Оглавление
… броневой ударный батальон!
Вот как бывает…
По родной земле дальневосточной…
… и пошёл, командою взметён!
Но разведка доложила точно…
Огнь, Птчок, Огнь!
Хороший самолёт должен быть крепким.
Хороший самолёт должен быть красивым.
alex-anpilogov.livejournal.com 06.12.2015 15:55
… броневой ударный батальон!
06.12.2015 15:55
Читатели, просматривавшие мой цикл статей о ПРО (1, 2, 3), безусловно могли заметить то, что «текст песни немного не окончен».
Как должны были отметить и тот факт, что рассуждая о концепции глобального быстрого удара, дилемме ПРО и противодействии новым доктринам США в вопросе борьбы с ядерным потенциалом России — я в итоге обошёл вниманием саму систему ПРО, которую уже достаточно давно эксплуатирует СССР (а теперь — Россия) и пытается выстроить США.
Причина тому, в общем-то, была. Поскольку тот человек, с которым мы иногда по старой памяти обсуждаем ракетно-ядерные дела и который навёл меня на мысли о «Статусе-6», предложил в разговоре месячной давности не писать пока что о российском ПРО. Мол, скоро сам увидишь новости, а с ними и писать будет полегче, благо, мысли у тебя в правильном направлении идут...
Новости, в общем-то, пришли[1] , и на русском их тоже оттранслировали[2] .
После чего немалая часть «ультрапатриотов» взорвалась бурей эмоций: «Ну всё, звизда америкашке! Собъём все их МБР и спутники!»
Насколько же это реально?
Для того, чтобы понять возможности нового и засекреченного комплекса противоракет А-235 «Нудоль», необходимо учесть два простых факта:
1) Большая часть информации о ракетной технике 1960-1980х годов уже рассекречена и лежит в открытом доступе. Кроме того, тенденции и заделы технологий 2010х годов во многом можно увидеть и в изделиях начала 1960х.
2) К концу 1980х годов технология ЖРД, РДТТ и ракетостроения в целом уже вышла на свой «уровень насыщения», в силу чего инновации в ракетном деле сегодня даются очень скупо и никакого «роста в разы», а тем более на порядки, уже невозможно представить. Не потому, что не хочется. Хочется, и даже очень. Да вот только всякие объективные законы физики, химии и других точных наук сделать этого не позволяют.
И, поэтому, начнём с одного интересного документа.
Это — страница из настоящего британского шпионского отчёта, рассекреченного в 1990х годах и посвящённого ноябрьскому параду 1964 года на Красной площади, на котором СССР впервые показал «городу и миру» противоракеты дальнего радиуса действия системы ПРО Москвы, которые впоследствии стали известны под кодовым наименованием "система А-35 «Алдан»[3] ."
Здесь необходимо сделать важное замечание. Часто ракеты и системы, в которые они входят, путают. В частности, система ПРО — это не только противоракеты, но и направляющие их радары, без которых часто противоракеты слепы и беспомощны.
Но в рамках нашего рассказа мы сосредоточимся именно на противоракетах, а вопрос радаров вскользь поднимем только в конце и оставим на следующую часть.
Машины комплекса А-35 «Алдан» с противоракетами 5В61 / А-350Ж на Параде в Москве 7 ноября 1967 года
Интересно, что достаточно детальная информация о строении противоракеты дальнего радиуса действия 5В61 / А-350Ж, включая её примерные лётные характеристики и достаточно правильные догадки о её внутреннем устройстве была почерпнута британскими шпионами отнюдь не путём подкупа каких-либо советских инженеров или конструкторов, а лишь на основе анализа... фотографий ракетного комплекса.
Вот вам страницы оригинального отчёта, для самостоятельного изучения:
Как видите — никакой магии.
Именно так и получается большинство якобы «секретной» информации: путём анализа её утечек в открытых источниках, а то и в виде прямой фиксации представленного на парадах, военных выставках или же на боевых манёврах войск противника.
Например, во многом исключительно для данных целей поддерживался в СССР громадный флот научных и рыболовецких судов — практически любые военно-морские учения стран НАТО тут же сопровождались либо «ловцами тунца», либо же скромными «исследователями коралловых рифов».
Противоракета 5В61 / А-350Ж комплекса А-35 «Алдан», без пускового контейнера и с развёрнутыми стабилизаторами.
Однако, вернёмся к баллистическим характеристикам А-35 «Алдан» (ракета 5В61 / А-350Ж). Как видите, древний аналог современной и перспективной А-235 «Нудоль» уже был реальной заатмосферной ракетой. То есть — тем самым «убийцей спутников», о котором вдруг решила сегодня покричать пропаганда.
На первой диаграмме достаточно точно оценена как максимальная дальность противоракеты (270 километров при угле запуска 75° к горизонту, до 720 километров при угле запуска в 40° к горизонту), так и её предельная высота поражения цели (около 600 километров).
Понятное дело, на таких предельных расстояниях и высотах полёт противоракеты уже должен был быть практически баллистическим, а время подлёта к цели составило бы не менее 5 минут (300 секунд), поэтому фактически для реальных ракет 5В61 / А-350Ж было принято предельное время поражение цели в 180 секунд, что соответствовало расстоянию от точки пуска «по прямой» в 400 километров.
Характеристика старта ракеты по данным британского отчёта.
Надо сказать, что только по внешнему виду ракеты британские шпионы весьма точно угадали её характеристики. Реальная 5В61 / А-350Ж на 80-й секунде могла поразить цель на высоте в 130 км при запуске по зенитной траектории, по расчётам же британцев она могла бы это делать на высоте в 400 000 футов (около 122 км).
Достаточно точно определили британцы и углы пуска противоракет: для запуска реальных советских противоракет использовались крутые, зенитные траектории, которые учитывали специфику траекторий МБР и соответствовали двум фиксированным углам запуска в 78° и в 60° градусов, а в британском отчёте предполагались углы в 75° и в 60° градусов. Такова специфика нашего подлунного мира — в конечном счёте это только в анекдотах «в военное время значение синуса может доходить до трёх», а в реальной жизни ускорение свободного падения или формула Циолковского действуют на всех одинаково. Вне выбранного вероисповедания, идеологии или же преимуществ данного в ощущениях социального строя.
Стартовые комплексы противоракет системы А-35 «Алдан» (ракета 5В61 / А-350Ж) в подмосковном Клину.
Посмотрим именно такими, физически-отстранёнными глазами, на перспективную систему ПРО А-235 «Нудоль».
В конечном счёте, именно А-35 «Алдан», через свою модификацию А-135 «Амур» с противоракетой 51Т6 являлся тем прототипом, на основе которого потом создавалась перспективная противоракета А-235.
Уже в ракете 51Т6 комплекса А-135 «Амур» мы видим развитие характеристик 5В61 / А-350Ж. Даже визуально видно, что ракета становится тяжелее, меняется её первая ступень, увеличивается общая длина.
За счёт таких модификаций достигается большая дальность и скороподъёмность — даже по самым консервативным данным противоракета 51Т6 комплекса А-135 «Амур» имеет предельную дальность в 600 километров «по прямой». В некоторых источниках говорится и о 900 километрах дальности противоракеты 51Т6, но тут скорее речь идёт вариантах баллистического поражения цели, исключительно в расчёте на мощность и радиус поражения ядерного заряда спец-БЧ.
Поднята у 51Т6 и предельная высота поражения цели, которая составляет для 51Т6 около 700 километров при запуске её по зенитной траектории.
Массо-габаритный макет противоракеты 51Т6 комплекса А-135 «Амур» в подмосковном Софрино.
Такие параметры противоракеты покупаются уже достаточно дорогой ценой. Достаточно одного взгляда (привет, британские шпионы!), чтобы понять, что 51Т6 всё-таки весит около 45 тонн, а не 33 тонны, как её предшественница 5В61 из комплекса А-35.
За всё в жизни надо платить.
Например, у США с созданием нормальных противоракет не задалось именно по причине нежелания учёта данного фактора. Ограничивающим моментом для них стало неистребимое желание американских адмиралов любой ценой использовать для запуска противоракет возможности штатной флотской пусковой ракетной установки Mk-41[4] .
Именно из этой установки американцы производят запуски всего, что мы только видим и слышим в новостях — и крылатых ракет «Томагавк», и зенитных ракет RIM-7 «Си Спэрроу», и зенитных управляемых ракет SM-2 «Стандарт» системы «Иджис».
 <Запуск «Си Спэрроу» из установки Mk-41
Максимальная длина ракеты в системе Mk-41 может составлять 7,7 метра, а вес ракеты вместе с капсулой ограничен 14,5 тоннами (для так называемой «ударной» версии пусковой установки). Ограниченным является и диаметр единичного пускового модуля , который для «ударной» версии составляет 584 мм (23 дюйма), то бишь лишь немногим больше полуметра.
Попытки флота как-то улучшить стандартную пусковую установку Mk-41 пока что привели к дилемме[6] «расстояния между задницами древнеримских лошадей» — новая пусковая установка Mk 57 для американского флота может вместить ракетный контейнер с полной массой в 15,2 тонны, что всё равно чертовски мало для нормальной противоракеты системы ПРО!
В таких условиях, исходя из доступных для ЖРД или РДТТ удельных импульсов и принимая во внимание формулу Циолковского, можно понять, что в контейнер стандартной Mk-41 можно поместить весьма специфические ракеты — либо получается засунуть туда дозвуковой, простой и весьма тихоходный «Томагавк», либо же, если пытаться поместить туда нормальную, мощную и скороподъёмную противоракету системы ПРО — то получается какой-то жуткий эрзац с весьма ограниченными возможностями.
Речь, конечно, идёт о надежде американского ПРО — ракете SM-3.
Схема размещения различных ракет в стандартных контейнерах Mk-41.
Ракета SM-3 «Стандарт» была создана на базе обычной зенитной ракеты SM-2 того же типа.
Вес ракеты SM-3 по сравнению с советскими 51Т6 и даже более древними 5В61 практически игрушечный — она весит всего лишь около 1,5 тонны.
Как следствие, даже для обеспечения дальности поражения при настильной траектории в 500 километров при максимальной высоте поражения объекта в 250 километров, которые были заявлены для SM-3 — приходится соответственно с её стартовой массой уменьшать и вес её боевой части.
В итоге реальным оружием SM-3 является не какая-нибудь спец-БЧ, весящая всё-таки под добрую сотню килограмм, а обычная лёгкая кинетическая болванка, называемая LEAP (lightweight eхo-atmospheric projectile — заатмосферная легкая боеголовка) и весящая всего около 30 килограмм:
LEAP с включёнными двигателями коррекции траектории в представлении художника.
По сути дела LEAP представляет собой небольшой маневрирующий аппарат, двигающийся с собственной скоростью около 2,7 км/секунду. Учитывая, что LEAP движется навстречу цели, вектор её скорости складывается с вектором скорости цели, которая и сама может двигаться с суборбитальными (МБР и её боеголовки) или первыми космическими скоростями (спутники).
Итогом такого подхода является уже как-то разобранный мною[7] парадокс орбитального кинетического перехватчика — весящая около 30 килограмм боеголовка LEAP при столкновении с целью высвобождает около 130 мега джоулей кинетической энергии, что соответствует взрыву 31 килограмма тринитротолуола, что, в общем-то, больше её собственного веса.
Однако, понятным образом, принцип кинетического воздействия требует от боеголовки SM-3 как минимум двух обязательных моментов: во-первых, противоракета SM-3 стартовать на курсе перехвата, а не вдогонку МБР или спутнику, и, во-вторых, от LEAP требуется беспрецедентная точность попадания: ей надо точно угодить именно в контур МБР или спутника, а иначе принцип кинетического воздействия просто не сработает.
Понятное дело, даже с учётом корректировки радарами системы «Иджис», сама по себе SM-3 отнюдь не обеспечивает такой выдающейся точности.
SM-3 в сборочном цеху компании «Рейтеон». Как видите, по сравнению с 51Т6 и 5В61 всё выглядит более, чем скромно.
Функцию окончательного наведения и обеспечения попадания в цель берт на себя уже система самой LEAP. По утверждениям разработчиков, LEAP способна за счёт своей двигательной системы осуществить коррекцию в пределах 3-5 километров при условии, что цель находится на предельной дальности поражения в 500 километров.
Понятным образом, при меньших расстояниях до цели задача корректировки баллистической траектории для LEAP усложняется — у неё просто не хватает времени на то, чтобы обеспечить соответствующее отклонение по для точного попадания в цель.
Отсюда, в общем-то, и понятна логика американского «Евро-ПРО», как и принцип противодействия его развёртыванию.
Во-первых, абсолютно понятно, что системы «Евро-ПРО», построенные на использовании SM-3, просто «не достанут» до стартующих МБР даже для случая запуска «Ярса» из Козельска.
Тут включится в действие сразу два фактора: с одной стороны, при выходе из атмосферы на высоту поражения LEAP-ом, третьи ступени «Ярсов» или «Тополей» уже имеют скорость около 4-5 км/c, что сразу же обесценивает кинетическую природу перехватчика, в этом случае движущегося по догоняющей траектории, с другой стороны, общее время активного участка первой и второй ступени «Ярса» или «Тополя», составляющее всего лишь около 120 секунд, не позволяет перехватчику на базе SM-3 выйти на нужную высоту.
В общем-то, все эти вещи хорошо разобраны в американской аналитической статье[8] , которая тоже разочаровано утвержает «нет, не перехватим»:
Запуск ракет-перехватчиков SM-3 из Польши: не успеем!
При этом я должен сказать, что данная статья достаточно оптимистично оценивает возможности совершенствования SM-3.
Так, для SM-3 Block IA/B дальность поражения цели заявлена в 700 километров (что уже, если честно, лежит на баллистической траектории, по факту дай бог, чтобы хватало сил на 500 километров), а вот для перспективногой ракеты SM-3 с боевой частью Block IIA, которая по своим размерам уже вплотную приблизится к «Томагавку» и к предельному размеру контейнера установки Mk-41, она заявлена... в 2500 километров, что вообще находится за пределами «добра и зла».
Заявленная эволюция дизайна SM-3. По факту будущий Block IIA займёт весь отведенный объём контейнера Mk-41.
2500 километров для противоракеты ПРО — это уже слишком много. Даже на баллистической, заатмосферной скорости в 4-5 км/секунду это составляет около 500 секунд полёта. В то время, как активный участок полёта «Ярса» или «Тополя», даже с учётом отработки третьей ступени, составит около 180 секунд. Понятное дело, после этого момента перехватчику надо будет иметь дело с массой ложных целей, постановщиков помех и прочей «требухи» из головной части ракеты, а инфракрасные головки самонаведения LEAP будут бесполезны против молчащих и холодных боеголовок.
