Компания Lockheed Martin одновременно вела две программы гиперзвукового вооружения и в 2018 году получила контракты от ВВС на разработку их прототипов.
«Кинжал» в плазменном коконе. Как ракета обогнала сухопутного предка «Искандера»
Мы начали разработку таких новых видов стратегического оружия, которые вообще не используют баллистические траектории полета при движении к цели, а значит, и системы ПРО в борьбе с ними просто бессмысленны президент России Владимир Путиниз послания Федеральному собранию, март 2018 года На опережение 18 марта 2022 года с одного из аэродромов Южного военного округа ЮВО в ходе специальной операции взлетел истребитель-перехватчик МиГ-31К, к нижней части планера которого была подвешена ракета гиперзвукового комплекса «Кинжал». Самолет, быстро набрав высоту более десяти километров, выпустил ракету, которой хватило всего нескольких минут, чтобы достичь цели. Целью был крупный подземный склад авиационных боеприпасов украинских войск в поселке Делятин Ивано-Франковской области. Использование «Кинжала» стало первым в мировой истории боевым применением гиперзвукового оружия. При этом гиперзвуковые «Кинжал», «Авангард» и «Циркон» относятся к разным типам и применяются для решения разных задач. Сначала она разгоняется до сверхзвуковой скорости, после чего следует по баллистической траектории уже без использования двигателей.
Гиперзвуковой планирующий летательный аппарат, к которым относится «Авангард», работает иначе: сначала он при помощи ракеты поднимается на большую высоту, после чего отсоединяется от носителя и устремляется к своей цели, маневрируя по пути. С максимальной скоростью более 33 тысяч километров в час эта ракета остается неуязвимой для ПВО любой страны мира. Крылатая гиперзвуковая ракета «Циркон» имеет меньшие размеры, чем аэробаллистические ракеты и планирующие летательные аппараты, поэтому для ее запуска используются сравнительно небольшие пусковые установки. За счет этого она не только дешевле, но и гораздо мобильнее остальных гиперзвуковых ракет и может применяться в любой точке Земли. Как работает «Циркон»?
Внешний вид «Циркона» не раскрывается, однако можно допустить, что ракета визуально походит на создаваемый гиперзвуковой вариант российско-индийской сверхзвуковой ракеты BrahMos. В 2019 году в послании Федеральному собранию Путин заявил, что эта ракета имеет скорость полета около девяти Махов и дальность более тысячи километров. По словам главы государства, ракета способна поражать как морские, так и наземные цели. Президент уточнил, что «Циркон» допускает возможность применения из универсальных пусковых установок, предназначенных для ракет семейства «Оникс» и «Калибр», что позволяет сэкономить средства на переоборудование под нее уже имеющихся кораблей и подлодок. В частности, даже малые ракетные корабли типов «Каракурт» и «Буян», вооруженные «Цирконами», будут представлять серьезную опасность для гораздо более крупных кораблей — например, американских эскадренных миноносцев типа Arleigh Burke, у которых нет и в ближайшее время не будет средств защиты от гиперзвуковых угроз.
Тем не менее основными целями «Цирконов» остаются корабли, входящие в авианосные ударные группировки АУГ вероятного противника, а особенно сами авианосцы. Разработка всей линейки гиперзвукового оружия невозможна без высокоразвитой науки и промышленности. Во-первых, необходимы передовые композитные материалы, позволяющие выдерживать высокие температуры, которые возникают из-за трения поверхности летательного аппарата с воздухом. Во-вторых, управляемый полет гиперзвуковой ракеты предполагает наличие систем связи, способных безотказно функционировать в экстремальных условиях. В-третьих, маневрирование летательного аппарата на гиперзвуковой скорости, позволяющее обходить системы ПРО противника, не должно приводить к потере точности ракеты.
Как показывает создание «Кинжала», «Авангарда» и «Циркона», Россия первой в мире успешно нашла ответы на эти фундаментальные задачи, причем не только на теоретическом уровне, но и на практике. Обе страны в спешном порядке активизировали работы по гиперзвуковым технологиям, которые ранее шли в вялотекущем режиме. В апреле 2022 года Россия провела первые успешные испытания «Сармата». При этом США были предупреждены о запуске заранее, так что воспринимать его как угрозу было бы странно. Несмотря на это Вашингтон так сильно впечатлился, что теперь планирует запретить применение «Сармата», а параллельно пытается модернизировать собственную ядерную триаду.
Перехват невозможен Опережая весь мир в области гиперзвукового оружия, Россия единственная научилась создавать и средства борьбы с ним. Систем ПРО, способных гарантированно перехватить гиперзвуковую ракету, в настоящий момент нет ни у кого в мире — кроме России. В частности, вооруженные силы уже располагают системами С-500 «Прометей», одной из основных целей которых выступают гиперзвуковые ракеты. В перспективе она действительно будет способна развивать сверхзвуковую скорость для поражения столь же быстрых целей.
