De competitie voor de ontwikkeling van hypersonische snelheden door de luchtvaart begon tijdens de Koude Oorlog. In die jaren ontwierpen ontwerpers en ingenieurs van de USSR, de VS en andere ontwikkelde landen nieuwe vliegtuigen die 2-3 keer sneller konden vliegen dan de snelheid van het geluid. De race naar snelheid heeft geleid tot veel ontdekkingen op het gebied van atmosferische aerodynamica en bereikte snel de grenzen van de fysieke mogelijkheden van piloten en de kosten van het vervaardigen van vliegtuigen. Dientengevolge waren ontwerpbureaus voor raketten de eersten die hypergeluid in hun nageslacht beheersten - intercontinentale ballistische raketten (ICBM's) en draagraketten. Bij het lanceren van satellieten in banen nabij de aarde ontwikkelden de raketten een snelheid van 18.000 - 25.000 km / u. Dit overtrof ver de grensparameters van het snelste supersonische vliegtuig, zowel civiel (Concorde = 2150 km / h, Tu-144 = 2300 km / h) als militair (SR-71 = 3540 km / h, MiG-31 = 3000 km / uur).
Los daarvan zou ik willen opmerken dat bij het ontwerpen van de MiG-31 supersonische interceptor, vliegtuigontwerper G. E. Lozino-Lozinsky gebruikte geavanceerde materialen (titanium, molybdeen, enz.) In het casco-ontwerp, waardoor het vliegtuig een record bemande vlieghoogte (MiG-31D) en een maximale snelheid van 7000 km / u in de bovenste atmosfeer kon bereiken. In 1977 vestigde testpiloot Alexander Fedotov een absoluut wereldrecord voor vlieghoogte - 37650 meter op zijn voorganger, de MiG-25 (ter vergelijking, de SR-71 had een maximale vlieghoogte van 25929 meter). Helaas waren er nog geen motoren voor vluchten op grote hoogte in een zeer ijle atmosfeer gemaakt, omdat deze technologieën alleen werden ontwikkeld in de diepten van Sovjet-onderzoeksinstituten en ontwerpbureaus in het kader van talrijke experimentele werken.
Een nieuwe fase in de ontwikkeling van hypersound-technologieën waren onderzoeksprojecten om ruimtevaartsystemen te creëren die de mogelijkheden van de luchtvaart (kunstvliegen en manoeuvreren, landen op een startbaan) en ruimtevaartuigen (in een baan om de aarde komen, in een baan rond de aarde vliegen, in een baan om de aarde brengen). In de USSR en de VS werden deze programma's gedeeltelijk uitgewerkt, waarbij ze de wereld de ruimte-orbitale vliegtuigen "Buran" en "Space Shuttle" lieten zien.
Waarom gedeeltelijk? Het feit is dat de lancering van het vliegtuig in een baan om de aarde werd uitgevoerd met behulp van een draagraket. De kosten van de terugtrekking waren enorm, ongeveer $ 450 miljoen (in het kader van het Space Shuttle-programma), wat meerdere malen hoger was dan de kosten van de duurste civiele en militaire vliegtuigen, en het stond niet toe om van een orbitaal vliegtuig een massaproduct te maken. De noodzaak om enorme hoeveelheden geld te investeren in het creëren van infrastructuur die ultrasnelle intercontinentale vluchten mogelijk maakt (cosmodromes, vluchtcontrolecentra, brandstofvulcomplexen) heeft eindelijk het vooruitzicht van passagiersvervoer bedolven.
De enige klant, op de een of andere manier geïnteresseerd in hypersonische voertuigen, was het leger. Toegegeven, deze interesse was van episodische aard. De militaire programma's van de USSR en de VS voor de creatie van ruimtevaartvliegtuigen volgden verschillende paden. Ze werden het meest consequent geïmplementeerd in de USSR: van het project om een PKA (gliding spacecraft) te creëren tot MAKS (multipurpose aeronautical space system) en Buran, een consistente en continue keten van wetenschappelijke en technische basis werd gebouwd, op basis waarvan de fundament van toekomstige experimentele vluchten van prototype hypersonische vliegtuigen.
Raketontwerpbureaus bleven hun ICBM's verbeteren. Met de komst van moderne luchtverdedigings- en raketverdedigingssystemen die in staat zijn om ICBM-kernkoppen op grote afstand neer te schieten, begonnen nieuwe eisen te worden gesteld aan de destructieve elementen van ballistische raketten. De kernkoppen van de nieuwe ICBM's moesten de luchtafweer- en raketafweer van de vijand overwinnen. Dit is hoe kernkoppen in staat bleken om de lucht- en ruimtevaartverdediging met hypersonische snelheden (M = 5-6) te overwinnen.
De ontwikkeling van hypersonische technologieën voor kernkoppen (kernkoppen) van ICBM's maakte het mogelijk om verschillende projecten te starten om defensieve en offensieve hypersonische wapens te creëren - kinetisch (railgun), dynamisch (cruiseraketten) en ruimte (aanval vanuit een baan).
