALCON-aanvalssysteem uit een hypersonisch herbruikbaar (bijvoorbeeld onbemand) vliegdekschip HCV (Hypersonic Cruise Vehicle - een vliegtuig dat vliegt op hoogtes in de orde van 40-60 km met een hypersonische kruissnelheid, met een gevechtsvliegtuig laadvermogen tot 5400 kg en een bereik van 15 -17000 km) en een herbruikbaar hypersonisch, zeer wendbaar, gecontroleerd casco CAV (Common Aero Vehicle - unified autonoom vliegtuig) met een aerodynamische kwaliteit van 3-5. De basis van HCV-voertuigen zou moeten zijn op vliegvelden met een startbaan tot 3 km lang.
Lockheed-Martin werd gekozen als hoofdontwikkelaar van het HCV hypersonische aanvalsapparaat en het CAV-bezorgingsvoertuig voor het FALCON-aanvalssysteem. In 2005 begon ze met het bepalen van hun technische uitstraling en het beoordelen van de technologische haalbaarheid van projecten. De grootste Amerikaanse lucht- en ruimtevaartbedrijven - Boeing, Northrop Grumman, Andrews Space - zijn ook bij het werk betrokken. Vanwege het hoge technologische risico van het programma werden conceptuele studies van verschillende varianten van experimentele monsters van bestelwagens en hun vervoerders uitgevoerd met een beoordeling van de kenmerken van manoeuvreerbaarheid en bestuurbaarheid.
Wanneer het met hypersonische snelheid van een drager wordt gedropt, kan het verschillende gevechtsladingen met een maximaal gewicht van 500 kg afleveren op een doelwit op een afstand van maximaal 16.000 km. Het apparaat zou zijn gemaakt volgens een veelbelovend aerodynamisch schema dat een hoge aerodynamische kwaliteit biedt. Voor het opnieuw richten van het apparaat tijdens de vlucht en het raken van doelen die worden gedetecteerd binnen een straal van maximaal 5400 km, wordt verondersteld dat de apparatuur apparatuur omvat voor gegevensuitwisseling in realtime met verschillende verkenningssystemen en controlepunten. Het verslaan van stationaire sterk beschermde (begraven) doelen zal worden verzekerd door het gebruik van vernietigingsmiddelen van een kaliber van 500 kg met een doordringende kernkop. Nauwkeurigheid (circulaire waarschijnlijke afwijking) moet ongeveer 3 m zijn bij een doelsnelheid van maximaal 1200 m / s.
Het CAV hypersonische zweefvliegtuig met aerodynamische besturing heeft een massa van ongeveer 900 kg, waarvan het draagvliegtuig tot zes kan dragen, en twee conventionele luchtbommen van elk 226 kg in zijn gevechtscompartiment. De nauwkeurigheid van het gebruik van bommen is erg hoog - 3 meter. Het bereik van de werkelijke CAV kan ongeveer 5000 km zijn. In afb. 2 toont een diagram van de scheiding van penetrerende laesies met behulp van opblaasbare schelpen.
Het schema van het gevechtsgebruik van het FALCON hypersonische aanvalssysteem ziet er als volgt uit. Na ontvangst van de opdracht stijgt de HCV hypersonische bommenwerper op vanaf een conventioneel vliegveld en accelereert met behulp van een gecombineerd voortstuwingssysteem (DP) tot een snelheid die ongeveer overeenkomt met M = 6. Wanneer deze snelheid is bereikt, schakelt het voortstuwingssysteem over op de modus van een hypersonische straalmotor, waardoor het vliegtuig wordt versneld tot M = 10 en een hoogte van ten minste 40 km. Op een gegeven moment scheidt het CAV hypersonische zweefvliegtuig zich van het draagvliegtuig, dat, na het voltooien van een gevechtsmissie om doelen te verslaan, terugkeert naar het vliegveld van een van de Amerikaanse overzeese luchtbases (als de CAV is uitgerust met een eigen motor en de nodige brandstofvoorraad, kan het terugkeren naar de continentale Verenigde Staten (fig. 3).
Er zijn twee soorten vliegroutes mogelijk. Het eerste type kenmerkt een golvend traject voor een hypersonisch vliegtuig, dat werd voorgesteld door de Duitse ingenieur Eigen Zenger in het bommenwerperproject tijdens de Tweede Wereldoorlog. De betekenis van het golvende traject is als volgt. Door acceleratie verlaat het apparaat de atmosfeer en zet de motor af, waardoor brandstof wordt bespaard. Vervolgens keert het vliegtuig onder invloed van de zwaartekracht terug naar de atmosfeer en start opnieuw de motor (voor een korte tijd, slechts 20-40 s), die het apparaat opnieuw de ruimte in gooit. Een dergelijk traject draagt niet alleen bij aan het vergroten van het bereik, maar draagt ook bij aan de koeling van de structuur van de bommenwerper wanneer deze zich in de ruimte bevindt. De vlieghoogte is niet groter dan 60 km en de golfstap is ongeveer 400 km. Het tweede type traject heeft een klassiek rechtlijnig vliegpad.
