Гиперзвуковое оружие

Локальные войны последних десятилетий, и прежде всего военные операции Запада в Ираке и Афганистане, выявили недостаточную оперативность и обычного высокоточного оружия, например крылатых ракет и управляемых авиабомб. Слишком большое время проходит с момента обнаружения цели до ее возможного уничтожения. Бомбардировщик-невидимка B-2 Spirit, взлетая с авиабазы на территории США, должен лететь 12—15 часов, например, до цели в Афганистане, до «логова» террористов. Даже если высокоточные бомбы поразят мишень, не факт, что за это время те, против кого они использовались, не успеют покинуть своего убежища.

Итак, в современных условиях требуется оружие быстрое, точное и не вызывающее ненужного политического резонанса (впрочем, когда дело идет о национальной обороне, военные готовы закрыть глаза на «глупый политес»). Таким оружием могут стать гиперзвуковые системы нового поколения.

Проект HyStrike — Высокоскоростная ударная ракета
Fast Hawk

HyStrike ведет разработки оперативного гиперзвукового оружия, которое должно быть представлено в период 2005 – 2012гг. Недорогая ракета, малозаметная средствами ПВО должна быть продемонстрирована ВМС США. Ракета Поверхность-Поверхность должна поражать укрепления и подземные объекты на глубине до 12 м. Скорость полета должна достигать 4М. Ракета не имеет крыльев и изменяет направление в полете благодаря отклоняемому вектору тяги прямоточного воздушно-реактивного маршевого двигателя, который установлен на отдельной сгибающейся секции фюзеляжа ракеты. Таким образом достигается высокая маневренность. На ряде расчетов и летных испытаний была продемонстрирована возможность доставить 300 кг. «полезного груза» на расстояние превышающее 1200 км со скоростью М 4.0 .

Рис.1 Примерно так должна выглядеть гиперзвуковая ракета, разрабатываемая HyStrike.

Работы по созданию гиперзвукового оружия HWT (Hypersonics Weapons Technology) и ракет малой стоимости LCM (Low-Cost Missile) финансирует агенство военно-морских исследований США. Программа HWT исследует технологии, необходимые для производства систем гиперзвукового оружия. Программа LCM – больше известная, как Fast Hawk – разрабатывает гиперзвуковые средства доставки.

Основной аспект этих программ — то, что разрабатываемое ударное гиперзвуковое оружие, планируется унифицировать для надводных и подводных носителей, а так же для авиации ВМС США. Задачи этой унификации: увеличение эффективности операций ВМС по поражению хорошо укрепленных целей, а так же экономия стоимости и увеличение жизненного цикла оружия.

Рис. 2 Здесь мы наглядно видим, для чего эту ракету планируют применять.

Гиперзвуковое ударное оружие предназначено, чтобы оказать положительное влияние
на управление на поле боя. Малое время подлета оставляет больше времени для обнаружения, классификации, приоритезации и выдачи команд на поражение целей. Гиперзвуковое оружие должно поражать укрепленные бункеры, подземные коммуникации и пусковые установки баллистических и крылатых ракет до того, как противник сможет применить оружие. Что повышает выживаемость соединений США и союзников на театре военных действий, повышает эффективность и рентабельность их применения, как и оперативность.

Огромная разрушительная мощь гиперзвукового оружия следует из огромной кинетической энергии. Объект, ударяющий в цель на скорости М8, производит в 64 раза большее воздействие, чем такой же объект на скорости М1. Это явление делает гиперзвуковое оружие, хорошо пригодным для нападения на укрепленные или глубоко укрытые цели, такие как бункеры, командные или складские объекты.

Основной проблемой, исследуемой в разработках, является нагревание, вызванное трением воздуха на высокой скорости. При скорости М4, поскольку ракета проходит через низкие слои атмосферы в предельной фазе ее полета, ее поверхность достигает приблизительно 650 °C . Эта температура находится в пределах диапазона
терпимости титана и композитных материалов. При скорости М6, однако, температура поверхности ракеты превышает 1540 °C и при М8 составляет более чем 3100 °C. Таким образом температура как внешней оболочки ракеты, так и ее начинки становится огромной проблемой. (К слову, борьба с перегревом ведется разными путями, как то: применение жаростойких композитных материалов, установка защитного покрытия, охлаждение корпуса распыляемым в носовой части ракеты топливом и т.д. В СССР и РФ даже разрабатывались системы, создающие плазменный кокон вокруг летящего объекта, с целью устранить трение о воздух и снизить радиолокационную заметность.)

25 марта 1997 Boeing Company получила контракт за $8 миллионов от ВМС США для разработки действующего прототипа LCM SSM – недорогой ударной ракеты поверхность-поверхность по программе Fasthawk.

Такие задачи ставятся перед разработчиками:

Область применения: атака, уничтожение, упреждающий удар по удаленным и/или критичным по времени поражения целям.
Радиус применения: от 600 до 700 морских миль.
Скорость: M3.5 — М7
Высокая живучесть.
Пробивающая способность: 6-12 м. бетона.
Возможность применения в дневное и ночное время в любую погоду.
Низкая стоимость производства и обслуживания.
Носители: надводные корабли и подводные лодки, а так же самолеты: F/A-18 E/F, JSF, F-22, F-16, F-15E, B52, B-2,B-1 и наземные комплексы залпового огня MLRS.