De intensivering van de geopolitieke rivaliteit tussen de Verenigde Staten en Rusland en China heeft het onderwerp hypersound nieuw leven ingeblazen als een veelbelovend hulpmiddel dat een voordeel kan bieden op het gebied van ruimte- en raket- en luchtvaartwapens. De groeiende belangstelling voor deze technologieën is ook te danken aan het concept van het toebrengen van maximale schade aan de vijand met conventionele (niet-nucleaire) vernietigingsmiddelen, dat feitelijk wordt uitgevoerd door de NAVO-landen onder leiding van de Verenigde Staten.
Inderdaad, als het militaire commando minstens honderd niet-nucleaire hypersonische voertuigen heeft die gemakkelijk de bestaande luchtverdedigings- en raketafweersystemen overwinnen, dan heeft dit "laatste argument van de koningen" rechtstreeks invloed op het strategische evenwicht tussen de nucleaire machten. Bovendien kan een hypersonische raket op lange termijn elementen van strategische nucleaire strijdkrachten zowel vanuit de lucht als vanuit de ruimte vernietigen in niet meer dan een uur vanaf het moment dat een beslissing wordt genomen tot het moment dat het doelwit wordt geraakt. Deze ideologie is ingebed in het Amerikaanse militaire programma Prompt Global Strike (quick global strike).
Is zo'n programma in de praktijk haalbaar? De argumenten "voor" en "tegen" waren ongeveer gelijk verdeeld. Laten we het uitzoeken.
American Prompt Global Strike-programma
het concept van Prompt Global Strike (PGS) werd in de jaren 2000 aangenomen op initiatief van het bevel van de Amerikaanse strijdkrachten. Het belangrijkste element is de mogelijkheid om overal ter wereld een niet-nucleaire aanval uit te voeren binnen 60 minuten nadat een beslissing is genomen. In meerdere richtingen wordt gelijktijdig in het kader van dit concept gewerkt.
De eerste richting van PGS, en het meest realistisch vanuit technisch oogpunt, was het gebruik van ICBM's met zeer nauwkeurige niet-nucleaire kernkoppen, inclusief clusterkoppen, die zijn uitgerust met een reeks homing-submunities. De Trident II D5 op zee gebaseerde ICBM werd gekozen als de ontwikkeling van deze richting, het leveren van submunitie tot een maximaal bereik van 11.300 kilometer. Op dit moment wordt er gewerkt om de CEP van kernkoppen te verlagen tot waarden van 60-90 meter.
De tweede richting van PGS geselecteerde strategische hypersonische kruisraketten (SGCR). In het kader van het aangenomen concept wordt het subprogramma X-51A Waverider (SED-WR) geïmplementeerd. Op initiatief van de Amerikaanse luchtmacht en met steun van DARPA wordt sinds 2001 de ontwikkeling van een hypersonische raket uitgevoerd door Pratt & Whitney en Boeing.
Het eerste resultaat van de lopende werkzaamheden moet de verschijning zijn tegen 2020 van een technologiedemonstrator met een geïnstalleerde hypersonische straalmotor (scramjet-motor). Volgens experts kan de SGKR met deze motor de volgende parameters hebben: vliegsnelheid M = 7-8, maximaal vliegbereik 1300-1800 km, vlieghoogte 10-30 km.
In mei 2007, na een gedetailleerd overzicht van de voortgang van de werkzaamheden aan de X-51A "WaveRider", keurden militaire klanten het raketproject goed. De Boeing X-51A WaveRider experimentele SGKR is een klassieke kruisraket met een ventrale scramjet-motor en een vier-cantilever staarteenheid. De materialen en dikte van passieve thermische bescherming werden geselecteerd in overeenstemming met de berekende schattingen van warmtestromen. De raketneusmodule is gemaakt van wolfraam met een siliconencoating, die bestand is tegen kinetische verwarming tot 1500 ° C. Op het onderste oppervlak van de raket, waar temperaturen tot 830°C worden verwacht, worden keramische tegels gebruikt die Boeing heeft ontwikkeld voor het Space Shuttle-programma. De X-51A-raket moet voldoen aan hoge stealth-eisen (RCS niet meer dan 0,01 m2). Om het product te versnellen tot een snelheid die overeenkomt met M = 5, is het de bedoeling om een tandem-raket-booster met vaste stuwstof te installeren.
Het is de bedoeling om Amerikaanse strategische luchtvaartvliegtuigen te gebruiken als de belangrijkste luchtvaartmaatschappij van de SGKR. Er is nog geen informatie over hoe deze raketten zullen worden ingezet - onder de vleugel of in de romp van de strateeg.