Experimenteel onderzoek naar het maken van hypersonische wapens
Hypersonische modellen HTV (Hypersonic Test Vehicle) met een massa van ongeveer 900 kg en een lengte tot 5 m werden voorgesteld om hun vliegprestaties, controleerbaarheid en thermische belastingen te beoordelen bij snelheden van M = 10 - HTV-1, HTV-2, HTV-3.
Het HTV-1-apparaat met een gecontroleerde vluchtduur van 800 s met een snelheid van M = 10 werd uit de tests gehaald vanwege de technologische complexiteit bij de vervaardiging van het hittebeschermende lichaam en onjuiste ontwerpoplossingen (Fig. 4).
Het HTV-2-apparaat is gemaakt volgens een geïntegreerd circuit met scherpe voorranden en biedt een kwaliteit van 3, 5-4, wat, zoals de ontwikkelaars denken, een bepaald glijbereik zal bieden, evenals manoeuvreerbaarheid en bestuurbaarheid met behulp van aerodynamische schilden voor het richten met de vereiste nauwkeurigheid (fig. 5). Volgens de US Congress Research Service (CRS) is het FALCON HTV-2 hypersonische apparaat in staat doelen te raken met een bereik tot 27.000 km en snelheden tot Mach 20 (23.000 km / u).
De HTV-3 is een schaalmodel van het HCV hypersonische aanvalsvliegtuig met een aerodynamische kwaliteit van 4-5 (Fig. 6). Het model is ontworpen om de aangenomen technologische en ontwerpoplossingen, aerodynamische en vliegprestaties, evenals manoeuvreerbaarheid en bestuurbaarheid te evalueren in het belang van de verdere ontwikkeling van het HCV-vliegtuig. Vliegtests zouden in 2009 worden uitgevoerd. De totale kosten van het werk aan de vervaardiging van het model en het uitvoeren van vliegtesten worden geschat op $ 50 miljoen.
De tests van het schokcomplex zouden in 2008-2009 worden uitgevoerd. lanceervoertuigen gebruiken. Het schema van de testvlucht van het hypersonische vliegtuig HTV-2 wordt getoond in Fig. 7.
Zoals de studies hebben aangetoond, zullen de belangrijkste problematische problemen bij het maken van een hypersonisch vliegtuig verband houden met de ontwikkeling van de energiecentrale, de keuze van brandstof en structurele materialen, aerodynamica en vluchtdynamiek, en het besturingssysteem.
De keuze van de aerodynamische lay-out en het vliegtuigontwerp moet gebaseerd zijn op de voorwaarde om de gezamenlijke werking van de luchtinlaat, de krachtcentrale en andere vliegtuigelementen te waarborgen. Bij hypersonische snelheden worden de problemen van het bestuderen van de effectiviteit van aërodynamische controles, met minimale gebieden van stabilisatie en controleoppervlakken, scharniermomenten, vooral bij het naderen van het doelgebied met een snelheid van ongeveer 1600 m / s, in de eerste plaats van het grootste belang om zorgen voor de sterkte van de structuur en zeer nauwkeurige begeleiding naar het doel.
Volgens voorlopige studies bereikt de temperatuur op het oppervlak van het hypersonische voertuig 1900 ° C, terwijl voor de normale werking van de boordapparatuur de temperatuur in het compartiment 70 ° C niet mag overschrijden. Daarom moet de behuizing van het apparaat moet een hittebestendige schaal hebben die is gemaakt van materialen voor hoge temperaturen en een meerlaagse thermische bescherming op basis van bestaande constructiematerialen.
Het hypersonische voertuig is uitgerust met een gecombineerd traagheids-satellietbesturingssysteem en, in de toekomst, met een end-to-end optisch-elektronisch of radarachtig homingsysteem.
Om een rechtlijnige vlucht te garanderen, zijn de meest veelbelovende voor militaire systemen straalmotoren: SPVRD (supersonische straalmotor) en scramjet-motor (hypersonische straalmotor). Ze hebben een eenvoudig ontwerp, omdat ze praktisch geen bewegende delen hebben (behalve de brandstoftoevoerpomp) die conventionele koolwaterstofbrandstoffen gebruiken.
De aerodynamische lay-out en het ontwerp van het CAV-apparaat worden uitgewerkt in het kader van het X-41-project en het draagvliegtuig - onder het X-51-programma. Het doel van het X-51A-programma is om de mogelijkheden te demonstreren van het creëren van een scramjet-motor, de ontwikkeling van hittebestendige materialen, de integratie van het casco en de motor, evenals andere technologieën die nodig zijn voor vluchten in het bereik van 4, 5-6, 5 M. Als onderdeel van dit programma wordt er ook gewerkt aan een ballistische raket met een conventionele kernkop, een hypersonische raket X-51A Waverider en een orbitale drone X-37B.