Однако, опасность в развёртывании Евро-ПРО, безусловно, есть. Рассуждая о радарах раннего обнаружения, я подчёркивал, что чем ближе они находятся к территории вероятного противника, тем быстрее и чётче они определяют точки запуска ракет.
С этой точки зрения — радар Евро-ПРО в Чехии безусловно станет первейшей целью для упреждающего удара. Ну а если удар нанести не удастся, то от встречающих боеголовки на территории США комплексов SM-3 российские МБР и БРПЛ должны защитить те самые гиперзвуковые маневрирующие блоки, о которых я уже как-то писал .
Это эдакое «кинетическое оружие наоборот», для которого осуществить манёвр в 3-5 километров по высоте или по курсу на расстоянии в 300 километров — просто плёвое дело. И который уже не достать никаким маневрирующим блоком LEAP.
Однако, проблема развёртывания новой системы ПРО А-235 «Нудоль», славной наследницы А-35 «Алдан» и А-135 «Амур», отнюдь не ограничивается констатацией отрадного «у нас толще, тяжелее, дальнобойнее и скороподъёмнее».
Дело как раз и состоит в том, что выход из системы ПРО, который устроили США, приведёт неизбежно к новому витку напряжённости и гонки вооружений.
И об этом — в следующем материале.
Как и возможных параметрах системы ПРО А-235, которые мы, опять таки, выстроим исключительно из открытых источников.
Вот как бывает…
12.11.2015 10:09
Океанская многоцелевая система «Статус-6».
Разработчик — ОАО «ЦКБ МТ "Рубин"».
Назначение - "Поражение важных объектов экономики противника в районе побережья и нанесение гарантированного неприемлемого ущерба территории страны путем создания зон обширного радиоактивного заражения, непригодных для осуществления в этих зонах военной, хозяйственно-экономической и иной деятельности в течении длительного времени"
В качестве предполагаемых носителей вверху слева изображена строящаяся атомная подводная лодка специального назначения «Белгород» проекта 09852, справа — строящаяся атомная подводная лодка специального назначения «Хабаровск» проекта 09851.
Вот так интересно бывает.
Общаешься с интересным человеком, который упоминает тебе о поставленной задаче реанимации идей товарища Сахарова, но на новом технологическом уровне — и просит проверить реакцию общественности.
Пишешь статью в любимую газету[9] — человек-то интересный, тема тебе близкая и понятная, а пофантазировать на тему «ура, мы ломим, гнутся шведы» — всегда приятно.
Тем более, что ты понимаешь, что лучше уж ядерное цунами, чем изначально невозможный и маловероятный вариант подгадать с извержением супервулкана (да, «Йелоустон»)
А потом, нате, «Статус-6».
Причём, судя по фотографии, всё-таки в варианте торпеды.
Хотя, по мне, ракета всё-таки лучше.
Нарастающее давление США на РФ с прямыми угрозами полномасштабной войны против нашей страны возрождает к жизни концепцию академика А.Н.Сахарова, который в письме И.В. Сталину предложил нанести асимметричный ядерно-климатический удар, взорвав в специально вычисленных точках Мирового океана ядерные заряды, способные вызвать такие климатические катастрофы (цунами и извержение вулканов), которые приведут к уничтожению вероятного противника.
Идея использования сил самой природы для разрушения созданного человечеством — изобретение насыщенного войнами ХХ века. Самым масштабным актом такого рода считается рукотворное наводнение в долине реки Хуанхэ, которое китайцы произвели путём подрыва дамб на Жёлтой реке в июне 1938 года, в попытке затопить пути наступления японской армии.
Эта спецоперация гоминьдановского правительства показала и всю силу, и органические слабости "природного оружия" — с одной стороны, июньское наступление японцев на Ухань было остановлено до октября 1938 года, и вся провинция Хэнань, попавшая в центр наводнения, до конца войны с японцами превратилась в центр партизанского движения, но, с другой стороны, количество мирных жителей, погибших от использования воды в качестве оружия, согласно самым консервативным оценкам, достигло 300 тысяч человек, а ещё около 5 миллионов китайцев остались без крова и стали вынужденными беженцами.
Второй, уже чисто умозрительный, вариант использования сил природы для нанесения возможного неотвратимого урона противнику, связан с периодом "холодной войны" между СССР и США. В начале 1950-х годов СССР, вслед за испытаниями ядерных бомб первого поколения, основанных на использовании реакции распада плутония, приступил к созданию второго поколения атомного оружия — термоядерных бомб, основанных на реакциях синтеза тяжёлых изотопов водорода, дейтерия и трития. Эти новые "водородные" бомбы оказались гораздо мощнее своих плутониевых предшественников — в отличие от плутониевых зарядов, ограниченных так называемой "критической массой", при которой в бомбе начиналась спонтанная ядерная реакция, в термоядерных бомбах подрыв осуществлялся не доведением массы заряда до критической, а сочетанием высокого давления и температуры, запускающей реакцию синтеза дейтерия и трития, что практически не ограничивало верхний предел мощности бомбы.
Исходя из такой особенности термоядерного оружия в начале 1950-х годов, и стартовала "гонка водородных испытаний", в которой мощность термоядерного оружия очень быстро поднялась от сотен килотонн тротилового эквивалента до единиц, а потом — и десятков мегатонн мощности единичного взрыва. Вершиной этого забега стало испытание в СССР самой мощной термоядерной бомбы на Новой Земле, мощность которой составила 58 мегатонн тротилового эквивалента и обеспечила ей уважительное название "Царь-бомба".
Но самый впечатляющий проект использования термоядерного оружия так и остался "за кадром" репортажей ТАСС и официальных заявлений МИДа СССР.
В тиши кабинетов конструкторских бюро и в коридорах Генштаба родился и был детально проработан проект так называемой "Царь-торпеды", которая должна была стартовать с борта первой советской атомной субмарины проекта 627 и могла доставить к побережью США увеличенную версию "царь-бомбы" мощностью в 100 мегатонн, разработка которой была проведена в НИИ-1011 (Челябинск-50, сегодня — Снежинск). Громадная торпеда диаметром в полтора метра и весом более 40 тонн должна была доставить к побережью США сверхмощный термоядерный заряд, который и должен был обеспечить, путём его подводного подрыва, циклопическую волну рукотворного цунами, вполне способного смыть прибрежные города Америки с лица земли.
Учитывая то, что восточное атлантическое побережье США имеет плотность населения, сравнимую с плотностью населения Китайской равнины, последствия такого "термоядерного цунами" были бы чудовищными — речь шла о полном уничтожении таких крупных городов, как Нью-Йорк, Нью-Джерси и Бостон, штаты восточного побережья США могли быть смыты наступившим морем на 20-30 километров в глубь от линии морского побережья.
Тогда, в 1954 году, проект "Царь-торпеды" был остановлен сразу по нескольким причинам. Основной причиной в последующих мемуарах называлась гуманность советских адмиралов, однако на деле ситуация была прозаичнее и проще: громадная торпеда плохо помещалась в прочный корпус даже такой огромной подлодки, как "проект 627", испытания показали недостаточную скорость полного хода торпеды, а моделирование морского боя показало, что в силу того, что "Царь-торпеда" заняла почти весь объём субмарины, то с "обрезанным" против штатного торпедным защитным вооружением подводная лодка проекта 627 не могла противостоять подводным лодкам-охотникам возможного противника.
Дополнительным фактором оказалось и наличие протяжённой отмели возле восточного побережья США, на которой индуцированное цунами потеряло бы ход и растратило бы разрушительную энергию.
Однако, время вносит свои коррективы. В начале 1960-х годов в распоряжении СССР появилась "длинная рука Москвы" — межконтинентальные баллистические ракеты (МБР). В отличие от подводных лодок, МБР практически нереально перехватить после её старта — все мифические программы космического ПРО, включая пресловутое лазерное оружие и другие страшилки американской СОИ (Стратегической Оборонной Инициативы), так и остались всего лишь "бумажными тиграми".
А вот МБР, снабжённая уже гораздо более компактным и лёгким, но столь же мощным ядерным боезарядом могла и может до сих пор доставить и 20-ти, и 100-мегатонную бомбу куда угодно, в том числе — и к побережью вероятного противника, на берегу какого бы моря он ни жил и ни строил свои агрессивные планы.
В конце 1980-х годов такие сверхмощные термоядерные боезаряды даже были установлены на гордости советского военного ракетостроения — ракете Р-36М2 "Воевода", которую американцы уважительно называли "Сатаной" за её разрушительную мощь. Одна из модификаций Р-36М2 получила уникальный боевой заряд — термоядерную бомбу мощностью в 20 мегатонн, которая, тем не менее, оказалась удивительно компактной, имея вес менее 5 тонн, в отличие от 26-тонной "Царь-бомбы".
Ракета Р-36М2 "Воевода" в модификации с боеголовкой в 20 мегатонн — вторая слева.
Точность этой боеголовки тоже была поразительной — так называемое круговое вероятное отклонение составило всего 220 метров в оригинальном проекте, а впоследствии было улучшено ещё вдвое.
Первоначально использование этого уникального боеприпаса планировалось для выведения из строя глобальной или тактической ПРО противника. Подрыв двадцати мегатонного монстра на высоте в 20-30 километров ещё в стратосфере создавал бы на громадной территории США эффект мощнейшего электромагнитного импульса, который бы массово выводил из строя все электронные системы противника и подавлял бы любую возможность контр-применения ПРО, направленного на перехват второго эшелона боеголовок, идущих к конкретным целям на континенте.
В 2009 году данные моноблочные головные части в рамках концепции "взаимного снижения угрозы" были сняты Россией с боевого дежурства. Однако МБР "Воевода" до сих пор находится в шахтах, а сам блок вполне может быть использован для возможного возврата к идее "Царь-торпеды" и рукотворного цунами.
Современный уровень компьютерного моделирования, защищённость МБР на всех участках полёта и возможности точности поражения цели боевыми блоками «Воеводы» создают совершенно иную реальность. Новый вариант «ядерного цунами» может быть реализован путём независимого подрыва 5-10 ядерных боезарядов даже 20-мегатонной мощности, но доставленных с помощью МБР в строго определённые точки Атлантического или Тихого океанов, а то и Мексиканского залива.
Скоординированный подрыв таких менее мощных, чем "царь-бомба", осуществлённый не путём обычной детонации при столкновении с грунтом, а по атомным часам точного времени, позволит создать так называемую интерференцию волн, когда на определённых участках морской поверхности волны взаимо-усиливаются, а на других — наоборот, гасятся. Это позволяет не только добиться гораздо более разрушительного эффекта от подрыва ядерного боезаряда, но и обойти пресловутую отмель на восточном побережье США — цунами можно практически создать возле самой цели, внезапно обрушив разрушительную волну, например, непосредственно на остров Манхеттэн и биржу Уолл-стрит.
Новые инициативы Америки, направленные на прикрытие всей территории США зонтиком ПРО, размещение ПРО и крупной группировки войск США в Европе, концепция "глобального молниеносного удара" по стратегическим ядерным силам и командным пунктам российской армии предполагают асимметричные ответы со стороны РФ. Доставка с помощью МБР — или же закладка в виде "ядерных фугасов" таких сверхмощных зарядов возле ключевых точек побережья США, и может быть тем асимметричным ответом России на открытую эскалацию напряжения в мире, проводимую США, и создание "кольца нестабильности" вокруг России, которое мы уже явно наблюдаем на примерах Украины, Армении и Средней Азии. Возможно, лишь угроза применения ядерного оружия, угроза явная, зримая и неотвратимая — может остановить агрессора. -
Кстати, в выборе между ракетой и торпедой для доставки термоядерного боезаряда есть и ещё одна возможность[10] — не исключено, что «гонка дронов» начнётся и в подводном противостоянии ядерных держав.
По родной земле дальневосточной…
31.10.2015 12:18
Вот ржавая рефсекция, но в ней внутри эрекция...
Переходя от анализа морской компоненты ядерной триады России и США к рассмотрению ситуации с межконтинентальными баллистическими ракетами (МБР) наземного базирования, мы наконец-то подходим к взаимо-увязыванию концепции «Быстрого глобального удара», логической ловушки ПРО и доктрины взаимного гарантированного сдерживания / уничтожения.
Если для СССР, а теперь и России головной болью всегда была морская компонента американской ядерной триады, то для США, без преувеличения, основным вопросом всегда стоял момент нейтрализации потенциала шахтных, железнодорожных и мобильных пусковых установок российских МБР.
И, в общем-то, и СССР, и Россия всегда чётко осознавали, что именно МБР, на которые у России приходится добрая половина боезарядов и 85% всех развёрнутых носителей, обеспечивают доктрину взаимного гарантированного сдерживания / уничтожения с российской стороны, подобно тому, как с американской стороны за это отвечают ПЛАРБ типа «Огайо» и установленные на них БРПЛ «Трайдент-II»
На сегодняшний день арсенал российских МБР представлен лишь двумя видами ракет: тяжёлыми ракетами шахтного базирования: РС-36М/«Воевода»/«Сатана», УР-100УТТХ/«Стилет» и шахтные варианты ракеты «Тополь» — старым РТ-2ПМ/«Тополь» и более новым РТ-2ПМ2/«Тополь-М», а вторую часть арсенала МБР представляют мобильные комплексы на колёсном шасси: тот же РТ-2ПМ2/«Тополь-М», но в мобильном исполнении и его модернизация PC-24/«Ярс».
Кроме того, начато перевооружение шахтных комплексов с установленными ракетами РТ-2ПМ/«Тополь» на новую модификацию PC-24/«Ярс» — в конце 2012 года шахные варианты «Ярса» стала получать Козельское ракетное соединение.
Колёсное шасси с МБР «Ярс». В принципе — глубокая модернизация ракет «Тополь» и «Тополь-М», но в силу договоров между Россией и США заявленная, как новая ракета.
Если рассмотреть российские МБР в количественном отношении, то выяснится, что в настоящий момент времени на шахтные установки до сих пор приходится 80% установленных боезарядов (944 из 1178) и 76% носителей (235 установок из 311).
Связано это с простым фактом: даже мирное время, когда самоходная пусковая установка с ракетой на тяжёлом шасси МАЗ просто стоит в закрытом, но холодном или раскалённом боксе, а не наяривает сотни километров по пересечённой местности — отнюдь не сказывается благотворно на состоянии самой ракеты.