Het derde gebied van PGS zijn programma's voor het creëren van systemen van kinetische wapens die doelen vanuit de baan van de aarde raken. De Amerikanen berekenden in detail de resultaten van het gevechtsgebruik van een wolfraamstaaf van ongeveer 6 meter lang en 30 cm in diameter, die uit een baan viel en een grondobject raakte met een snelheid van ongeveer 3500 m / s. Volgens berekeningen zal op het ontmoetingspunt een energie-equivalent van een explosie van 12 ton trinitrotolueen (TNT) vrijkomen.
De theoretische basis gaf een start aan de projecten van twee hypersonische voertuigen (Falcon HTV-2 en AHW), die door lanceervoertuigen in een baan om de aarde zullen worden gelanceerd en in gevechtsmodus in staat zullen zijn om met toenemende snelheid in de atmosfeer te glijden bij het naderen van het doel. Terwijl deze ontwikkelingen zich in de fase van voorlopig ontwerp en experimentele lanceringen bevinden. De belangrijkste problematische problemen tot nu toe blijven de basissystemen in de ruimte (ruimtegroeperingen en gevechtsplatforms), zeer nauwkeurige doelgeleidingssystemen en het waarborgen van het geheim van lancering in een baan (alle lanceringen en orbitale objecten worden geopend door Russische raketaanvalwaarschuwing en ruimtecontrole systemen). De Amerikanen hopen het stealth-probleem na 2019 op te lossen met de ingebruikname van een herbruikbaar ruimtevaartsysteem, dat een payload "per vliegtuig" in een baan om de aarde zal brengen door middel van twee fasen - een draagvliegtuig (gebaseerd op een Boeing 747) en een onbemand ruimtevliegtuig (gebaseerd op prototype X-37V).
De vierde richting van PGS is een programma om een onbemand hypersonisch verkenningsvliegtuig te maken op basis van de beroemde Lockheed Martin SR-71 Blackbird.
Een divisie van Lockheed, Skunk Works, ontwikkelt momenteel een veelbelovende UAV onder de werknaam SR-72, die de maximale snelheid van de SR-71 zou moeten verdubbelen en waarden van ongeveer M = 6 zou bereiken.
De ontwikkeling van een hypersonisch verkenningsvliegtuig is volledig gerechtvaardigd. Ten eerste zal de SR-72, vanwege zijn kolossale snelheid, weinig kwetsbaar zijn voor luchtverdedigingssystemen. Ten tweede zal het de "lacunes" in de werking van satellieten opvullen, onmiddellijk strategische informatie verkrijgen en mobiele complexen van ICBM's, scheepsformaties en vijandelijke troepengroeperingen in het operatiegebied detecteren.
Er worden twee versies van het SR-72-vliegtuig overwogen - bemand en onbemand; het is ook mogelijk om het te gebruiken als een aanvalsbommenwerper, een drager van zeer nauwkeurige wapens. Hoogstwaarschijnlijk kunnen lichtgewicht raketten zonder een ondersteuningsmotor als wapen worden gebruikt, omdat het niet nodig is wanneer het wordt gelanceerd met een snelheid van 6 M. Het vrijgekomen gewicht zal waarschijnlijk worden gebruikt om de kracht van de kernkop te vergroten. Een vluchtprototype van het vliegtuig dat Lockheed Martin in 2023 wil laten zien.
Chinees project van hypersonische vliegtuigen DF-ZF
Op 27 april 2016 informeerde de Amerikaanse publicatie "Washington Free Beacon", verwijzend naar bronnen in het Pentagon, de wereld over de zevende test van het Chinese hypersonische vliegtuig DZ-ZF. Het vliegtuig werd gelanceerd vanaf de Taiyuan Cosmodrome (provincie Shanxi). Volgens de krant maakte het vliegtuig manoeuvres met snelheden van 6400 tot 11.200 km/u en stortte het neer op een oefenterrein in West-China.
"Volgens de inlichtingendienst van de Verenigde Staten is de Volksrepubliek China van plan een hypersonisch vliegtuig te gebruiken als kernkop die in staat is om raketafweersystemen binnen te dringen", merkte de krant op. "De DZ-ZF kan ook worden gebruikt als een wapen dat in staat is om binnen een uur een doelwit overal ter wereld te vernietigen."
Volgens de analyse van de volledige reeks tests uitgevoerd door de Amerikaanse inlichtingendienst, werden de lanceringen van het hypersonische vliegtuig uitgevoerd door ballistische korteafstandsraketten DF-15 en DF-16 (bereik tot 1000 km), evenals middelgrote -bereik DF-21 (bereik 1800 km). Verdere ontwikkeling van lanceringen op DF-31A ICBM's (bereik 11.200 km) werd niet uitgesloten. Volgens het testprogramma is het volgende bekend: het kegelvormige apparaat scheidde zich van de drager in de bovenste lagen van de atmosfeer en gleed met versnelling naar beneden en manoeuvreerde langs het traject om het doel te bereiken.