Volgens CRS bedroeg de financiering van het programma in 2011 $ 239,9 miljoen, waarvan $ 69 miljoen werd besteed aan AHW.
Het Amerikaanse ministerie van Defensie voerde nog een test uit met een nieuwe glijdende hypersonische bom AHW (Advanced Hypersonic Weapon). De test van de munitie vond plaats op 17 november 2011. Het belangrijkste doel van de test was om de munitie te testen op manoeuvreerbaarheid, beheersbaarheid en weerstand tegen hoge temperatuureffecten. Het is bekend dat AHW in de bovenste atmosfeer werd gelanceerd met behulp van een booster-raket die werd gelanceerd vanaf een luchtmachtbasis in Hawaï (Fig. 9). Nadat hij de munitie van de raket had gescheiden, plande hij een doel op de Marshalleilanden nabij Kwajalein-atol, vierduizend kilometer ten zuidwesten van Hawaï, met een hypersonische snelheid van vijf keer de snelheid van het geluid. De vlucht duurde minder dan 30 minuten.
Volgens Pentagon-woordvoerder Melinda Morgan was het doel van het testen van de munitie om gegevens te verzamelen over de aerodynamica van de AHW, het rijgedrag en de weerstand tegen hoge temperaturen.
De laatste tests van de HTV-2 vonden medio augustus 2011 plaats en waren niet succesvol (Fig. 10).
Volgens deskundigen is het mogelijk om tegen 2015 een nieuwe generatie schok-hypersonisch systeem van de eerste generatie in te voeren. Het wordt noodzakelijk geacht om tot 16 lanceringen per dag uit te voeren met behulp van een lanceervoertuig voor eenmalig gebruik. De lancering kost ongeveer $ 5 miljoen.
De oprichting van een volledig stakingssysteem wordt niet eerder dan 2025-2030 verwacht.
Het idee van het militaire gebruik van een raketaangedreven stratoplanevliegtuig, voorgesteld door S. Korolev en E. Burche in de jaren dertig, te oordelen naar het onderzoek in de Verenigde Staten, begint te worden geïmplementeerd in projecten om een nieuwe generatie hypersonische aanvalswapens.
Het gebruik van UAB als onderdeel van een hypersonisch autonoom voertuig bij het aanvallen van een doelwit stelt hoge eisen aan het garanderen van uiterst nauwkeurige geleiding onder omstandigheden van hypersonische vlucht en thermische bescherming van apparatuur tegen de effecten van kinetische verwarming.
Aan het voorbeeld van het werk dat in de Verenigde Staten is uitgevoerd om hypersonische wapens te maken, zien we dat de mogelijkheden voor het gevechtsgebruik van de UAB nog lang niet zijn uitgeput en dat ze niet alleen worden bepaald door de tactische en technische kenmerken van de UAB zelf, die het gegeven bereik, nauwkeurigheid en waarschijnlijkheid van vernietiging biedt, maar ook door middel van levering. Bovendien kan de uitvoering van dit project ook de vreedzame taak oplossen om snel vracht- of reddingsuitrusting in nood naar elk deel van de wereld te brengen.
Het gepresenteerde materiaal doet ons serieus nadenken over de inhoud van de belangrijkste ontwikkelingsrichtingen van binnenlandse geleide stakingssystemen tot 2020-2030. Tegelijkertijd moet rekening worden gehouden met de verklaring van D. Rogozin (Rogozin D. Werk aan het exacte algoritme // Nationale Defensie. - 2012. - Nr. 2. - P. 34-406): “… we moeten het idee van " inhalen en inhalen " laten varen … En het is onwaarschijnlijk dat we snel kracht en capaciteiten zullen verzamelen die ons in staat zouden stellen om met ongelooflijke snelheden de hightechlanden in te halen. Dit hoeft niet te gebeuren. We hebben iets anders nodig, veel gecompliceerder … Het is noodzakelijk om de loop van het voeren van een gewapende strijd te berekenen met het vooruitzicht van maximaal 30 jaar, om dit punt te bepalen, om het te bereiken. Om te begrijpen wat we nodig hebben, dat wil zeggen, om wapens voor te bereiden, niet voor morgen of zelfs overmorgen, maar voor een historische week die voor ons ligt … Ik herhaal, denk niet aan wat ze doen in de VS, Frankrijk, Duitsland, bedenk wat ze er over 30 jaar van zullen hebben. En je moet iets creëren dat beter zal zijn dan ze nu hebben. Volg ze niet, probeer te begrijpen waar alles heen gaat, en dan zullen we winnen."
Dat wil zeggen, het is noodzakelijk om te begrijpen of een dergelijke taak voor ons is ontstaan, en zo ja, hoe deze op te lossen.