На сегодняшний день в шахтах РВСН всё ещё находится 108 старых ракет «Тополь»: шахтные условия эксплуатации, когда ракета спокойно стоит весь свой срок службы в одних и тех же условиях, позволяют ей иметь гораздо более серьёзный срок службы — ровесники шахтных «Тополей» уже, в общем-то, закончили свой срок службы и либо упокоились на полигоне в камчатской Куре, или же были просто утилизированы без какого-либо фейерверка.
С похожей проблемой — «на колёсах лучше, но дороже» столкнулись и американцы, которые тоже пытались придать своим МБР хоть немного мобильности. Немногие сейчас знают, что комплекс межконтинентальной баллистической ракеты МХ «Пискипер» был в своё время разработан в нескольких альтернативных вариантах, кроме обычного шахтного размещения.
В частности, фирма «Bell Aerospace» в инициативном порядке рассматривала идею базирования ракет MX на огромных вездеходах на воздушной подушке, перемещающихся по равнинной местности или по водной поверхности Великих Озёр. Каждый подобный транспорт должен был нести одну ракету MX и средства её защиты от возможного воздушного или ракетного нападения; с учётом высокой скорости вездехода, ракетный арсенал мог быть эффективно рассредоточен и представлял бы крайне сложную цель для поражения. За пределы эскизных прикидок такой проект не вышел, но принципиально был реализуемым.
Американский «Тополь», бессмысленный и беспощадный.
Мобильную колёсную транспортную систему для ракеты МХ в итоге заказали военному подразделению[11] компании «Крайслер», которая использовала спаренное тракторное шасси Terex для перевозки 90-тонной ракеты МХ, которая вдвое превосходила «Тополь» и «Ярс» по массе. Два тракторных тягача Terex образовали при этом адский «тянитолкай» с достаточно высоким центром тяжести, но в целом смогли поднять вес ракеты и её пусковой установки.
Для сохранения приемлемого давления на дорогу каждый из двух тягачей получил по 12 огромных колес, диаметром около двух с половиной метров.
Установка «Крайслера» была испытана, требуемые характеристики подтвердила, но в производство так и не пошла — видимо, чудовищные размеры и крайне высокий центр тяжести привели к тому, что передвигаться погрунтовым дорогам и тем более вне дорог эта система была не в состоянии, а чтобы ездить по специально построенному полотну, военным инженерам показалось целесообразнее использовать железнодорожную базу.
Хорошая попытка, «Крайслер» — но, спасибо!
В результате одним из таких вариантов стал вариант железнодорожного базирования ракеты МХ, под цели которого В США были даже произведены испытания специализированных вагонов.
Этот проект предусматривал размещение ракет МХ в железнодорожных составах. Каждый состав должен был включать два локомотива и не менее шести вагонов, два из которых были с 90-тонными ракетами МХ. Число вагонов в составах предполагалось варьировать в широких пределах, что должно было затруднить их распознавание. Сами вагоны должны были быть стандартными, используемыми железнодорожными компаниями. В мирное время составы с МБР МХ должны были базироваться специальных зонах, названных «рельсовыми гарнизонами».
В случае угрожаемой ситуации составы с ракетами выходили из «рельсовых гарнизонов» и начинали перемещаться, со скоростью не ниже 50 км/час. Пуск ракеты МХ мог быть осуществлен практически с любой точки маршрута патрулирования. Перед пуском вагон с ракетой устанавливается на опоры, и после открытия крыши вагона контейнер с ракетой устанавливается в вертикальное положение. В случае получения приказа на пуск в «рельсовом гарнизоне» пуск может проводиться непосредственно из укрытия с предварительным открытием или взламыванием легкой крыши ангара самой пусковой установкой.
Интересна для нас и оценка поражения такого комплекса СЯС тогдашнего СССР. Общая протяженность железнодорожных дорог США составляет около 230 тысяч километров. Рассредоточение на путях протяженностью 120 тысяч километров, по проведенным расчётам, обеспечивало для ракет МХ железнодорожного базирования, в случае развертывания 25 поездов (50 ракет МХ), вероятность поражения 10% при использовании СССР для нападения на эти ракеты комплексы 150 МБР Р-36М («Сатана»). Таким образом, даже используя по 6 ракет «Сатана» на каждый из 25 поездов, СССР мог бы рассчитывать уверенно поразить два или три из них. А остальные бы поезда гарантированно произвели пуск своих ракет.
К счастью для России, США так и не реализовало проект железнодорожного базирования для ракет МХ, ограничившись обычным шахтным размещением.
Пусковой вагон для ракеты МХ в Национальном музее ВВС США. Американская версия «поезда номер ноль».
Железнодорожное базирование МБР, в общем-то, как видите, решает массу проблем и убирает вынужденные компромиссы, которые присутствуют и для шахтного, и для мобильного базирования межконтинентальных баллистических ракет.
Использование железнодорожного полотна позволяет легко нарастить массу МБР, которая серьёзно ограничена в случае использования колёсного шасси (масса «Ярса» и «Тополя», составляющая 45 тонн, пожалуй, показывает реальный максимум мобильных колёсных систем), при этом такой «ядерный поезд» обеспечивает гораздо более комфортные условия эксплуатации, обслуживания и хранения МБР, при обеспечении достаточной мобильности и трудности обнаружения такого рода быстро-движущейся цели.
Напомню, что обеспечить скорость в 50-90 км/час для мобильного колёсного шасси по пересечённой местности практически невозможно, а концепция «Быстрого глобального удара» как раз и направлена на то, чтобы обеспечить доставку «тепла и света» в выбранную точку России на протяжении не более одного часа времени, за который обнаруженный мобильный комплекс на колёсном шасси успеет сдвинуться всего лишь на 20-30 км.
Отсюда, в общем-то, проистекает и громадные усилия США, которые были предприняты ими после распада СССР для скорейшей утилизации созданных к тому времени в СССР боевых железнодорожных ракетных комплексов (БЖРК), включавших в себя МБР РТ-23 УТТХ/«Молодец»/«Скальпель».
Созданный на заводах Днепропетровска и Павлограда железнодорожный комплекс базирования МБР был и в самом деле уникальным изделием.
Ракета 15Ж62/61/60 (РТ-23) была и в самом деле вершиной советского технологического пути в деле совершенствования РДТТ. При собственной массе в 104 тонны (чуть больше 90-тонной американской МХ) «Молодец» забрасывал на 10 000 километров боевую нагрузку в 4050 килограмм.
Насколько это много по сравнению с существующими «Тополями» и «Ярсами», я уже писал , повторяться не буду.
Как и в американском варианте, советский комплекс был замаскирован под обычный гражданский грузовой состав, выглядев как обычный состав из рефрижераторных, почтово-багажных и пассажирских вагонов. Четырнадцать вагонов имело по восемь колёсных пар, а три вагона — по четыре. Три вагона имели маскировку под вагоны пассажирского парка, а остальные, восьмиосные — повторяли вагоны-«рефрижераторы» гражданского парка. Благодаря имеющимся запасам на борту комплекс мог работать автономно до 28 суток, вне своего «ракетного депо».
На переднем плане — «кусачки» для отвода и заземления контактной сети.
Пуск ракет мог осуществляться из любой точки маршрута. При этом состав останавливался, специальное устройство отводило в сторону и закорачивало на землю контактную сеть, пусковой контейнер занимал вертикальное положение. После этого осуществлялся миномётный старт ракеты. В воздухе ракета отклонялась с помощью порохового ускорителя и только после этого запускался маршевый РДТТ. Промежуток времени на все эти операции от получения команды из Генштаба и до пуска ракеты составлял не более трёх минут.
Всего на Павлоградском заводе, который выступал, наряду с ЮМЗ, производственной базой и осуществлял выпуск ракет, было сделано 100 ракет РТ-23 «Молодец», из которых 56 штук было развёрнуто в позиционных районах на территории тогдашних УССР и РСФСР.
Последний БЖРК снят с дежурства в России в 2007 году, уже после выхода США из Договора о ПРО.
Современное состояние ракетных баз для БЖРК можно легко увидеть по вот этой ссылке[12] , я скажу лишь одно: если Россия хочет безопасности минимальной ценой, то вариант создания нового БЖРК представляется наиболее интересным вариантом.
Нет ничего хуже тех мест, откуда ушла жизнь...
Россия до сих пор, даже после распада СССР, обладает третьей в мире по длине железнодорожной сетью, которая имеет в длину 85 тысяч километров путей.
Рассредоточение 50 или даже 100 поездов с МБР на столь протяжённой железнодорожной сети достаточно точно просчитано и оценено и в США, и в СССР, а быстрота передвижения по железной дороге позволяет нивелировать угрозу «Быстрого глобального удара», одновременно производя плановую модернизацию арсенала МБР.
Ну и, если уж совсем интересно, упомянутый в статье перспективный «Сармат» вполне укладывается в массу 100 тонн, подъёмную для размещения в БЖРК. В том случае, конечно, пару НДМГ+АТ допустят к эксплуатации в составе БЖРК (или если «Сармат» будёт всё-таки сделан на РДТТ).
Ну и, в конце статьи — чудесный фильм из прошлого.
youtu.be/5OPi7ulFNXU
Да, можем. Или — лишь могли?
В комментариях пошла тема БЖРК «Баргузин» (модифицированный «Ярс» с железнодорожным базированием) и МБР «Курьер» (ракета из позднего СССР с возможностью помещения даже в 40' стандартный контейнер на обычной четырёхосной платформе).
Можете считать их официальным дополнением к теме статьи.
… и пошёл, командою взметён!
30.10.2015 17:34
Радиолокационная станция «Дон-2» системы ПРО города Москва.
В прошлом материале я обозначил ситуацию изменений в военной доктрине США, связанных с принятием новой стратегии атаки на противника со схожим с американским уровнем собственного технического развития (так называемая концепция «Быстрого глобального удара») и с одновременным фактическим выходом Соединённых Штатов из прошлых договоров «системы сдержек и противовесов», созданной за ХХ век (Договора о ПРО и Договора о космосе).
Данный процесс, понятное дело, надо рассматривать в связке с продолжающимся сокращением стратегических ядерных арсеналов США и России, который ведётся в рамках системы последовательных договоров ОСВ-I / ОСВ-II / РСМД / СНВ-I / СНВ-II / СНП.
В целом, последний в ряду этих договоров, договор СНП, фиксирует количество боеголовок на стратегических носителях (МБР, БРПЛ и КР для стратегических бомбардировщиков) на уровне в 1700-2200 боезарядов.
Такой «люфт» в количестве боезарядов, как и манипулирование термином «установленые боезаряды» и «боезаряды на хранении» связан с тем, что договор СНП принимался сторонами уже в момент отказа США от Договора о ПРО, что и породило нечёткость многих формулировок договора СНП. Таким образом в 2002 году Россия ушла от многих весьма однозначных и жёстких формулировок предыдущего договора СНВ-II и оставила за собой возможность последующей модернизации своих стратегических ядерных сил.
Закончив с преамбулой, вернёмся к рассмотрению ответных шагов России на вышеописанное изменение доктрины США в плане возможных сценариев будущего глобального конфликта.
К сожалению, в массовом бессознательном одинаково спокойно уживаются совершенно противоположные по смыслу мифы: первый миф гласит о том, что «броня крепка и танки наши быстры» и, соответственно, «сраная америкашка катится в сраное говно», а второй миф повествует о том, что «ржавые советские ракеты скоро не взлетят» и «Америка уничтожит российские СЯС одним мощным ударом».
Реальная же ситуация, как это и положено любому сложному процессу, находится где-то посередине между данными мифами.
Во-первых, если подходить чисто формально к вопросу количественного состава российских и американских СЯС, то можно увидеть, что ядерные арсеналы двух ядерных сверхдержав ХХ века и в самом деле претерпели радикальное сокращение: так, Россия сегодня имеет 336 комплексов МБР (1178 боезарядов), 11 подводных лодок-ракетоносцев (148 БРПЛ, 512 боезарядов) и 48 стратегических бомбардировщиков с 544 ядерными боезарядами на борту.
В сумме это даёт 2234 боезаряда на 395 носителях против 10583 боезарядов на 800 носителях, которыми обладал СССР в своих силах ядерного сдерживания к концу Холодной войны, в 1990-м году.
Похожая картина наблюдается и в США. На сегодняшний день США обладают 450 МБР с 470 боеголовками, установленными на них. США по факту в части МБР практически строго придерживаются принципа договора СНВ-I, который запрещал РГЧ ИН (разделяющиеся головные части индивидуального наведения) и оставили по одной боеголовке практически на всех МБР «Минитмен», попутно отказавшись от МБР МХ «Пискипер» с РГЧ ИН.
Кроме того у США имеется 288 БРПЛ с 1152 боеголовками, установленных на 14 подводных лодках и 113 стратегических бомбардировщиков с 300 боезарядами на борту. В сумме это даёт 577 носителей с 1920 боезарядами на борту против более чем 12 000 боезарядов на 953 носителях в 1990-м году.
Наглядная картинка «ядерной гонки» времён Холодной войны. На графике приведены общие цифры по числу ядерных зарядов в руках у обеих стран (США и СССР), включая тактическое ядерное оружие и боеголовки на хранении.
При этом для целей нашего рассказа, включающего именно концепцию «Быстрого глобального удара» и отказ от Договора ПРО и Договора о Космосе, нам важно немного отойти от методологии договоров[13] ОСВ / СНВ / СНП, которые считали, например, ядерный ракетоносец «Огайо», как 24 носителя (по числу БРПЛ, установленных на борту).
Таким образом, в этом случае арсенал БРПЛ у США состоял бы из сегодня из внушительной цифры в 288 «носителей» (ракет «Трайдент-II»), в то время как фактически задача уничтожения этой основной компоненты американских СЯС сводилась бы к вопросу уничтожения 14-ти подводных лодок типа «Огайо»: трудно представить себе ситуацию, при которой ракету «Трайдент» можно запустить с погибшей и затонувшей атомной субмарины.
Подводная лодка класса «Огайо» — основа СЯС Соединённых Штатов На этих подводных лодках расположено 60% всех американских боеголовок.
Отсюда, в общем-то, совсем не сизифовым трудом представляется постройка в игре «за СССР» достаточно внушительного флота противолодочных кораблей (начиная от вертолётоносцев и заканчивая подводными лодками-охотниками), так как задача перехвата запуска (и, как следствие, решение одной из задач ПРО на этапе, так сказать, «личинки боегологвки») решалось ещё до запуска самой БРПЛ.
Основным типом подлодок-охотников являются так называемые ПЛАТ — атомные лодки с торпедным вооружением, обычно малошумные и быстроходные. В современных российских ВМС это подводные лодки проекта 971 «Щука-Б», носившие при рождении названия в честь хищных кошек и в силу этого прозванные «кошачьей» серией.