Материал взят с fas.org и переведен мною, для меня это первый опыт публикаций, так что сильно не бейте =)

ЗЫ: насколько известно из высказываний некоторых сотрудников DARPA, опубликованных в СМИ, разработки данной системы вооружений планируется завершить до конца 2010 года.
Так же, В США в середине 1990-х годов была сформулирована концепция Global Reach — Global Power («Глобальная досягаемость — глобальная мощь»). В соответствии с ней США должны обладать возможностью нанесения ударов по любой точке планеты в течение 1—2 часов после поступления приказа, без использования зарубежных военных баз, количество которых после окончания «холодной войны» существенно сократилось. В 2003 году Военно-воздушные силы и Управление перспективных разработок (DARPA) Министерства обороны США провели анализ собственных разработок и предложений промышленности по перспективным гиперзвуковым системам и выработали новую концепцию перспективной ударной системы. Концепция получила название FALCON («Сокол», Force Application and Launch from Continental US, «Применение силы при запуске с континентальной части Соединенных Штатов»). В рамках этой концепции сейчас сконцентрированы все усилия США по созданию гиперзвукового оружия большой дальности. Согласно FALCON, ударная система в законченном виде должна состоять из гиперзвукового многоразового (возможно, беспилотного) самолета-носителя HCV (Hypersonic Cruise Vehicle, «летательный аппарат с гиперзвуковой крейсерской скоростью») с дальностью 15—17 тысяч километров и многоразового гиперзвукового планера CAV (Common Aero Vehicle, «унифицированный летательный аппарат»).
Такие летательные аппараты разрабатывались по программе “Hyper-X”

Теоретически применение системы FALCON выглядит примерно следующим образом. После получения задания бомбардировщик HCV взлетает с обычного аэродрома и с помощью комбинированной двигательной установки (ДУ) разгоняется до скорости, примерно соответствующей М=6 (то есть вшестеро выше скорости звука в нормальных условиях). При достижении этой скорости ДУ переходит в режим гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя, разгоняя аппарат до М=10 и высоты не менее 40 километров. В заданный момент происходит отделение от самолета-носителя ударных планеров CAV, которые после бомбардировки цели возвращаются на аэродром одной из заморских авиабаз США (в случае оснащения CAV собственным двигателем и необходимым запасом топлива он может вернуться и в континентальную часть Штатов).

Учитывая сложность технических проблем, программа FALCON разбита на два этапа. Создание полномасштабной ударной системы в составе HCV-CAV планируется не ранее 2025—2030 года. К этому же времени относят и планы использования гиперзвуковых аппаратов в качестве разгонных ступеней космических средств выведения. К работам по аппаратам HCV и CAV подключены крупнейшие аэрокосмические фирмы США — Boeing, Lockheed Martin, Northrop Grumman, Andrews Space. Головным разработчиком по гиперзвуковому самолету-носителю HCV выбрана корпорация Lockheed Martin, с которой летом 2004-го был заключен контракт на эскизное проектирование гиперзвукового бомбардировщика.

А что делать сейчас? Ведь, как обычно, военным новое оружие нужно «еще вчера». Выход найден в использовании на первом этапе одноразовых ракет-носителей (РН) вместо самолета-разгонщика. Польза от такого решения двоякая. Во-первых, создать одноразовую РН гораздо проще и дешевле, чем сложный «гиперзвуковик». Во-вторых, с помощью этих РН можно запускать даже небольшие спутники как сейчас, так и в будущем. По требованиям военных система FALCON первого этапа должна обеспечивать с применением планера CAV поражение цели в любом районе Земли в течение часа, оперативность запуска 2 часа после суточной подготовки к пуску. Считается необходимым обеспечить до 16 стартов в сутки. При выведении на орбиту космических аппаратов создаваемая РН должна иметь грузоподъемность 450 килограммов, стоимость пуска не выше 5 миллионов долларов при 20 запусках в год.

ЗЗЫ: по публикациям наших СМИ, у нас тоже давно и успешно ведутся разработки гиперзвукового ракетного оружия, а так же других гиперзвуковых летательных аппаратов, но, к сожалению, конкретного материала просачивается очень мало.
Из всех государств мира пока еще только Россия обладает необходимым научно-техническим потенциалом, позволяющим составить конкуренцию США. Достаточно сказать, что именно в России был совершен первый летный эксперимент с ГПВРД, работающим на водороде: это произошло в 1998 году при испытаниях демонстрационной модели ГПВРД «Холод» на зенитной ракете комплекса С-200 в Сары-Шагане. А экспериментальные работы по ГПВРД на углеводородном горючем проводились в СССР еще в середине 1980-х. На последних международных аэрокосмических салонах МАКС Россия демонстрировала несколько интересных гиперзвуковых аппаратов — «летающих лабораторий»: «Игла», ГЛЛ-31, ГЛЛ-АП. Некоторые из них работают на керосине, что явно указывает на военное предназначение исследований.

Кстати, на протяжении последних четырех лет высшее военно-политическое руководство России неоднократно заявляло о том, что в ближайшее время примет на вооружение гиперзвуковые боевые части стратегических ракет. Что это за оружие, пока остается тайной. Возможно, речь идет о маневрирующих боеголовках, которые похожи на гиперзвуковой планер CAV системы FALCON. Или, быть может, о гиперзвуковых беспилотных самолетах, оснащенных гиперзвуковыми двигателями. В любом случае ясно, что работы над гиперзвуковым оружием в России по-прежнему ведутся.