Ondanks talrijke publicaties door buitenlandse media dat het Chinese hypersonische vliegtuig (HVA) is ontworpen om Amerikaanse vliegdekschepen te vernietigen, stonden Chinese militaire experts sceptisch tegenover dergelijke uitspraken. Ze wezen op het bekende feit dat de supersonische snelheid van een GLA een plasmawolk rond het apparaat creëert, die de werking van de boordradar verstoort bij het aanpassen van de koers en het richten op een bewegend doel zoals een vliegdekschip.
Kolonel Shao Yongling, professor aan het PLA Missile Forces Command College, vertelde China Daily: "De ultrahoge snelheid en het bereik maken het (GLA) een uitstekend wapen voor het vernietigen van gronddoelen. In de toekomst kan het intercontinentale ballistische raketten vervangen."
Volgens het rapport van de relevante commissie van het Amerikaanse Congres kan de DZ-ZF in 2020 door de PLA worden aangenomen, en de verbeterde lange-afstandsversie in 2025.
Wetenschappelijke en technische achterstand van Rusland - hypersonische vliegtuigen
Hypersonische Tu-2000
In de USSR begon het werk aan een hypersonisch vliegtuig halverwege de jaren zeventig bij het Tupolev Design Bureau, gebaseerd op het Tu-144 seriële passagiersvliegtuig. De studie en het ontwerp van een vliegtuig dat snelheden tot M = 6 (TU-260) en een vliegbereik tot 12.000 km kan bereiken, evenals een hypersonisch intercontinentaal vliegtuig TU-360. Het vliegbereik moest 16.000 km bereiken. Er werd zelfs een project voorbereid voor een hypersonisch passagiersvliegtuig Tu-244, ontworpen om op een hoogte van 28-32 km te vliegen met een snelheid van M = 4,5-5.
In februari 1986 begon R&D in de Verenigde Staten met de creatie van het X-30-ruimtevliegtuig met een luchtstraalvoortstuwingssysteem, dat in een eentrapsversie in een baan om de aarde kan gaan. Het National Aerospace Plane (NASP) -project onderscheidde zich door een overvloed aan nieuwe technologieën, waarvan de sleutel een dual-mode hypersonische straalmotor was, waarmee kan worden gevlogen met snelheden van M = 25. Volgens informatie die door de Sovjet-inlichtingendienst werd ontvangen, werd de NASP ontwikkeld voor civiele en militaire doeleinden.
Het antwoord op de ontwikkeling van de transatmosferische X-30 (NASP) waren de decreten van de USSR van 27 januari en 19 juli 1986 over de oprichting van een equivalent van het Amerikaanse lucht- en ruimtevaartvliegtuig (VKS). Op 1 september 1986 vaardigde het Ministerie van Defensie de taakomschrijving uit voor een eentraps herbruikbaar lucht- en ruimtevaartvliegtuig (MVKS). Volgens deze taakomschrijving moest de MVKS zorgen voor een efficiënte en economische levering van vracht naar een baan om de aarde, supersnel transatmosferisch intercontinentaal transport en de oplossing van militaire taken, zowel in de atmosfeer als in de nabije ruimte. Van de werken die voor de wedstrijd waren ingediend door Tupolev Design Bureau, Yakovlev Design Bureau en NPO Energia, werd het Tu-2000-project goedgekeurd.
Als resultaat van voorstudies in het kader van het MVKS-programma werd een energiecentrale geselecteerd op basis van bewezen en bewezen oplossingen. Bestaande luchtstraalmotoren (VRM), die atmosferische lucht gebruikten, hadden temperatuurbeperkingen, ze werden gebruikt in vliegtuigen waarvan de snelheid niet hoger was dan M = 3, en raketmotoren moesten een grote voorraad brandstof aan boord hebben en waren niet geschikt voor langdurige vluchten in de atmosfeer. … Daarom werd een belangrijke beslissing genomen: om het vliegtuig met supersonische snelheden en op alle hoogten te laten vliegen, moeten de motoren beschikken over kenmerken van zowel luchtvaart- als ruimtetechnologie.
Het bleek dat het meest rationele voor een hypersonisch vliegtuig een ramjet-motor (ramjet-motor) is, waarin geen roterende delen zijn, in combinatie met een turbojet-motor (turbojet-motor) voor acceleratie. Aangenomen werd dat een straalmotor op vloeibare waterstof het meest geschikt is voor vluchten met hypersonische snelheden. Een boostermotor is een turbojetmotor die draait op kerosine of vloeibare waterstof.
Dientengevolge, een combinatie van een zuinige turbostraalmotor die werkt in het snelheidsbereik M = 0-2,5, de tweede motor - een straalmotor, die het vliegtuig versnelt tot M = 20, en een vloeistof-stuwstofmotor om in een baan om de aarde te gaan (versnelling naar de eerste ruimtesnelheid 7, 9 km / s) en het bieden van orbitale manoeuvres.