Подводная лодка проекта 971 «Щука-Б» — наиболее распространённый тип подлодок-охотников в ВМФ России. Основное вооружение данного типа подлодок — торпеды.
Даже сегодня 10 оставшихся сегодня в строю подводных лодок-охотников «кошачьей» серии и идущие им на смену новые подводные лодки проекта 885 («Ясень») — «Северодвинск», «Казань», «Новосибирск», «Красноярск», «Архангельск» могли бы совместными усилиями обеспечить перехват всех стратегических ракетоносцев подводного флота США (их было бы 15 штук против 14 подлодок проекта «Огайо» в распоряжении у США).
Дополнительную помощь основной, наиболее массовой и новой серии 971 «Щука-Б» могут обеспечивать и старые многоцелевые лодки-охотники, ещё оставшиеся в строю по состоянию на 2015 год: 2 ПЛАТ проекта 945А «Кондор» («Псков» и «Нижний Новгород»), 1 ПЛАТ проекта 945 «Барракуда» («Кострома») и 3 ПЛАТ самого старого проекта 671РТМ(К) — «Даниил Московский», «Петрозаводск» и «Обнинск».
Таким образом, сегодня общий флот ПЛАТ в российских ВМФ составляет 17 единиц.
Кроме того, определённое подспорье лодкам-охотникам за подводными ракетоносцами США могут оказывать и подводные лодки серии 949А «Антей», которые относятся к типу ПЛАРК (подводные лодки с крылатыми ракетами) и в первую очередь предназначены для уничтожения надводных кораблей («убийцы авианосцев»).
К этому типу подводных лодок отностятся печально известные «Курск» и «Орёл»[14] , а в целом, по состоянию на середину 2015 года, в строю находится 8 подводных лодок проекта 949А «Антей».
Однако, указанные ПЛАРК, в отличии от ПЛАТ, плохо приспособлены к поиску и уничтожению малозаметных и малошумных подводных ракетоносцев: они сами достаточно шумные, менее быстроходные и лишены специализированных средств обнаружения подводных лодок — речь может идти только о том, что «убийца авианосцев» сможет стать «убийцей подводной лодки» скорее случайно, нежели в рамках какой-либо системы действий.
Подводная лодка проекта 949А «Антей». Основное вооружение — крылатые ракеты. На фотографии видны открытые шахты КР.
Поэтому фактическая ситуация с противолодочными силами сегодня отнюдь не столь радужна: у России сейчас на ходу всего лишь 6 «кошек», а ещё четыре лодки находятся на капитальном и среднем ремонте. Такая же ситуация наблюдается и с лодками проекта 949А «Антей»: из восьми лодок в строю на ходу находится только 5 подводных лодок, остальные же тоже находятся на ремонте. По новому проекту 885 «Ясень» пока что построена только одна лодка — «Северодвинск», а следующие 4 подводных лодки смогут войти в строй только в 2017-2020 годах.
В силу этого против флота в 14 стратегических американских ракетоносцев Россия сегодня может выставить 18 подводных лодок: 13 специализированных ПЛАТ различных моделей и поколений (из них только половина — последних поколений) при определённой поддержке 5 ПЛАРК.
Таким образом, даже в случае идеальной картинки боевых действий, ВМФ России пока что не обеспечивает (или же — обеспечивает, но с трудом) полную нейтрализацию морской компоненты американской ядерной триады по принципу «один ракетоносец — одна лодка-охотник».
Ну и, попутно встаёт вопрос о том, что вот такого рода[15] головотяпство и извечное пренебрежение к береговой инфраструктуре базирования и обслуживания подводных лодок, да и вообще кораблей ВМФ, достаточно дорого обходится в случае постановки перед флотом задачи противодействия СЯС Соединённых Штатов, которые ничуть не уступают российским в количественном и качественном составе.
Если же мы «перевернём картинку», то тут уже надо будет задуматься о безопасности России всерьёз: против 11 российских лодок-ракетоносцев по состоянию на 2015 год США может выставить... 54 лодки охотника: 3 ПЛАТ типа «Сивулф», 12 ПЛАТ типа «Вирджиния» и 39 старых, но по-прежнему грозных ПЛАТ типа «Лос-Анджелес».
Новейший тип подводной лодки-охотника в распоряжении ВМФ США — «Вирджиния».
Таким образом, если в случае России мы можем говорить о том, что соотношение «пусковых столов для БРПЛ» и лодок-охотников колеблется в районе единицы, то в случае США на каждый российский ракетоносец американский ВМФ может выставить минимум пять лодок-охотников.
Отсюда, в общем-то, следует и грустный, но простой вывод: в общем случае взаимной ядерной эскалации американские силы ядерного сдерживания могут произвести пуск большей части своих БРПЛ, не опасаясь за то, что их подводные платформы для запуска могут быть легко обнаружены и потоплены ещё до выхода в позиционные районы.
И до момента купирования этой угрозы — все крики «а давайте ударим по Вашингтону» о возможности удара по американским городам так и останутся криками.
Поскольку в таком случае новый, изменившийся мир будет уже включать в себя не только гарантированно разрушенные Россию и США, но внезапно усилившиеся страны, которых данная война не затронула, но которые де-факто окажутся в выигрыше от такого самоубийственного обмена ударами между двумя основными владельцами ядерного арсенала.
И поэтому военные обеих стран по-прежнему озабочены именно задачей нейтрализации ядерного арсенала противника, а не ударом по его промышленным и финансовым центрам.
Однако, в отличии от США, которая размещает 60% своих СЯС на подводных лодках, у современной России около 50% арсенала составляют МБР.
Что же может сделать США, чтобы нейтрализовать эту угрозу?
Но разведка доложила точно…
25.10.2015 15:19
«Боинг» X-51 Waverider по крылом «летающего пускового стола» В-52
Пять лет назад США, в лице тогдашнего министра обороны Роберта Гейтса, заявило о возможности Соединённых Штатов нанести так называемый «Быстрый глобальный удар» (Prompt global strike) неядерными вооружениями по любой точке земного шара.
Такого рода удар должен был обеспечить превосходство Америки над любым вероятным противником, в том числе и оснащённым ядерным оружием, в силу сокрушительности и молниеносности применяемых средств поражения — при невозможности ответа со стороны атакуемой стороны.
Конечно же, концепция «Быстрого глобального удара» не существовала в геополитическом и военно-техническом «вакууме»: предполагалось, что сторона, подвергнувшаяся атаке, не сможет адекватно реагировать на действия США — как в плане защитных действий, направленных на нивелирование последствий такого рода удара, так и в возможности ответного наступательного удара уже по территории самих США или по их военным базам и вооружённым силам, задействованным в нанесении такого рода «Быстрого глобального удара», который в этом случае стоило бы назвать «Быстрый безнаказанный удар».
Цели из задачи такого рода концепции вполне укладываются в максиму «Бей первым, Фредди!», замечательно спародированную в классической датской комедии[16] 1965 года: часто возможность ударить первым подразумевает получение неоспоримого преимущества в дальнейшем противостоянии, так как последующие действия противника уже скорее будут направлены на борьбу с последствиями удара и на попытку защитить собственную территорию, нежели на нанесение неприемлемого ущерба атакующей стороне, то есть — Соединённым Штатам.
С другой стороны, сама по себе позиция США в такого рода концепции сводилась бы к осуществлению «мега-блицкрига», который бы позволял одним-единственным ударом (причём — осуществлённым лишь обычными, неядерными вооружениями) добиться потребного результата в военной и политической плоскости.
В упрощённом виде вариант «Быстрого глобального удара» выглядит, как одновременное задействование межконтинентальных баллистических ракет (МБР), баллистических ракет подводных лодок (БРПЛ) и крылатых ракет (КР) средней и глобальной дальности для нанесения концентрированного удара по выбранному противнику, включая как его стационарные, так и мобильные цели:
«Быстрый глобальный удар» с использованием БРПЛ «Трайдент» и гиперзвуковой крылатой ракеты X-51.
Понятным образом, исходя из технических возможностей существующей техники, в отведенные для «Быстрого глобального удара» временные рамки (до 1 часа в любую точку земного шара), единственными возможностями для осуществления такого рода нападения являются или баллистические ракеты, летящие за пределами земной атмосферы на баллистическом участке со скоростями в 5-7 километров в секунду — или же гиперзвуковые крылатые ракеты, которые могут выдерживать скорости в 5-6М на протяжении того самого часа, чего вполне достаточно, чтобы преодолеть потребные в большинстве случаев 5000-6000 километров до цели.
Другим вариантом гиперзвукового летательного аппарата является гиперзвуковой БПЛА, об усилиях США по созданию которого я уже как-то писал.
Пилотируемый аппарат для скорости в 5-6М пока что представляется достаточно утопической и сложной в реализации задачей: на таких скоростях, возможных ускорениях и связанных с ними задачах по теплоизоляции и теплостойкости, а также конструкционной прочности аппарата — возникают не только вопросы по биологическим «мозгам», призванным реагировать за доли секунды на изменение ситуации, но и по бренной биологической «тушке», в которую данные мозги заключены.
Нынешние же дозвуковые «Томагавки», которые летят со скромными скоростями в 0,8-0,9М и обладают дальностью действия в 1500-2500 километров, просто не подходят для «Быстрого безнаказанного удара»: противник успевает отреагировать на пуск таких дозвуковых ракет и произвести необходимые действия оборонительного и контр-наступательного характера.
Сравнение дозвуковой КР «Томагавк» и гиперзвукового летательного аппарата, разрабатываемого в рамках концепции «Быстрого глобального удара».
Кроме того, концепция такого глобального удара незримо опирается на ещё два момента американской внешней политики: на наличие уже существующей разветвлённой сети американских военных баз всюду по миру и на задекларированную возможность выхода США и массы сдерживающих международных договоров, заключённых во времена противостояния с СССР ещё в ХХ веке.
Сеть американских военных баз по состоянию на 2009 год. Всё, как видите, в рамках концепции «серединной земли», о которой я уже писал[17] .
Основными договорами, продолжение которых для США являются нежелательными в рамках их новой стратегии, являются Договор о ПРО (1972 года) и Договор о космосе (1967 года).
Договор о ПРО уже фактически прекратил своё действие в 2002 году, после того, как США официально вышли из его участников.
Нынешнее состояние неустойчивого равновесия в вопросе эскалации взаимных арсеналов ПРО и средств глобального уничтожения связано лишь с тем, что участники прошлого договора — США и унаследовавшая советский ядерно-ракетный арсенал Россия, пока что не находятся в состоянии открытой войны и не готовы к новой «классической» гонке вооружений в случае весьма вероятной будущей эскалации.
Однако, понятное дело, сама по себе концепция «Быстрого глобального удара» уже подразумевает наличие у атакующей стороны (то есть — США) возможности к купированию пусть и ослабленного, но всё же возможного ответного удара. Кто бы ни был целью такого рода нападения — будь то официально декларируемые Северная Корея, Иран и Пакистан — или же «старые» ядерные державы, которые не входят в число союзников США по НАТО, а именно Россия и Китай.
То есть, в случае осуществления «Быстрого глобального удара» не по территории условных «папуасов» (для них вполне хватает и «Томагавков» с пристойной стоимостью в 1,5 млн. долларов за штуку) для США принципиально важно выполнение следующих основополагающих пунктов:
1. Удар и в самом деле наносится быстро и решительно, с тем, чтобы оборонные системы страны-жертвы за отведенное время (не более 1 часа) не смогли адекватно отреагировать на угрозу со стороны США.
2. Удар производится в максимально скрытой манере, с опорой на предварительно развёрнутые системы баз и носителей, находящихся в максимально благоприятных районах, желательно — вне зоны действия РЛС раннего обнаружения, нацеленных на обнаружение пусков МБР и БРПЛ.
3. Предварительно развёрнутая система ПРО не позволяет государству-жертве нанести ответный удар по США оставшимися силами своего ракетно-ядерного арсенала.
На сегодняшний день территория России практически закрыта от возможного удара МБР и БРПЛ новыми РЛС дальнего обнаружения «Воронеж-ДМ», которые позволили закрыть зияющие бреши в круговом секторе обнаружения, которые образовались в результате вывода из эксплуатации старых РЛС в Мукачево (Украина), Балхаше (Казахстан) и Габале (Азербайджан)
Картина покрытия секторов обнаружения для всех РЛС дальнего обнаружения — выводимых из эксплуатации и вновь сооружаемых.
Однако, одновременно с возможностью достаточно уверенного и раннего обнаружения МБР и БРПЛ, летящих на космических высотах, у России (и тем более — у Китая) отсутствует реальная возможность обнаружения пуска гиперзвуковых крылатых ракет из произвольной точки земного шара: речь может идти скорее о том, что такого рода оружие можно засечь только на подлёте к собственной территории.
Связано это с тем, что практически все РЛС, вне зависимости от диапазона, страдают от одного и того же недостатка — они не могут «заглянуть за горизонт» и увидеть там пуск ракет, которые большую часть своего гиперзвукового полёта совершают на высотах в 20-30 километров, а не в 150-200 километров, как МБР и БРПЛ.
Определённое преимущество, конечно, дают самолёты раннего предупреждения и спутники раннего обнаружения (в России это выведенные из эксплуатации системы «Око», «Око-1» и пока что так и не пришедшая им на смену новая система «Тундра»), однако даже на них в текущей ситуации затруднительно возложить наблюдение за всем земным шаром — безусловно, одним-единственным спутником «Тундра», запланированным к пуску в ноябре 2015 года, можно контролировать районы запуска американских МБР и некоторые районы патрулирования ПЛАРБ, но даже физически невозможно контролировать весь земной шар.
Проблема горизонта для РЛС дальнего обнаружения.
Конечно же, тут же мне вспомнят о знаменитом «Чернобыле-2» (загоризонтная РЛС проекта «Дуга»), который мог потенциально обнаруживать ракеты противника в буквальном смысле за горизонтом, используя дека-метровые (с длиной волны в десятки метров) радиоволны. Эти радиоволны позволяют, за счёт того, что они испытывают многократное отражение от ионосферы, обнаруживать низколетящие и даже наземные цели на расстояниях в тысячи километров. Однако, итогом разработки опытных ЗГРЛС в СССР стали лишь опытные образцы, а основу нынешнего парка дальних РЛС составляют именно над-горизонтные станции, которые хорошо обнаруживают МБР и БРПЛ, но крайне плохо подходят для обнаружения крылатых ракет.
Ещё одной опасностью, заключенной в концепции «Быстрого глобального удара», является продекларированный выход из Договора о космосе 1967 года. Фактически, США уже проводят испытания космического гиперзвукового БПЛА X-37В, который вполне может нести в своём грузовом отсеке как и формально незапрещённые Договором о космосе обычные вооружения, так и запрещённые им же ядерные вооружения или иное оружие массового поражения.
Несмотря на весьма скромные размер этой «пташки», её возможности достаточно показательны. Уже первый полёт Х-37В продолжался 224 дня. Во время третьего полёта X-37В провёл на орбите 674 дня — практически два года. Четвёртый полёт Х-37В продолжается с мая 2015 года по сегодняшний день.
Речь идёт о том, что на орбите годами может находится маневрирующий аппарат, который может нести в своём грузовом отсеке полезный груз в 900 килограмм.
Согласно официальной версии США, основной его функцией Х-37В станет доставка на орбиту грузов, по другим версиям — X-37 может применяться в разведывательных целях. Однако, в целом, вышеупомянутые предположения несостоятельны — просто в силу экономической нецелесообразности: программа «Шаттлов» была закрыта именно вследствие того, что на 100-тонный аппарат на орбите оказывалось всего лишь 20 тонн полезной нагрузки (у Х-37В ситуация схожая: на 5 тонн собственного веса у него 900 килограмм полезной нагрузки). Использование же Х-37В в качестве разведчика упирается в другой вопрос: а зачем сегодня, во времена цифровой фотографии и высокоскоростной передачи шифрованной информации — возиться с возвращением чего-либо на Землю, как это было во времена использования фотоплёнки?
Напомню, что космический телескоп «Хаббл», созданный на основе американских разведывательных спутников серии Key Hole («Замочная скважина») работает на орбите вот уже 25 лет.
Наиболее правдоподобным предназначением Х-37В является обкатка технологий для будущего космического перехватчика, позволяющего инспектировать чужие космические объекты и, если нужно, выводить их из строя кинетическим воздействием.
Но и в этом случае вряд ли основополагающим был бы вопрос длительного нахождения Х-37В на околоземной орбите, хотя даже такое использование Х-37В уже показывает путь к возможному нарушению Договора о космосе.
А вот вопрос «космической стартовой платформы» для «Быстрого глобального удара» в такую конструкцию и практику запусков Х-37В укладывается как нельзя лучше: флот таких, достаточно недорогих и простых космических аппаратов, да ещё и находящихся на орбите на протяжении месяцев и лет, создаст совсем другую реальность, в которой атака на выбранный объект на Земле может прийти, минуя все наземные оборонительные рубежи и предупредительные барьеры — прямо из космоса.
В этом случае с Северной Кореей и даже Пакистаном всё ясно.
А что может противопоставить этому Китай или Россия?
Огнь, Птчок, Огнь! (UNI3)
09.05.2013 16:59
Вопрос войны в космосе невозможно разобрать, не коснувшись проблем термодинамики.
Ведь космос отличается от Земли не только отсутствием силы тяжести и силы сопротивления движению — космос ещё и обладает совершенно отличной от Земли термодинамикой.
А термодинамика космоса будет важна нам и для войны, и для мирной жизни. Потому что термодинамика — это наше всё.
Поэтому, прежде чем "запилить" ужасную и смертоносную Звезду Смерти, которая должна своим мощным выстрелом разорвать какую-то пролетающую рядом планетку или зазевавшийся стар-дестройер, мы должны указать на несколько неприятных для самой Звезды Смерти моментов.
Итак, приступим.
В начале...
В начале у нас есть три начала термодинамики. Которые нам говорят о том, что всякая вещь есть тепло на выходе и могут быть сформулированы в шуточной форме:
Первый закон: Нельзя выиграть у Термодинамики, можно только сыграть вничью.
Второй закон: Сыграть вничью можно только при абсолютном нуле.
Третий закон: Абсолютный ноль недостижим.
Я позволю себе переформулировать эти законы для планет и космоса:
Первый закон: Планета не выиграет в войну у Космоса, можно только сыграть вничью.
Второй закон: Сыграть войну вничью можно только ничего не делая.
Третий закон: Война в космосе невозможна.
И в этом нам помогает и термодинамика, и физика, и то, как устроен наш мир.
Когда мы говорил о сражении в космосе, мы невольно представили себе бронированные громады, которые обмениваются залпами из орудий главного калибра, запуская навстречу врагу по баллистическим траекториям вёдра гвоздей (ускорять не надо, скорости и так исчисляются километрами в секунду), пуляют друг в друга ракетами с ядерными и термоядерными боеголовками, а на близких расстояниях — ещё и поджаривают друг друга лучами своих сверхмощных лазеров.
Сразу предупреждаю читателей: всё это практически невозможно.
В теории у нас, конечно, почти что Звезда Смери, а вот на практике — есть два придурка, которые пилят в смешных костюмах доску на зимнем заднем дворе.
Начнём с лазеров.
Любой лазер — это мощность. Мощность современных разрабатываемых лазеров составляет около 1 МВт. Именно такую мощность имеет, например, лазер американской "боевой лаборатории" Boeing YAL-1[18] . В мечтах американских военных этот пепелац должен сбивать стартующие российские МБР ещё в атмосфере и послужить заменой почившей в бозе программы СОИ.
Настоящий лазерный пиу-пиу. Стоил 5 млрд. долларов. Не взлетел.
Для сравнения величины мощности лазерного оружия (1 МВт) его часто сравнивают с чем-то более привычным вашему пониманию — например, мощность выстрела из 76-мм пушки составляет около 150 МВт (да, это так), выстрел из винтовки СВД имеет мощность около 180 кВт, а английский длинный лук при выстреле развивал мощность в 4,2 кВт.
Однако, в защиту лазера, всё же надо сказать, что принципы действия лазерного и баллистического оружия несколько отличаются друг от друга.
Лазер бьёт по цели достаточно длинными импульсами (YAL-1 мог выдавать эту мощность на протяжении 3-5 секунд), а пушка, винтовка или лук стреляют по цели тоже импульсно, но гораздо более короткими промежутками, затрачивая на выстрел от 0,1 до 0,01 секунды.
Поэтому, лучше сравнить их в виде джоулей энергии, переданных в виде "послания добра и мира" по направлению к врагу.
Имеем:
Лазер — 3-5 МДж
Пушка калибра 76-мм — 1,79 МДж
Винтовка СВД — 0,0036 МДж
Блочный лук — 0,00015 МДж
Кроме того, стоит добавить, что в случае, если пушка стреляет не чугунной болванкой, а хотя бы фугасом, ещё около 2 МДж энергии будет доставлено в виде энергии взрывчатого вещества, которое попадёт во врага.
В общем, вот эта вот груда настоящего, добротного чугуния доставит (при прочих равных) к врагу в космосе гораздо больше нужной энергии, чем настоящий, няшный боевой лазер:
Тем более, надо понимать, что в космосе нет земной баллистики, поправок на ветер и температуру воздуха — при желании и при наличии достаточно мощного вычислителя засандалить 4 МДж добра прямо в темечко супостату никто не помешает.
Однако основной "трэшъ, угаръ и содомiя" начинается тогда, когда к энергиям разных баллистических снарядов начинаешь добавлять всяческие вкусности вроде относительной скорости двух враждующих флотов.
Я не буду вас пугать встречной скоростью в 100 км/с, которая, в принципе, легко достижима в разборке "Марс-Земля", но давайте решим посмотреть, что случится, если два космических адмирала встретятся на весьма достижимой между Луной и Землёй относительной скорости в 10 км/с.
Для лазера значения энергии не поменяются никак (принцип действия не позволяет там учитывать относительную скорость), а вот энергии баллистических снарядов поменяются разительно:
Лазер — 3-5 МДж
Пушка калибра 76-мм — 409 МДж (ну и ещё где-то 2МДж во взрывчатке)
Винтовка СВД — 0,6 МДж
Блочный лук — 1,5 МДж!
Ух-ты!
Блочный лук неожиданно вырывается вперёд и имеет мощность в половину мощности лазера!
А что? Стрела тяжёлая (я принял массу в 30 грамм), основную скорость ей придаёт не тетива, а скорость двух космических кораблей друг относительно друга.
Скрипач Лазер не нужен. Достаточно запустить по курсу навстречу к противнику ведро гвоздей — и гарантированный результат вам обеспечен.
Главное — чтобы относительная скорость была повыше.
Ну, а если у вас в распоряжении есть плохонькое 76-мм орудие (которое к тому же в вакууме сможет стрелять эффективнее, чем на Земле) — то лазер вам уже не просто не нужен — он противопоказан.
Свистать наверх лучников! Стрелы — товсь!
Впрочем, всё украдено до нас.
Станция «Салют-3» («Алмаз-2») была оборудована 23-мм автоматической пушкой, сконструированной КБ академика Нудельмана для стрельбы в вакууме (система «Щит-1»). Испытания пушки[19] прошли в январе 1975 года.
Вот это творение сумрачного русского гения, настоящее космическое "пиу-пиу":
Однако, проблемы лазеров не исчерпываются тем, что на реальных скоростях космического боя они резко уступают даже обычным огнестрельным орудиям весьма скромного калибра.
Основная проблема лазеров в другом — у них совершенно неудовлетворительный КПД.
Для получения достаточного для повреждения цели количества излучаемой энергии, необходимо затратить в десятки (а иногда и в сотни) раз больше энергии для накачки рабочего тела лазера.
В частности, как мы показали выше, для нанесения повреждения, аналогичного удару пули калибра 7,62 мм (в энергетическом соотношении) требуется лазерный импульс мощностью около 3,6 кДж.
Лучевой импульс продолжительностью в секунду, таким образом, будет иметь мощность 3600 ватт. При этом следует учесть, что фактор низкого КПД лазера обяжет нас иметь источник питания должен минимум в десять раз больший по мощности (а может быть — и в сто раз больший) . Именно масса источников энергии для накачки, в значительной степени, определит тяжесть подобного оружия по сравнению с баллистическими системами.
На настоящее время портативных источников энергии с такой плотностью энергии не существует.
Никаких солнечных батарей, никаких ветряков топливных элементов.
Только ядерный реактор, только хардкор.
Но гораздо важнее другое.
Неизлучённый в лазерном импульсе остаток энергии выделится в виде тепла в конструкции оружия, что потребует весьма эффективной и тяжёлой системы охлаждения для сброса тепла. А потребное время остывания, в свою очередь, чрезвычайно уменьшит скорострельность оружия. Оговоримся, что проблема теплоотвода отчасти решена в лазерах с химической накачкой (в частности, кислородно-йодном и дейтерий-фторном лазерах большой мощности, выдающих мегаватты в секундном импульсе), где отработанные химические компоненты выбрасываются из системы после импульса, унося тепло. В то же время, излучателю требуется большой запас этих, зачастую агрессивных, реагентов и соответствующие ёмкости для хранения.
И вот тут-то мы подходим к главной проблеме лазеров в космосе.
Тепло там просто некуда девать.
Даже сбросив часть тепла в виде отработанных компонентов накачки лазера (кто сказал: "Каждый килограмм в космосе бесценен? Молчать!") мы всё равно оставим часть тепла в конструкциях корабля.
А значит — нам понадобится это тепло излучать. Других разумных вариантов в космосе нет ни градирню, ни пруд-охладитель, ни вентиляторы там не поставишь.
А значит — практически любой корабль, который будет активно двигаться в космосе и ещё пытаться время от времени постреливать чем-либо, будет выглядеть где-то вот так:
Красное — это радиаторы охлаждения корабля. И это они не покрашены так, они сами сияют тёмно-малиновым светом, излучая тепло в окружающий космос и имея температуру в пределах 700-800 °C.
Столь высокая температура нужна, чтобы радиаторы имели сколь-нибудь "земной размер", поскольку при более низких температурах их надо было бы сделать пропорционально больше — согласно закону Стефана-Больцмана любое тело излучает энергию пропорционально четвёртой степени своей температуры.
Так что, господа, если вы не хотите радиаторов размеров в десяток километров на каждом корабле, который что-то творит у себя внутри с энергией — будьте готовы к тёмно-вишнёвым (а может быть — и к ослепительно-жёлтым) радиаторам.
Причём, радиаторы вынуждены будут ставить себе почти все корабли — и двигатель, и системы жизнеобеспечения кораблей, практически всё оружие и даже центральное светило Солнечной системы — всё это будет постоянным источником тепла.
Это фотография станции "Скайлэб". Блестящая "заплатка", натянутая поверх станции — это отражающая плёнка (попросту — высокопрочная фольга), которую астронавты были вынуждены натянуть поверх чёрного корпуса станции, чтобы избавить её от перегрева на Солнце.
Во время старта "Скайлэба" с Земли в результате аварии был уничтожен теплозащитный экран, важный элемент системы терморегулирования. В результате этого внутри герметичных отсеков, предназначенных для комфортной жизни астронавтов, стремительно выросла температура (до 65 °С).
Специалисты NASA даже опасались, что станция заполнится ядовитыми газами от пластика и других облицовочных материалов (они не были рассчитаны на такую высокую температуру), выстилавших отсеки изнутри.
Поэтому первая же экспедиция на "Скайлэб" была вынуждена заниматься установкой этой корявой плёнки поверх погибающей станции.
Кто там сказал снова это дурацкое слово "стелс"?
А куда деть радиаторы?
(ну и, конечно, попутный дурацкий вопрос: "А как защитить радиаторы от стрел снарядов противника?")
В космосе нельзя спрятаться. Кроме тех случаев, когда ты каменный булыжник, который летит по зараннее определённой орбите.
Смысл идеи такого оружия описал Роберт Хайнлайн в своём легендарном классическом романе "Луна — суровая хозяйка".
Это орбитальная бомбардировка.
Ведь, в самом деле, если посмотреть на ситуацию с точки зрения "эм-вэ-квардат-пополам" Земля — очень тоскливое место для жизни.
Для того, чтобы забросить на вершину гравитационного колодца, в тот самый вожделённый космос, каких-то жалких 20 тонн массы, надо собирать на дне колодца ракету с общим стартовым весом в добрых 700 тонн.
А если запустить откуда-то из пояса астероидов небольшой камешек массой в 2000 тонн? Какую энергию при скорости в 10 км/с он будет иметь на орбите Земли?
1·1014 Дж.
Лазер говорите? Давайте тогда уж лучше в тротиловом эквиваленте.
25 килотонн.
Снесёт остров Манхэттен к чертям.
Да, я знаю, знаю. Атмосфера. Но 2000 тонн — отнюдь не предел для булыжника, который летит в нужное время и в нужном месте. 2000 тонн — это кусок хондрита размерами 12 x 12 x 12 метров.
Можно найти булыжник и поувесистее. И он вряд ли будет дорого стоить.