Vanwege de complexiteit van het oplossen van een reeks wetenschappelijke, technische en technologische problemen voor het maken van een eentraps MVKS, was het programma verdeeld in twee fasen: het maken van een experimenteel hypersonisch vliegtuig met een vliegsnelheid tot M = 5 -6, en de ontwikkeling van een prototype van een orbitale VKS, die een vluchtexperiment biedt in de hele reeks vluchten, tot aan de ruimtewandeling. Bovendien was het de bedoeling om in de tweede fase van het MVKS-werk versies te maken van de Tu-2000B-ruimtebommenwerper, die was ontworpen als een tweezittervliegtuig met een vliegbereik van 10.000 km en een startgewicht van 350 ton. Zes motoren aangedreven door vloeibare waterstof moesten een snelheid van M = 6-8 leveren op een hoogte van 30-35 km.
Volgens deskundigen van het OKB im. A. N. Tupolev, de kosten van het bouwen van één VKS zouden ongeveer 480 miljoen dollar bedragen, in prijzen van 1995 (met de kosten van ontwikkelingswerk van 5, 29 miljard dollar). De geschatte kosten van de lancering zouden $ 13,6 miljoen bedragen, met een aantal van 20 lanceringen per jaar.
De eerste keer dat een model van het Tu-2000 vliegtuig werd getoond op de tentoonstelling "Mosaeroshow-92". Voordat de werkzaamheden in 1992 werden stopgezet, werden er voor de Tu-2000 gemaakt: een vleugelkast gemaakt van een nikkellegering, rompelementen, cryogene brandstoftanks en composiet brandstofleidingen.
Atoom M-19
Een oude "concurrent" in strategische vliegtuigen van de OKB im. Tupolev - Experimental Machine-Building Plant (nu EMZ genoemd naar Myasishchev) was ook betrokken bij de ontwikkeling van een eentraps videoconferentiesysteem in het kader van R&D "Kholod-2". Het project kreeg de naam "M-19" en voorzag in uitwerking over de volgende onderwerpen:
Onderwerp 19-1. Oprichting van een vliegend laboratorium met een elektriciteitscentrale op vloeibare waterstofbrandstof, ontwikkeling van technologie voor het werken met cryogene brandstof;
Onderwerp19-2. Ontwerp- en engineeringwerkzaamheden om het uiterlijk van een hypersonisch vliegtuig te bepalen;
Onderwerp 19-3. Ontwerp- en engineeringwerkzaamheden om het uiterlijk van een veelbelovend videoconferentiesysteem te bepalen;
Onderwerp 19-4. Ontwerp- en engineeringwerkzaamheden om het uiterlijk van alternatieve opties te bepalen
VKS met nucleair voortstuwingssysteem
Onder direct toezicht van General Designer V. M. is aan de veelbelovende VKS gewerkt. Myasishchev en algemeen ontwerper A. D. Tohuntsa. Om de onderdelen van O&O uit te voeren, werden plannen goedgekeurd voor samenwerking met ondernemingen van het Ministerie van Luchtvaartindustrie van de USSR, waaronder: TsAGI, TsIAM, NIIAS, ITAM en vele anderen, evenals met het Onderzoeksinstituut van de Academie van Wetenschappen en het Ministerie van Defensie.
Het uiterlijk van de M-19 eentraps VKS werd bepaald na onderzoek van talloze alternatieve opties voor de aerodynamische lay-out. In termen van onderzoek naar de kenmerken van een nieuw type elektriciteitscentrale, werden scramjet-modellen getest in windtunnels met snelheden die overeenkomen met de getallen M = 3-12. Om de effectiviteit van de toekomstige VKS te beoordelen, werden ook wiskundige modellen van de systemen van het apparaat en de gecombineerde energiecentrale met een nucleaire raketmotor (NRE) uitgewerkt.
Het gebruik van het ruimtevaartsysteem met een gecombineerd nucleair voortstuwingssysteem impliceerde uitgebreide mogelijkheden voor intensieve verkenning van zowel de nabije aarde, inclusief afgelegen geostationaire banen, als de diepe ruimte, inclusief de maan en de nabije maanruimte.
De aanwezigheid van een nucleaire installatie aan boord van de VKS zou het ook mogelijk maken om deze te gebruiken als een krachtige energiehub om de werking van nieuwe soorten ruimtewapens (straal, straalwapens, middelen om klimatologische omstandigheden te beïnvloeden, enz.) te verzekeren.
Het gecombineerde aandrijfsysteem (KDU) omvatte:
Marcherende nucleaire raketmotor (NRM) op basis van een kernreactor met stralingsbescherming;
10 bypass-turbojetmotoren (DTRDF) met warmtewisselaars in het binnenste en buitenste circuit en naverbrander;
Hypersonische straalmotoren (scramjet-motoren);
Twee turbocompressoren om waterstof door DTRDF-warmtewisselaars te pompen;
Distributie-eenheid met turbopomp-eenheden, warmtewisselaars en pijpleidingkleppen, brandstoftoevoerregelsystemen.
Waterstof werd gebruikt als brandstof voor de DTRDF- en scramjet-motoren, en het was ook een werkvloeistof in een gesloten lus van de NRE.