Ну — точнее его стоимость совершенно не будет соотносима с тем, что мы сейчас подразумеваем, произнося фразу "бабахнуло 25 килотонн".
Поэтому, господа любители космоопер:
"Каждый раз, когда вы привлекаете реальную физику к обсуждению фэнтези-комикса, бог убивает девочку-кошку. Пожалуйста, подумайте о девочках-кошках!"
Перефразирую.
"Каждый раз, когда вы привлекаете комиксы для обсуждения будущего, бог убивает для вас настоящее будущее".
Будьте внимательны к деталям.
Там дьявол, но он — ваш лучший проводник в мир будущего.
"Она висела, как обычно, в западном секторе неба на полпути к зениту — огромный яркий полумесяц, родившийся всего три дня назад.
Солнце уже клонилось к западу, но его сияние мешало мне ясно видеть Терру. Над Африкой вставал рассвет, ослепительные отблески его ложились на сушу, но это не очень мешало, а вот южная полярная шапка резала глаза белизной и не давала разглядеть Северную Америку, освещенную пока только лунным светом.
08:51... 08:52... 08:53... осталась одна минута... 59... 58... 57... полминуты... 29... 28... 27... десять секунд... девять... восемь... семь... шесть... пять... четыре... три... две... одна...
И внезапно на карте маленькими алмазными искорками вспыхнула наша сетка!
Мы нанесли такой сильный удар, что его можно было видеть невооруженным глазом, без всякого бинокля. Челюсть у меня отвисла, и я прошептал "Боже мой" еле слышно и почти благоговейно. Двенадцать очень ярких, очень резких, ослепительно белых вспышек образовали точный геометрический рисунок. Они вспухли, слегка затуманились, сделались красными — казалось, это длится бесконечно долго. Потом возникли новые точки, но великолепный узор настолько заворожил меня, что я их едва заметил.
— Да, — согласился Майк, очень довольный собой. — Тютелька в тютельку."
Р. Хайнлайн. "Луна — суровая хозяйка"
Только баллистические снаряды, только хардкор. Булыжники на службе гнева Господа.
"Свистать наверх лучников! Стрелы — товсь! Враг по азимуту ноль-три-пять, созвездие Гончих псов. Открыть заградительный огонь! Целится в радиаторы!
Не дать им прорваться к нашим булыжникам!"
Космосу явно есть чем защищаться. Но он вряд ли нападёт первым.
Потому что ему это будет не очень интересно.
Хороший самолёт должен быть крепким.
16.02.2015 21:47
Для чего вообще нужен гиперзвук? И, как следствие, для каких аппаратов интересно использовать воздушно-реактивный двигатель?
Если с гиперзвуком столько мороки, столько проблем, то, может быть, обойтись старыми и проверенными баллистическими ракетами, чтобы доставить тепло и свет в дом к предполагаемому противнику?
Однако, возможность использовать ту самую "серую зону" между космосом и тропосферой Земли, это "сладкое место" в районе "линии Кармана" — по-прежнему манит всех военных.
Поскольку пока именно военные и являются основными заказчиками всех аппаратов так или иначе использующих гиперзвуковой режим полёта для движения в атмосфере Земли.
Именно для военных важно то, что на таких высотах, в районах, сопредельных с "близким космосом" и на скоростях, которые с трудом могут достичь лишь аппараты с ракетными двигателями, можно производить управляемый, а не баллистический полёт.
Коллизия выбора между ракетным и воздушно-реактивным двигателем здесь очень похожа на соревнование между МиГ-25 и SR-71: те режимы, которые ракета может обеспечивать только на протяжении очень короткого времени — гиперзвуковой летательный аппарат может поддерживать на протяжении многих часов полёта.
В том случае, конечно, если у нас есть для него настоящий гиперзвуковой воздушно-реактивный двигатель.
Понятное дело, попав в нежные руки военных, гиперзвуковые разработки сразу же обрастают целой аурой секретности.
Многие параметры разрабатываемых аппаратов нам доподлинно неизвестны, а для некоторых у нас даже нет и официальных фотографий, которые заменены рисунками "по мотивам".
Однако для вооружённого взгляда и для пытливого ума ход разработок по гиперзвуковым летательным аппаратам и двигателям для них уже не является страшной тайной.
И об этом переднем крае современной борьбы за сверхскорость — мой дальнейший рассказ.
Сейчас часто при испытаниях "гиперзвука" испытывают лишь его отдельные аспекты, а не полностью готовый аппарат. Поэтому, например, вот эту птичку[20] под совершенно неудобоваримым названием "Продвинутое гиперзвуковое оружие" (Advanced Hypersonic Wheapon, AHW) просто прицепили к обычной разгонной ракете, ускорили с помощью ракетных двигателей до скорости в десяток Махов, а потом свалили на голову "условного противника" — то есть отрабатывали исключительно инерционное движение и планирование с гиперзвуковыми скоростями. То есть — какого-либо гиперзвукового двигателя на ударном блоке AHW никогда не стояло, а само маневрирование осуществлялось исключительно за счёт аэродинамических поверхностей самого аппарата. Их, кстати, у него было целых четыре, о чём нам и сообщил Пентагон в своём релизе. А выглядел аппарат, имеющий, согласно публичной информации, "биконическую форму" как-то вот так:
Это, кстати, официальный рисунок, распространённый Пентагоном. Масса информации для размышления.
Из двух испытательных пусков, проведенных в 2011 и в 2014 годах пока успешным был только один, первый, когда выводящая AHW ракета STARS успешно стартовала[21] с Гавайских островов. Сам боевой блок AHW, достигнув скорости то ли в 5М, то ли в 8М, после успешного маневрирования на гиперзвуковой скорости упал в районе атолла Кваджалейн.
Похожую программу маневрирующих бездвигательных гиперзвуковых летательных аппаратов ведёт и американское исследовательское агентство DARPA. Программа DARPA называется Falcon HTV-2[22] и должна была продемонстрировать на выходе из процесса испытаний опять-таки боевой маневрирующий гиперзвуковой блок, который бы смог на границе "линии Кармана" развить скорость и того большую, нежели блок AHW — в районе 17-22М.
Однако, программа Falcon HTV-2 по итогам испытаний получилась ещё более "успешной", нежели попытка создания AHW: оба тестовых полёта, проведенные в 2010 и в 2011 годах, закончились неудачей: два гиперзвуковых маневрирующих блока HTV-2 потеряли управление на 9-й и на 26-й минуте гиперзвукового спуска соответственно.
Хотя рисунок Falcon HTV-2 вышел даже более впечатляющим, нежели убогая графика AHW:
Впрочем, DARPA не останавливаются в процессе распила денег американского налогоплательщика освоения планирующего гиперзвука и выкатили уже "на гора" целую концепцию дальнейшего совершенствования своих летающих пепелацев. В частности, уже начиная со следующего "Сокола", которому присвоили индекс HTV-3X, маневрирующий гиперзвуковой блок якобы уже даже обретёт свой гиперзвуковой двигатель, а четвёртый "Сокол", прозванный HCV, сможет и вообще вышивать крестиком... в общем, пока что не придумали что, но однозначно — сможет.
Ведь не могли же США закопать почти что 308 миллионов долларов только в анимационное видео полёта[23] и вот в такую красивую картинку:
Впрочем, усилия США в деле создания гиперзвуковых маневрирующих боевых блоков понятны — уже в 2012 году командующий РВСН России, генерал-полковник Сергей Каракаев заявил, что новые российские межконтинентальные баллистические ракеты наземного и морского базирования — "Ярс" и "Булава" получат гиперзвуковые маневрирующие блоки.
А в 2014 году данные заявления прозвучали и касательно новой тяжёлой шахтной МБР "Сармат", боевую часть которой якобы также должны снабдить гиперзвуковыми маневрирующими блоками. Об этом заявил, в частности, заместитель министра обороны России Юрий Борисов.
Понятное дело, в случае российских разработок маневрирующих гиперзвуковых боевых блоков информации ещё меньше, нежели в случае американских разработок, но кое-что в открытую прессу тоже попадает.
В частности, известно, что сами разработки маневрирующих боевых блоков велись в СССР ещё с конца 1970-х годов, о чём неплохо расписано вот в этой статье[24] .
Сейчас уже рассекречен факт, что тогда для знаменитой МБР Р-36М2 «Воевода» (SS-18 Satan в западной классификации) в днепропетровском ОКБ «Южное» разрабатывали управляемый боевой блок 15Ф178.
Он был оснащен схожей с американскими опытными разработками аэродинамической системой маневрирования — отклоняемый конус на носу блока на гиперзвуковых скоростях позволял управлять блоком без применения двигателей. В 1980-х годах было проведено шесть испытаний управляемого гиперзвукового блока, но затем произошла катастрофа распада СССР и днепропетровский разработчик гиперзвукового блока оказался с производителем, Оренбургским машзаводом, в разных странах.
Однако, несмотря на официальное прекращение работ по гиперзвуковым блокам в ОКБ «Южное», судя по открытой информации, полученный задел был сохранён и положен в основу последующих работ. Так, в 1987 году подмосковным «НПО Машиностроение» в городе Реутов были начаты работы по созданию МБР «Альбатрос» с маневрирующим и планирующим гиперзвуковыми блоками, которые, входя в атмосферу по баллистическим траекториям и со скоростями, сравнивыми с первой космической (17-22M на высоте "линии Кармана" соответствуют абсолютной скорости в 5,8-7,5 км/с), могли бы осуществлять неожиданный гиперзвуковой манёвр до 1000 километров по горизонтали — и поражать цели в непредсказуемых местах и с неожиданных направлений.
В начале 1990-х годов работы над МБР «Альбатрос» и гиперзвуковыми блоками для неё, на фоне общего упадка ВПК в России, были прекращены, но уже через несколько лет на месте закрытой темы «Альбатроса» были начаты работы, приведшие в итоге к созданию «Тополя-М» и гиперзвуковых блоков для его модификаций (МБР "Ярс"), а также и для других ракет нового поколения — "Сармата" и "Булавы".
Однако, при всей привлекательности свободно маневрирующих на гиперзвуке в атмосфере управляемых боевых блоков, их применение всё-таки оказывается возможным только в результате запуска их с помощью баллистических ракет, легко определяемых средствами раннего обнаружения.
Да, их практически нереально уничтожить современными и перспективными средствами ПВО: только для ещё разрабатываемой в России системы ПВО С-500 была в техническом задании поставлена задача на уничтожение "гиперзвуковых аэродинамических целей", подразумавая, что зенитная ракета комплекса, вооружённая твердотопливным ракетным двигателем, сможет всё-таки догнать свободно планирующего или маневрирующего гиперзвукового "беглеца". В случае же американских систем ПВО борьба с гиперзвуковыми маневрирующими боевыми блоками даже не стоит на повестке дня: американские системы пока не могут с ними эффективно бороться.
Но, скорее всего, запуск МБР с ядерными боеголовками, помещёнными внутрь гиперзвуковых боевых блоков, и сам по себе уже будет началом тотальной войны: никто не будет рассматривать это, как "конфликт малой напряжённости", подразумевая сразу же возможность встречного ответного удара по стороне, допустившей запуск МБР.
Поэтому, кроме маневрирующих гиперзвуковых блоков МБР, ведущие мировые державы всё это время не оставляли надежды создать работающий ГПВРД для установки его на гиперзвуковой летательный аппарат.
И в СССР, и в США, ещё начиная с конца 1960-х годов, прекрасно понимали всю перспективность именно воздушно-реактивной схемы гиперзвукового двигателя, несмотря на всю отработанность и надёжность ракетной схемы. Да, согласно всем расчётам, гиперзвуковой воздушно-реактивный двигатель был бы как минимум втрое менее эффективен, нежели классический турбореактивный двигатель (ТРД) и уступал бы даже своему сверхзвуковому собрату (СПВРД) в два раза по удельному импульсу, достигая лишь значений в 1000 секунд при скоростях в 6-7М, с последующим плавным снижением параметра.
Однако, даже эта скромная цифра по-прежнему бы превосходила удельный импульс лучших ЖРД почти что вдвое, а РДТТ — вчетверо. За такой результат, право слово, стоило бы бороться.
И — борьба началась.
Первыми, как это и бывало не раз, в борьбу вступили американцы.
В США предполагалось провести первые летные испытания ГПВРД на гиперзвуковом исследовательском самолете Х-15, который я уже упоминал в первой части моего рассказа. Идея так и осталась неосуществленной, поскольку предназначенный для испытаний Х-15A с бортовым номером 56-6672 разбился в ноябре 1967 года, всего за несколько дней до запланированного полета с разрабатываемым в США экспериментальным ГПВРД. В итоге натурные испытания ГПВРД в США были отложены в долгий ящик, а на фоне закрытия в 1970-м году программы Х-15 — и вовсе прекращены.
В СССР для программы разработки собственного ГПВРД, которая началась в семидесятые годы, в качестве базовых конструкций для испытаний ГПВРД решено было использовать не ракетные самолёты (у СССР их попросту не было), а гораздо более доступные и дешёвые зенитные ракеты. Старые зенитные ракеты можно было легко использовать в качестве стартовых ускорителей, которые бы разогнали летательный аппарат с экспериментальным ГПВРД до нужной для устойчивой работы гиперзвукового двигателя минимальной скорости.
В качестве базовой ракеты для запуска аппарата с ГПВРД была использована снимаемая тогда с вооружения двухступенчатая зенитная ракета С-200.
Две пусковые установки С-200 с зенитными ракетами. Впереди — ещё одна ракета С-200 в разрезанном виде.
Сама ракета С-200 потроена по двухступенчатой схеме: начальный разгон производится с помощью четырёх твердотопливных ускорителей, а затем, уже в полёте включается маршевый двигатель второй ступени. Именно вторая ступень ракеты достигала нужной для запуска ГПВРД скорости около 3М (1200 м/с). Сам экспериментальный аппарат, получивший название "Холод", устанавливался вместе с баком горючего и контрольно-измерительным комплексом на месте штатного боевого блока С-200.
Гиперзвуковая летающая лаборатория (ГЛЛ) "Холод", установленная на списанной зенитной ракете С-200.
Однако, масштабность и сложность поставленной перед инженерами Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ) задачи затянули испытания ГПВРД практически на десятилетие[25] . Как показали последующие успешные стендовые испытания — это сыграло свою положительную роль, поскольку большая часть "детских болезней" советского ГПВРД была устранена ещё на земле.
Наземные испытания двигателя происходили в Тураевском филиале ЦИАМ (крупнейшая в Европе стендовая база), на уникальном стенде Ц-16ВК с наиболее полной имитацией реальных высотно-скоростных условий при скоростях, вплоть до скорости в 6М.