In zijn definitieve vorm zag het M-19-concept er als volgt uit: een lucht- en ruimtevaartsysteem van 500 ton voert de start en initiële versnelling uit als een nucleair vliegtuig met motoren met gesloten cyclus, en waterstof dient als koelmiddel dat warmte van de reactor overbrengt naar tien turbojetmotoren. Naarmate de acceleratie en klim vordert, begint waterstof te worden geleverd aan de naverbranders van de turbojetmotor, iets later aan de direct-flow scramjet-motoren. Ten slotte wordt op een hoogte van 50 km, bij een vliegsnelheid van meer dan 16M, een atomaire NRM met een stuwkracht van 320 tf ingeschakeld, die zorgde voor een uitgang naar een werkende baan met een hoogte van 185-200 kilometer. Met een startgewicht van ongeveer 500 ton moest het M-19 ruimtevaartuig een lading van ongeveer 30-40 ton lanceren in een referentiebaan met een helling van 57,3 °.
Opgemerkt moet worden dat een weinig bekend feit is dat bij het berekenen van de kenmerken van de CDU bij turboprooot-flow, rocket-direct-flow en hypersonische vliegmodi, de resultaten van experimentele studies en berekeningen werden gebruikt, uitgevoerd bij TsIAM, TsAGI en ITAM SB AS USSR.
Ajax "- hypersound op een nieuwe manier
Werk aan de creatie van een hypersonisch vliegtuig werd ook uitgevoerd bij SKB "Neva" (St. Petersburg), op basis waarvan de State Research Enterprise of Hypersonic Speeds werd gevormd (nu OJSC "NIPGS" HC "Leninets").
De NIPGS benaderde de oprichting van GLA op een fundamenteel nieuwe manier. Het concept van GLA "Ajax" werd eind jaren tachtig naar voren gebracht. Vladimir Lvovich Freistadt. De essentie ligt in het feit dat de GLA geen thermische beveiliging heeft (in tegenstelling tot de meeste videoconferenties en GLA). De warmtestroom die ontstaat tijdens hypersonische vlucht wordt toegelaten in de HVA om zijn energiebron te vergroten. De GLA "Ajax" was dus een open aerothermodynamisch systeem, dat een deel van de kinetische energie van de hypersonische luchtstroom omzet in chemische en elektrische energie, waarmee tegelijkertijd het probleem van het koelen van het casco werd opgelost. Hiervoor werden de hoofdcomponenten van een chemische warmteterugwinningsreactor met een katalysator ontworpen, die onder de huid van het casco werd geplaatst.
De vliegtuighuid op de meest thermisch belaste plaatsen had een tweelaagse huid. Tussen de lagen van de schaal bevond zich een katalysator gemaakt van een hittebestendig materiaal (“nikkelsponzen”), een actief koelsubsysteem met chemische warmteterugwinningsreactoren. Volgens berekeningen was de temperatuur van de GLA-casco-elementen in alle modi van hypersonische vlucht niet hoger dan 800-850 ° C.
De GLA omvat een straalmotor met supersonische verbranding geïntegreerd in het casco en de belangrijkste (onderhouds)motor - een magneto-plasma-chemische motor (MPKhD). MPKhD is ontworpen om de luchtstroom te regelen met behulp van een magneto-gasdynamische versneller (MHD-versneller) en stroomopwekking met behulp van een MHD-generator. De generator had een vermogen van maximaal 100 MW, wat voldoende was om een laser van stroom te voorzien die in staat was om verschillende doelen in bijna-aardbanen te raken.
Er werd aangenomen dat de mid-flight MPKM in staat zou zijn om de vliegsnelheid over een breed bereik van het vlucht Mach-getal te veranderen. Door de vertraging van de hypersonische stroming door een magnetisch veld werden optimale omstandigheden gecreëerd in de supersonische verbrandingskamer. Tijdens tests bij TsAGI kwam naar voren dat de koolwaterstofbrandstof die in het kader van het Ajax-concept wordt gecreëerd, meerdere malen sneller verbrandt dan waterstof. De MHD-versneller zou de verbrandingsproducten kunnen "versnellen", waardoor de maximale vliegsnelheid wordt verhoogd tot M = 25, wat een uitgang naar een bijna-baan om de aarde garandeerde.
De civiele versie van het hypersonische vliegtuig is ontworpen voor een vliegsnelheid van 6000-12000 km / u, een vliegbereik tot 19000 km en een rijtuig van 100 passagiers. Er is geen informatie over de militaire ontwikkelingen van het Ajax-project.
Russisch hypersound-concept - raketten en PAK DA
Het werk dat in de USSR en in de eerste jaren van het bestaan van het nieuwe Rusland op hypersonische technologieën is uitgevoerd, maakt het mogelijk om te beweren dat de oorspronkelijke binnenlandse methodologie en wetenschappelijke en technische basis zijn bewaard en gebruikt om Russische GLA te creëren - zowel in raketten en vliegtuigversies.
In 2004, tijdens de bevelstafoefening van Security 2004, heeft de Russische president V. V. Poetin legde een verklaring af die nog steeds de geest van het "publiek" opwindt. “Er zijn experimenten en enkele tests uitgevoerd … Binnenkort zullen de Russische strijdkrachten gevechtssystemen ontvangen die in staat zijn om op intercontinentale afstanden te werken, met hypersonische snelheid, met grote nauwkeurigheid, met brede manoeuvres in hoogte en richting van impact. Deze complexen zullen alle voorbeelden van antiraketverdediging, bestaande of veelbelovende, hopeloos maken."
Sommige binnenlandse media interpreteerden deze verklaring naar beste weten. Bijvoorbeeld: "'S Werelds eerste hypersonische manoeuvreerraket werd ontwikkeld in Rusland, die werd gelanceerd vanaf de Tu-160 strategische bommenwerper in februari 2004, toen de commandopost-oefening van Security 2004 werd uitgevoerd."
In feite werd tijdens de oefening een RS-18 "Stilet" ballistische raket met nieuwe gevechtsuitrusting gelanceerd. In plaats van een conventionele kernkop had de RS-18 een soort apparaat dat in staat is om de hoogte en richting van de vlucht te veranderen, en zo elke raketverdediging, inclusief de Amerikaanse, te overwinnen. Blijkbaar was het tijdens de Security 2004-oefening geteste apparaat een weinig bekende X-90 hypersonische kruisraket (GKR), ontwikkeld door het Raduga Design Bureau in de vroege jaren negentig.
Afgaande op de prestatiekenmerken van deze raket, kan de strategische bommenwerper Tu-160 twee X-90's aan boord nemen. De rest van de kenmerken zien er als volgt uit: de massa van de raket is 15 ton, de hoofdmotor is een scramjet-motor, het gaspedaal is vast drijfgas, de vliegsnelheid is 4-5 M, de lanceerhoogte is 7000 m, de vlucht hoogte is 7000-20000 m, het lanceerbereik is 3000-3500 km, het aantal kernkoppen is 2, de opbrengst van de kernkop is 200 kt.
In het geschil over welk vliegtuig of raket beter is, verloren vliegtuigen het vaakst, omdat de raketten sneller en effectiever bleken te zijn. En het vliegtuig werd een drager van kruisraketten die doelen konden raken op een afstand van 2500-5000 km. Door een raket op een doelwit te lanceren, kwam de strategische bommenwerper niet in het gebied van de tegengestelde luchtverdediging, dus het had geen zin om het hypersonisch te maken.
De "hypersonische concurrentie" tussen vliegtuig en raket nadert nu een nieuwe ontknoping met een voorspelbaar resultaat - raketten lopen weer voor op vliegtuigen.
Laten we de situatie beoordelen. De langeafstandsluchtvaart, die deel uitmaakt van de Russian Aerospace Forces, is bewapend met 60 Tu-95MS turbopropvliegtuigen en 16 Tu-160 straalbommenwerpers. De levensduur van de Tu-95MS verloopt over 5-10 jaar. Het ministerie van Defensie heeft besloten het aantal Tu-160's uit te breiden naar 40 eenheden. Er wordt gewerkt aan de modernisering van de Tu-160. Zo zullen er binnenkort nieuwe Tu-160M's aankomen bij de Aerospace Forces. Het Tupolev Design Bureau is ook de belangrijkste ontwikkelaar van het veelbelovende langeafstandsluchtvaartcomplex (PAK DA).
Onze “potentiële vijand” zit niet stil, hij investeert in de ontwikkeling van het Prompt Global Strike (PGS) concept. De capaciteiten van het Amerikaanse militaire budget in termen van financiering overtreffen de capaciteiten van de Russische begroting aanzienlijk. Het ministerie van Financiën en het ministerie van Defensie maken ruzie over de hoogte van de financiering van het Staatsbewapeningsprogramma voor de periode tot 2025. En we hebben het niet alleen over de huidige uitgaven voor de aankoop van nieuwe wapens en militaire uitrusting, maar ook over veelbelovende ontwikkelingen, waaronder PAK DA- en GLA-technologieën.
Bij het maken van hypersonische munitie (raketten of projectielen) is niet alles duidelijk. Het duidelijke voordeel van hypersound is snelheid, korte naderingstijd naar het doelwit en een hoge garantie voor het overwinnen van luchtverdedigings- en raketafweersystemen. Er zijn echter veel problemen: de hoge kosten van wegwerpmunitie, de complexiteit van de controle bij het veranderen van het vluchttraject. Dezelfde tekortkomingen werden doorslaggevende argumenten bij het verminderen of sluiten van programma's voor bemande hypersound, dat wil zeggen voor hypersonische vliegtuigen.