На стендах были получены уникальные данные о процессе горения горючего в сверхзвуковом потоке; проверялись материалы, работоспособные в условиях теплонапряжённого состояния по всему тракту ГПВРД — различным частям двигателя в реальном полёте надо было бы работать в диапазоне температур от – 200 °C до +2000 °C; уточнялись результаты расчетов экспериментальных технологических исследований как отдельных элементов конструкции, так и всего двигателя в целом.
 Принципиальная схема ГЛЛ "Холод".
И вот — решающее испытание. На дворе — 28 ноября 1991 года, до официальной смерти СССР остаётся всего 10 дней.
На полигоне Сары-Шаган в Казахстане у озера Балхаш проводятся первые натурные испытания ГЛЛ "Холод".
Кто знает, как бы повернулась дальнейшая судьба советского ГПВРД, если бы то самое решающее испытание не увенчалось бы хотя бы частичным успехом?
Но — удача благоволит крепким и испытанным конструкциям: "Холод" полетел.
Уже на первых летных испытаниях была достигнута скорость в 5,6М, а сама летающая лаборатория поднялась на рекордную высоту в 35 километров, сравнимую с мировым рекордом настоящего сверхзвукового истребителя-перехватчика МиГ-25.
В последующих пусках "Холода", которые производились в период с 1991 по 1998 год, удалось достичь времени работы ГПВРД в 77 секунд и разгнать лабораторию до рекордной скорости в 1 832 м/c, что соответствовало 6,41М.
Гиперзвук был покорён — и впервые это сделал именно советский ГПВРД.
Американцы же, тем временем, поддавшись в 1980-х годах обаянию виртуальных концептов[26] "гиперзвуковых ракетопланов", которые бы долетали из Далласа в Токио за два часа, внезапно осознали, что снова погнались за красивыми картинками, построив очередной "замок на песке" — гламурную обёртку, под которой у них совершенно не было никакой реальной технологии:
Если что — проектировавшийся в 1980-х годах в США гиперзвуковой самолёт Х-30 — сверху.
Внизу у нас "Космический ракетоплан" из фантастического фильма "Пятый элемент".
Найдите 15 отличий.
Начатая в 1986 году разработка громадного гиперзвукового пассажирского (!) самолёта Rockwell Х-30 была под стать всем американским 80-м годам ХХ века: взлётная масса пепелаца — более 136 тонн (на уровне хорошего турбореактивного пассажирского самолёта), длина фюзеляжа — почти что 50 метров, размах крыльев — 22 метра.
Куда там советскому миниатюрному "Холоду", который-то и стартовать сам по себе не мог!
Тут все задачи предполагалось решить раз — и навсегда. Чтобы сразу же оставить всех остальных в роли безнадёжно догоняющих.
Однако реальность, как и в случае гиперзвуковых управляемых боевых блоков оказалась на стороне тех, кто кропотливо работал над деталями.
Как оказалось, обшивка большей части фюзеляжа X-30 по расчётам должна была нагреться в до 980 °C, а максимальная температура конструкции, наблюдаемая в носовой части ракетоплана, на передней кромке крыла и в районе воздухозаборника двигателя была бы и того выше, доходя до 1650 °C.
Потом, на фоне моделирования, внезапно выяснилось, что в конструкции X-30 пришлось бы массово применять лёгкие, но в то же время — жаростойкие материалы, такие как альфа – и гамма-алюминиды титана, углерод-углеродные композиты, титановые композиты с металлической матрицей и кремнийуглеродными волокнами.
Все эти материалы и тогда, и даже сейчас существуют лишь в единичных экземплярах, а их цена выводила бы общую стоимость Х-30 просто-таки на космический и фантастический уровень.
Никакие пассажиры "из Далласа в Токио" не смогли бы даже окупить будущий НИОКР по созданию Х-30.
Но самая крупная проблема поджидала Х-30 в ином. Для "космического ракетоплана" просто не оказалось подходящего двигателя.
На самом деле, нарисованный во всех рекламных проспектах красивый взлёт Х-30 прямо с обычного аэродрома был чистейшей воды фикцией: как и в 1950-х годах, так и сейчас, ГПВРД могут работать только начиная со скорости в 3М, а их младшие братья, СПВРД — начиная от скорости хотя бы в 0,5М.
А вот для запуска самолёта с обычной ВПП по-прежнему надо запускать ТРД — и медленно карабкаться к трансзвуку...
Ещё немного фантастики. ГПВРД курильщика.
Самолёт с ГПВРД стартует с обычной взлётной полосы.
В итоге — к началу 1990-х годов проект Х-30 был окончательно похоронен и стыдливо забыт.
А в реальности американцы начали работать над гораздо более скромным гиперзвуковым аппаратом Х-43A[27] , который они стали запускать, как и многие другие гиперзвуковые аппараты, уже с летающией платформы — всё того же проверенного бомбардировщика Б-52, с которого стартовал и первенец американской гиперзвуковой программы, ракетный самолёт Х-15:
Старт Х-43А с бомбардировщика В-52. ГПВРД нормального человка.
Кроме того, внезапно выяснилось, что несмотря на все усилия США по разработке собственного ГПВРД, которые они вроде как бы и предпринимали, начиная с 1960-х годов — их фактические достижения так и остались в районе успехов ракетного гиперзвукового самолёта Х-15 и виртуальных концепций "Дайна Соар Х-20" и "Космического ракетоплана Х-30".
Реальных же результатов по ГПВРД у американцев оказалось с гулькин нос.
Даже на крошечный по сравнению с Х-30 гиперзвуковой самолётик Х-43 (длина 3,66 м, размах крыльев 1,52 м, масса 1400 кг) у американцев не оказалось собственного работающего ГПВРД.
В результате... в результате американцы были вынуждены констатировать: СССР их снова обогнал.
И все 1990-е годы американцы действовали привычным им способом, просто активнейшим образом покупая результаты, полученные у нас на гиперзвуковом летательном аппарате «Холод».
Программа Х-43A в итоге была построена практически полностью не на собственных американских разработках, а на использованном опыте СССР.
Как и в случае программы ВОУ-НОУ, американские деньги позволили тогда спасти российскую программу гиперзвуковых двигателей, поскольку полученные от США средства помогали выжить и продвигаться в этом направлении и далее, в то время, как у самой России катастрофически не хватало денег на гиперзвук.
Дошло до смешного: последние эксперименты по программе "Холод" шли практически полностью по заказу NASA, которое и воспользвалось результатами испытаний советского, а теперь — российского ГПВРД в своих разработках.
В итоге американцы, уже к середине 2000-х годов добились устойчивых результатов на своём Х-43А: после неудачи первого пуска, второй полёт гиперзвукового аппарата уже прошёл в устойчивом режиме, а в третьем полёте, который случился 16 ноября 2004 года, гиперзвуковая лаборатория Х-43А показала рекордную скорость: 9,6М (11 200 км/час или же почти что 3,2 км/c — 40% от первой космической скорости).
Мир вплотную подошёл к реальным гиперзвуковым летательным аппаратам.
И они уже стали ближайшей реальностью.
Да, прошлый задел позволяет нам и сейчас прилично обгонять американцев по целому ряду направлений в области создания гиперзвуковых аппаратов, но настоящая «схватка за гиперзвук» — дело самого ближайшего будущего. Да, официально мы пока ещё говорим, что мы «нигде не отстаем» от США, но уже ближайшие разработки американцев могут поставить под сомнение эту оптимистическую тезу.
Хороший самолёт должен быть красивым.
16.02.2015 15:52
Недавно меня привлекли к написанию статьи о гиперзвуковом движении для одного глянцевого журнала. Когда-то, давным-давно, в другой жизни, я помогал отцу с переводом статей, посвящённых разработке аэродинамических форм и теплозащитных материалов для древних "Спейс Шаттлов" — и поэтому вспомнил всю ту информацию о вязком ударном слое, высокотемпературном потоке, диссоциации и ионизации газа, которую мне тогда пришлось переводить с английского языка на русский.
И, погрузившись снова в те старые воспоминания, попутно просмотрев новые разработки в деле гиперзвука — я осознал, что за прошедшие 25 лет мало что изменилось в деле штурма недостижимой высоты в 5М (пятикратная скорость звука в воздухе), которая и характеризует настоящий гиперзвук.
Для начала разговора о гиперзвуке стоит ввести некоторые смысловые ограничения. Ведь часто, разговаривая о "гиперзвуковом полёте" даже специалисты говорят лишь о "движении, осуществляемом со скоростями, большими 5М", совершенно не учитывая, при каких условиях внешней среды это движение осуществляется.
Гиперзвуковой полёт или гиперзвук для краткого наименования в рамках этой статьи, если рассматривать его терминологически корректно — это движение летательного аппарата в достаточно плотной газовой среде, которая может при этом ещё и поддерживать аэродинамические эффекты.
Для атмосферы Земли условной верхней границей такого слоя атмосферы является высота в 100 километров, которая ещё иногда называется " линией Ка́рмана[28] ".
Выше этой линии в атмосфере Земли уже невозможно осуществлять аэродинамический полёт с любой скоростью — самолёту или любому другому летательному аппарату, который использует воздух земной атмосферы, как опору, там уже просто не на что "опираться" и его движение выше линии Кармана носит уже чисто баллистический характер.
Поэтому, разговаривая о гиперзвуке, нам надо всегда помнить, что истинный гиперзвуковой полёт возможен только в описанных условиях: на высотах от 0 до 100 километров и при скорости не менее 5М.
Всё, что летает выше линии Кармана — уже не гиперзвук, даже если и имеет большую 5М скорость. Это уже "вакуумная акустика". Всё что летает медленнее 5М — тоже не гиперзвук, как бы не хотелось кому-либо назвать "гиперзвуком" весьма пристойную скорость в 3М, которую уже достигли многие серийные самолёты.
1М, справочно — это скорость звука в воздухе. Она различна для атмосферного воздуха различной температуры, давления и, как следствие, плотности, и составляет от 340 м/c на уровне моря до 282 м/с для атмосферы Земли на высоте в 80 километров. То есть, в абсолютных цифрах самая низкая гиперзвуковая скорость 5М на уровне моря и на высоте в 80 километров отличается где-то на 20%. На большой высоте гиперзвуковая скорость ниже, как ниже там и плотность воздуха.
Первым пилотом-аэронавтом, который смог одновременно стать и астронавтом, совершив суборбитальный полёт на гиперзвуковых самолётах, стал американский лётчик Джозеф Уокер, который 19 июля 1963 года на экспериментальном гиперзвуковом самолёте Х-15 достиг высоты в 106 километров и формально оказался в "настоящем космосе".
Через месяц, 22 августа 1963 года Джо Уокер улучшил свой рекорд, подняв ведомый им самолёт North American X-15 на рекордную высоту в 108 километров.
Полёты Х-15 к границам и за границы официальной "самолётной атмосферы" планеты Земля осуществлялись на протяжении более, чем 10 лет (с 1959 по 1970-й год), всего было осуществлено 192 полёта, из них 13 раз гиперзвуковые самолёты Х-15 поднимались на высоты более 80 километров.
Максимальная скорость полёта, которую удалось обеспечить на Х-15, составляла 6,72М или же 7 274 км/час.
После ряда аварий и катастроф, в том числе и с человеческими жертвами, программа Х-15 была в США закрыта — и дальнейшие работы по гиперзвуку были на достаточно длительный период прекращены.
В чём же проблема этого извечного "быстрее, выше, сильнее", которое остановило гиперзвук в 1970-х годах — и почему к нему вернулись сегодня?
Надо сказать, что кроме помех в движении, которые создаёт трение атмосферы о летательный аппарат и сопротивление воздуха, газовая оболочка Земли создаёт и некоторые преимущества для движущегося летательного аппарата тяжелее воздуха.
Первым преимуществом, безусловно, является аэродинамическая подъёмная сила. В отличии от силы Архимеда, которая выталкивает и поднимает вверх аэростаты и дирижабли с гелием и водородом, аэродинамическая или подъёмная сила действует на поверхности крыльев или лопастей воздушного судна.
Именно аэродинамическая сила позволяет аппарату тяжелее воздуха легко бороться с силой притяжения Земли, затрачивая энергию в большей степени лишь на поддержание горизонтального полёта. Да, энергия топлива, затрачиваемая на борьбу с лобовым сопротивлением, достаточно весома по сравнению с инерционным движением в вакууме, но "бесплатный бонус" в виде подъёмной силы искупает все недостатки неизбежного движения в атмосфере.
Вторым "бонусом", который таит в себе именно атмосфера Земли, является наличие в ней бесплатного окислителя — кислорода. Например, в случае движения в атмосфере Венеры летательному аппарату неизбежно надо было бы тянуть с собой и запас горючего, и запас окислителя — углекислый газ венерианской атмосферы не является ни горючим, ни окислителем — его невозможно использовать в качестве топлива.
В случае же Земли любой дозвуковой или сверхзвуковой самолёт может нести с собой лишь запас одного из компонентов топлива — горючего, которое сгорает в получаемом прямо в полёте окислителе — кислороде из состава атмосферного воздуха.
Но именно вопрос выбора двигателя, при всей привлекательности воздушно-реактивной схемы для гиперзвукового полёта и был всё время, начиная с 1950-х годов, центральным вопросом проектирования гиперзвукового летательного аппарата.
Если мы рассмотрим конструкцию уже упомянутого Х-15[29] , то увидим, что он построен не по схеме воздушно-реактивного двигателя, утилизирующего бесплатный кислород атмосферы, а использует для своего движения ракетные двигатели. И, как следствие, активный участок полёта Х-15, несмотря не все впечатляющие достижения по скорости и по высоте подъёма, составлял не более 2 минут — дальше у него просто заканчивалось топливо и весь последующий полёт уже был практически полётом по инерции и последующим планированием в атмосфере:
Х-15 после посадки. Под корпусом наглядно видны громадные баки топлива и окислителя.
Почему же, несмотря на полёт в "аэродинамической атмосфере" и несмотря на все преимущества воздушно-реактивного двигателя, гиперзвуковой самолёт Х-15 был построен с использованием ракетного двигателя?
В этом и заключен ответ на вопрос об остановке программе гиперзвука в начале 1970-х годов и её возобновления лишь в 2000-х: только сейчас инженеры США, России и Китая вплотную подбираются к возможности реализовать в металле все задумки и концепции, касающиеся именно воздушно-реактивного гиперзвукового двигателя, который может во многих отношениях оказаться гораздо лучше ракетного. И в текущей ситуации у России есть немалый задел, который она унаследовала от СССР. Но об этом — чуть позже.
Точно также, как переход от дозвукового полёта к сверхзвуковому потребовал перехода от винтовых и турбовинтовых систем к чисто турбореактивным системам, точно также, как штурм скорости в 2-3М потребовал ухода от турбореактивных двигателей (ТРД) и использования уже прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД), так и подход к гиперзвуку потребует снова тотальной переделки всего двигателя воздушного аппарата.
При этом оптимизация воздушно-реактивного двигателя для гиперзвука подразумевает, что он будет в чём-то эффективнее обычного ракетного двигателя, в котором мы и горючее, и окислитель мы тащим с собой в виде начальной нагрузки летательного аппарата.
Да, так называемый удельный импульс[30] гиперзвукового воздушно-реактивного двигателя будет намного (как минимум — вдвое) выше удельного импульса сравнивого с ним по мощности и другим параметрам ракетного двигателя. Но вот сама конструкция гиперзвукового воздушно-реактивного двигателя пока что очень неопределена — как в плане его технологических особенностей и принципиальных схем, так и в перечне тех материалов, которые необходимо ещё создать для его постройки.
Принципиальную проблему создания гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ГПВРД) хорошо показывает вот эта диаграмма, показывающая соотношение эффективности разных типов двигателей в зависимости от скорости летательного аппарата:
Из диаграммы видно, что по удельному импульсу ракетные двигатели (РД) значительно уступают воздушно-рективным двигателям (ВРД) всех типов. Это объясняется тем, что в расход топлива у РД включается и окислитель, который ВРД "бесплатно" забирает из атмосферы, поэтому удельный импульс РД составляет максимум 270 секунд для ракетного двигателя твёрдого топлива (РДТТ) и 450 секунд для жидкостного ракетного двигателя (ЖРД).
И, получается, что древний, как говно мамонта, пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПуВРД) Argus As-014, использовавшийся как двигатель для первой немецкой дозвуковой крылатой ракеты "Фау-1" (V-1) времён Второй мировой войны, имеет удельный импульс выше самых современных РДТТ и ЖРД.
В случае же турбореактивных двигателей, используемых в современных самолётах, преимущество и того значительнее — удельный импульс в 2000-3000 секунд превосходит лучшее ЖРД чуть ли не в 6 раз.
"Боинг-747" смотрит на Х-15, как на говно. Правда, догнать всё равно не может.
Однако, у ракетных двигателей есть неоспоримое преимущество: получая готовый окислитель из баков, они не возятся с подготовкой кислорода из атмосферного воздуха.
В силу чего их удельный импульс характеризуется фразой "бедненько, зато стабильненько": свои 450 секунд они выдают хоть на ноле Махов скорости, хоть на десяти Махах, хоть у поверхности, хоть на высоте в 80 километров.
А вот оптимизировать капризный воздушно-реактивный двигатель ко всем значениям скорости и ко всем возможным высотам полёта, вплоть до линии Кармана — оказалось задачей отнюдь не столь тривиальной, как представлялось в начале 1950-х годов. Какой-то из двигателей, как ТРД, хорошо работает только до скорости в 2-3М, а кто-то, как сверхзвуковой ПВРД, может, наоборот, стартовать только на сверхзвуковой скорости выше 1М.
Классификация различных типов воздушно-реактивного двигателя в России и в США немного отличается, но фактически для целей нашего рассказа важно одно: из воздушно-реактивных двигателей только ТРД может эффективно обеспечивать разгон летательного аппарата от 0М до 1М, то есть — от состояния покоящегося на взлётной полосе аппарата до первого барьера — скорости звука.
Именно турбореактивные двигатели современных дозвуковых и сверхзвуковых самолётов обеспечивают им возможность передвижения в воздухе со скоростями, начиная от взлётной и заканчивая "высоким" сверхзвуком, на которых летают сейчас и современные истребители и бомбардировщики, и даже летали "белые вороны" сверхзвуковой авиации — советский Ту-144 и англо-французский "Конкорд".
Именно турбина и питаемый её энергией воздушный компрессор позволяют турбореактивному двигателю стартовать буквально с "полпинка" прямо на взлётной полосе, самостоятельно разгонять самолёт до взлётной скорости, опряделяемой уже лишь подъёмной силой его крыльев, а потом — осуществлять набор высоты, горизонтальный полёт и управляемую посадку.
Самое главное тут — не заблудиться!
ТРД замечательно работают при скоростях от 0М до 1М, выходя на "полочку" своего максимального удельного импульса (около 3000 секунд) в промежутке скоростей 1-2М. Однако, уже начиная со скорости 2М на их удельный импульс начинает воздействовать их собственная конструкция: набегающий поток воздуха уже и сам очень сильно тормозится и сжимается на входе в конструкции двигателя, а столь сложный и витиеватый лабиринт лопаток воздушного компрессора становится скорее препятствием в дальнейшем пути атмосферного воздуха к камере сгорания воздушно-реактивного двигателя.
Однако, отказаться от ТРД на "пути наверх" к гиперзвуку оказывается очень непросто: следующий, оптимизированный уже под скорости в 3-4М двигатель, сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (СПВРД), уже совершенно не хочет работать на земле, при нулевых скоростях и даже не может завестись на скорости ниже 500-600 км/час.
Кроме того, вплоть до скорости в 1М (дозвук) любые ПВРД имеют крайне низкий удельный импульс, сравнимый или даже худший, чем удельный импульс ракетных ЖРД или РДТТ.
В 1950-х годах ПВРД испытывались на дозвуковых скоростях, были даже построены такие пилотируемые уродцы, как французская летающая лаборатория Leduc 0.21[31] :
Несмотря на то, что "Ледук" мог даже сам садиться в планируещем режиме и несмотря на то, что со своим единственным ПВРД (честно говоря — сама лаборатория и была таким большим ПВРД) он смог достигнуть скорости в 900 км/час, выйдя на трансзвук — концепт дозвукового ПВРД не обеспечивал возможности старта с земли: для этого "Ледук" использовал самолёт-матку, который разгонял летающую лабораторию до нужных скоростей около 500 км/час.
Похожие технологии используются сегодня и практически для всех сверхзвуковых крылатых ракет, вроде разработанных при СССР изделий "Гранит", "Базальт", "Оникс" и прочих, движущихся на скоростях в 2-2,5М с помощью собственных СПВРД:
Это не работа штатного СПВРД "Оникса" — это работает стартовый ускоритель.
Практически все сверхзвуковые крылатые ракеты, которые используют СПВРД стартуют именно так: или с наземных комплексов с использованием малоэффективных, но проверенных твердотопливных ускорителей, которые и разгоняют их до минимальной скорости работы СПВРД, либо же, как и Х-15 и "Ледук" — используют разгонные самолёты для того, чтобы "бесплатно" получить столь необходимую им начальную скорость.
Однако, был в истории покорения скорости и ещё один концепт выхода на высокий сверхзвук. Это история знаменитого высотного разведчика "Чёрного дрозда" ( SR71-Blackbird[32] ) и его не менее уникального воздушно-реактивного двигателя Pratt & Whitney J58[33] .
Надо сказать, что конструкторы "Пратт энд Уитни" при разработке двигателя для "Чёрного дрозда" сделали практически невозможное, создав для детища "Локхида" гибрид "ежа и ужа", скрестив в одном двигателе и ТРД, и СПВРД.
Как им это удалось, рассказывается вот в этом коротком и наглядном видео:
youtu.be/F3ao5SCedIk
Историю создания этого уникального двигателя можно почитать по ссылкам в тексте статьи, скажу лишь, что процесс его создания был очень непростым и тернистым, а испытания его проводились исключительно на земле, что само по себе уже было подвигом.
Для двигателя пришлось создавать уникальную марку основного топлива и добавлять при пуске форсажных камер дополнительное, самовоспламеняющееся в воздухе стартовое горючее.
Однако, итогом всей программы "Чёрного дрозда" стал воистину знаковый, красивый самолёт, который стал головной болью СССР на долгие годы вперёд.
Красивый самолёт. Чёрный.
Именно "Чёрному Дрозду", с его уникальным гибридным двигателем "два в одном" (ТРД+СПВРД) принадлежит масса рекордов и достижений по скорости и высоте полёта.
В 1976 году SR-71 установил рекорд по скорости полёта самолётов с прямоточными двигателями — 3529 км/час.
В целом же самолёт был рассчитан на постоянную эксплуатацию при скорости 3,2М, в случае перегрева наружных конструкций самолёта до температуры не более 427 °C — допускался кратковременный разгон до 3,3М. Крейсерская же скорость SR-71, на которой его двигатель выдавал 20% тяги за счёт его ТРД и 80% тяги за счёт его СПВРД, составляла 2,8М.
Практический потолок "Чёрного Дрозда" составлял 25 910 метров, радиус действия за счёт использования столь уникальной гибридной конструкции двигателя удалось довести до 2000 километров, что было критически важно для высотного разведчика в его действиях против весьма протяжённого и защищённого системами ПВО Советского Союза.
Для желающих "померяться пиписками" между США и СССР, конечно же, нам надо упомянуть и советский "поход на высокий сверхзвук", который вылился в разработку совсем иного концепта[34] — истребителя-перехватчика МиГ-25.
Согласно обычного для "этих ваших интернетов" мегасрача обычно начинается и достаточно долго продолжается обсуждение того, что SR-71 мог, а МиГ-25 не мог (или наоборот — что мог МиГ-25, а не мог SR-71), но факт остаётся фактом: за SR-71 пока остаётся признанный рекорд скорости, зато МиГ-25 может похвастаться своим рекордом — по абсолютной высоте полёта, который составляет 37 650 метров.
Не "линия Кармана", но тоже очень хорошо.
Красивый самолёт. Белый.
В скорости же, несмотря на все усилия, догнать SR-71 так и не удалось: рекорды МиГ-25 были ограничены планкой в 3000 км/час (около 2,83М), что и задавало практику тестовых воздушных боёв МиГ-25 с "Дроздами" во времена Холодной войны: МиГ-25 заранее набирали высоту над подходящими к границе SR-71, а потом в пикировании догоняли "Дроздов" и выходили на эффективную дальность пуска своих ракет, вынуждая SR-71 спешно ретироваться от границ СССР.
Такая практика "наскока и устрашения" позволяла держать "Дроздов" вдалеке от стратегических объектов в СССР.
Скромность МиГ-25 в деле штурма рубежа скорости в 3М понятна и объяснима: в качестве силовой установки истребителя-перехватчика использовались старые, проверенные, но уже малоэффективные за отметкой скорости в 3М турбореактивные двигатели Р15БД-300, которые за этим магическим рубежом резко теряли свою эффективность:
К началу 1980-х годов человечество впрямую подошло к реальному штурму планки "настоящего" гиперзвука. Магической цифры в 5М хотелось достигнуть именно на воздушно-реактивных двигателях, чтобы уйти от проклятия низкого удельного импульса ракетных двигателей.
Но тут всех участников гонки Холодной войны подстерегало уже совсем другое, чисто физическое ограничение.
Фактором, ограничивающим рабочие скорости обычных СПВРД сверху, является температура заторможенного воздуха. Проблема состояла в том, что при числах Маха, которые превышали M=5 за счёт даже пассивного сжатия входящего потока воздуха в конусе ПВРД его температура превышала 1500 °C, и существенный дополнительный нагрев рабочего тела в камере сгорания, который и позволяет, собственно, разогнать выходящий поток газа до скоростей больших, нежели входящий поток и обеспечивает истинную тягу летательного аппарата, становится уже очень проблематичным из-за ограничения жаропрочности конструкционных матриалов.
Те же самые проблемы подстерегают и части конструкции летательного аппарата (носовая кромка конструкции, выступающие части воздухозаборников), которые принимают на себя первыми сверхзвуковую ударную волну набегающего потока воздуха.
Высокоскоростной поток в лобовой точке аппарата, в точках и областях торможения, вызывает нагревание газа до очень высоких температур — до нескольких тысяч градусов. Высокие температуры, в свою очередь, создают неравновесные химические свойства потока, которые заключаются в диссоциации и рекомбинации молекул газа, ионизации атомов, химическим реакциям в потоке и с поверхностью аппарата.
И двигатель, и воздухозаборник, и лобовая часть аппарата буквально начинают "гореть" в набегающем потоке воздуха, да так, что старые-добрые 427 °C "Чёрного Дрозда" на 3,3М начинают казаться просто небольшой и не очень горячей сауной.
Но самый жуткий ужас начинает твориться в потоке набегающего воздуха, который, как мы помним, надо не просто победить тягой двигателей и обеспечить за счёт него подъёмную силу аппарата, но ещё и попутно превратить в столь необходимый нам окислитель.
Иначе — зачем менять шило на мыло, а старый, проверенный РД — на капризный и неустойчиво работающий ГПВРД?
Ссылки
[2] – | Washington Free Beacon сообщил о тестах российской противоспутниковой ракеты: Оружие: Силовые структуры: Lenta.ru
4 декабря 2015, 14:13
lenta.ru/news/2015/12/04/nudol/
Россия провела первое успешное испытание новой противоракеты, предположительно создающейся в рамках опытно-конструкторской работы (ОКР) «Нудоль». Об этом на ресурсе The Washington Free Beacon сообщил Билл Герц, один из ведущих американских обозревателей, пишущих о военных вопросах и работе разведки.
Герц, ссылаясь на высокопоставленный источник в оборонном ведомстве США, пишет о том, что первый испытательный пуск успешно состоялся 18 ноября, предыдущие два были неудачными. Испытанная ракета, как сообщает источник, создается в том числе для борьбы с космическими объектами на околоземных орбитах, то есть как противоспутниковое оружие. В публикации отмечается, что речь идет о проекте «Нудоль».
Известно, что по ОКР «Нудоль» в России создается стрельбовый комплекс с новыми ракетами для перспективной системы противоракетной и противокосмической обороны А-235. Комплекс предполагается мобильным и будет размещаться на многоосных колесных шасси производства Минского завода колесной техники. Ракеты «Нудоли», по ряду сообщений, относятся к дальнему (заатмосферному) эшелону перехвата системы А-235.
Российская система ПРО Москвы А-135 в данный момент, согласно открытым источникам, не имеет противоспутникового потенциала. По утверждению генконструктора системы Анатолия Басистова, такая возможность имелась лишь технически, при возможном использовании заатмосферных ракет-перехватчиков 51Т6. Известно, что возможностями для атаки спутников обладала предыдущая версия этой системы (А-35М).
|
[15] – | Горевшая подлодка "Орел" вернется в состав ВМС в 2016 году :: Новости :: ТВ Центр - Официальный сайт телекомпании
08 апреля 2015, 16:09
www.tvc.ru/news/show/id/65585
|
|