Het probleem van de hoge kosten van munitie kan worden opgelost door de aanwezigheid aan boord van het vliegtuig van een krachtig computercomplex voor het berekenen van de parameters van bombardementen (lancering), die conventionele bommen en raketten in precisiewapens verandert. Soortgelijke computersystemen aan boord die zijn geïnstalleerd in de kernkoppen van hypersonische raketten, maken het mogelijk om ze gelijk te stellen aan de klasse van strategische hoge-precisiewapens, die volgens militaire specialisten van de PLA ICBM-systemen kunnen vervangen. De aanwezigheid van GLA voor strategische afstandsraketten zal de noodzaak om de langeafstandsluchtvaart in stand te houden in twijfel trekken, aangezien deze beperkingen heeft op de snelheid en effectiviteit van gevechtsgebruik.
Het verschijnen in het arsenaal van een leger van een hypersonische luchtafweerraket (GZR) zal de strategische luchtvaart dwingen zich te "verstoppen" op vliegvelden, tk. De maximale afstand van waaruit kruisraketten van een bommenwerper kunnen worden gebruikt, zullen dergelijke luchtlandingsraketten in een paar minuten overwinnen. Door het bereik, de nauwkeurigheid en de manoeuvreerbaarheid van de GZR te vergroten, kunnen ze vijandelijke ICBM's op elke hoogte neerschieten en een massale aanval van strategische bommenwerpers verstoren voordat ze de lanceerlijnen van kruisraketten bereiken. De piloot van de "strateeg" zal mogelijk de lancering van het luchtverdedigingsraketsysteem detecteren, maar het is onwaarschijnlijk dat hij tijd heeft om het vliegtuig van de nederlaag af te leiden.
De ontwikkelingen van de GLA, die nu intensief worden uitgevoerd in ontwikkelde landen, geven aan dat er gezocht wordt naar een betrouwbaar instrument (wapen) dat de vernietiging van het vijandelijk kernarsenaal kan garanderen vóór het gebruik van kernwapens, als laatste argument bij het beschermen van de staatssoevereiniteit. Hypersonische wapens kunnen ook worden gebruikt in de belangrijkste centra van de politieke, economische en militaire macht van de staat.
Hypersound is in Rusland niet vergeten, er wordt gewerkt aan het maken van raketwapens op basis van deze technologie (Sarmat ICBM's, Rubezh ICBM's, X-90), maar vertrouwen op slechts één type wapen ("wonderwapen", "vergeldingswapens ") Zou in ieder geval niet correct zijn.
Er is nog steeds geen duidelijkheid over de oprichting van de PAK DA, omdat de basisvereisten voor het doel en het gevechtsgebruik nog onbekend zijn. De bestaande strategische bommenwerpers, als componenten van de nucleaire triade van Rusland, verliezen geleidelijk aan hun belang door de opkomst van nieuwe soorten wapens, waaronder hypersonische.
De koers om Rusland 'in te dammen', uitgeroepen tot de belangrijkste taak van de NAVO, is objectief in staat te leiden tot agressie tegen ons land, waaraan de met moderne middelen getrainde en gewapende Noord-Atlantische Verdragslegers zullen deelnemen. In termen van het aantal personeel en wapens, overtreft de NAVO Rusland met 5-10 keer. Rond Rusland wordt een "sanitaire gordel" gebouwd, inclusief militaire bases en raketverdedigingsposities. In wezen worden door de NAVO geleide activiteiten in militaire termen beschreven als operatiegebied (theater van operaties) operationele voorbereiding. Tegelijkertijd blijven de Verenigde Staten de belangrijkste bron van wapenleveranties, net als in de Eerste en Tweede Wereldoorlog.
Een hypersonische strategische bommenwerper kan zich binnen een uur overal ter wereld bevinden boven elke militaire faciliteit (basis), van waaruit de aanvoer van middelen voor groeperingen van troepen wordt verzorgd, ook in de "sanitaire gordel". Lage kwetsbaarheid voor raketverdedigings- en luchtverdedigingssystemen, het kan dergelijke objecten vernietigen met krachtige, zeer nauwkeurige niet-nucleaire wapens. De aanwezigheid van zo'n GLA in vredestijd zal een extra afschrikmiddel worden voor de aanhangers van wereldwijde militaire avonturen.
De civiele GLA kan de technische basis worden voor een doorbraak in de ontwikkeling van intercontinentale vluchten en ruimtetechnologieën. De wetenschappelijke en technische basis voor de projecten Tu-2000, M-19 en Ajax is nog steeds relevant en er kan veel vraag naar zijn.
Wat zal de toekomstige PAK DA zijn - subsonisch met SGKR of hypersonisch met gemodificeerde conventionele wapens, het is aan de klanten - het ministerie van Defensie en de regering van Rusland.
“Wie wint door voorlopige berekening voor de strijd heeft veel kansen. Wie voor de slag niet door berekening wint, heeft weinig kans. Wie veel kansen heeft, wint. Wie weinig kans heeft, wint niet. Bovendien degene die helemaal geen kans maakt." / Sun Tzu, "De kunst van het oorlogvoeren" /
Militair expert Alexey Leonkov