Несколько лет назад Управление проектов объявляло о разработке серии гиперзвуковых авиационных ракет группы HAWC Hypersonic Air-breathing Weapon Concept , которыми можно было бы оборудовать различные типы истребителей, среди которых обязательным пунктом указан F-35 Lightning II. Созданием ракет два американских конструкторских бюро: Raytheon Technologies и Lockheed Martin. В конце 2020 года американские военные назначили испытания ракеты разработки Lockheed Martin, однако запуск аппарата отложили по неизвестным причинам.
Ибо число Маха — это не скорость в классическом понимании — в виде расстояния, пройденного за отрезок времени. Эта безразмерная единица, хотя и плотно привязана к скорости звука в воздухе, учитывает тот факт, что скорость звука — вовсе не постоянная величина!
Большинство считает, что скорость звука в воздухе равна 340 метрам в секунду. Но свойства-то воздуха могут быть разными. А значит, различна и скорость распространения звука в нем! В приземном слое она действительно равна тем самым 340 метрам в секунду, но, к примеру, на высотах около десяти километров, скорость из-за разреженности воздуха и низких температур — иная, и составляет уже около 300 метров в секунду. Разница около 13—14 процентов — это весьма немало и имеет существенное значение как для инженеров, проектирующих самолет, так и для пилотов, им управляющих. Иными словами, 1 Мах — это скорость звука при конкретных параметрах высоты и температуры, в которых летит самолет, «здесь и сейчас». Для чего нужно измерение скорости в Махах? Слово «MACH» или буква «М» значатся на особых индикаторах скорости в пилотских кабинах — этими приборами часто дополняют измерители приборной скорости и на летном жаргоне их именуют «махометрами». Лимб «махометра» размечен в условных единицах — условно говоря, если его стрелка встанет на цифру 1, то самолет летит со скоростью звука в данный момент времени и на данной высоте.
Мерсье добавил, что генеральная стратегия развития заключается в том, чтобы начать с малого вооружения и затем, по мере развития технологий и материалов, расшириться до воздушных и космических аппаратов. Спиро Лекудис, директор департамента систем вооружения, закупок, технологий и снабжения в минобороны, подтвердил, что гиперзвуковое оружие, скорее всего, станет первой программой закупок, которая появится после разработки этой технологии министерством и его партнерскими организациями. Например, в рамках проверки концепции гиперзвукового многоразового аппарата REACH reusable aircraft concept for hypersonics помимо исследования основных материалов проведено несколько экспериментов с небольшими и средними прямоточными воздушно-реактивными двигателями. Длительные фундаментальные исследования AFRL в области совершенствования керамоматричных композиционных и других жаропрочных материалов чрезвычайно важны для создания перспективных гиперзвуковых аппаратов. AFRL и другие пентагоновские лаборатории интенсивно работают над двумя основными аспектами перспективных гиперзвуковых аппаратов: возможность многократного использования и увеличение их размеров. Одновременно с проектом гиперзвуковой крылатой ракеты Х-51 различные исследовательские организации также разрабатывали более крупные 10х прямоточные воздушно-реактивные двигатели ПВРД , которые «потребляют» в 10 раз больше воздуха, чем двигатель Х-51. В AFRL также изучают возможность интеграции гиперзвукового ПВРД с высокооборотным турбинным двигателем или ракетой с тем, чтобы иметь достаточную для достижения больших чисел Маха движущую силу.
Условия, в которых им предстоит летать, не совсем благоприятные». Затем Х-51А отделился от ускорителя и запустил собственный двигатель, ускорился до 5,1 числа Маха и пролетел 210 секунд, пока не выгорело все топливо. ВВС собрали все телеметрические данные за 370 секунд полета. Позднее это подразделение было продано компании Aerojet, которая продолжает работу по гиперзвуковым силовым установкам, но никаких подробностей не на эту тему предоставляет. Разгонным движителем для этих аппаратов, запуски которых осуществлялись с авиабазы Ванденберг в Калифорнии, служила легкая ракета Minotaur IV. Первый полет HTV-2 в 2010 году позволил собрать данные, которые продемонстрировали прогресс в аэродинамических характеристиках, жаропрочных материалах, системах тепловой защиты, системах безопасности автономных полетов и системах наведения, навигации и контроля гиперзвукового полета большой продолжительности. Компании получили 20 и 24 миллиона долларов соответственно.
Подобное вооружение должно быть маневренным и чрезвычайно устойчивым к нагреву. В конечном счете, эти системы смогут достичь высоты почти 60 км. Боевая часть, разрабатываемая для гиперзвуковой ракеты, имеет массу 76 кг, что примерно равно массе бомбы малого диаметра SDB Small Diameter Bomb. В то время как в проекте Х-51А была успешно продемонстрирована интеграция летательного аппарата и гиперзвукового двигателя, упор в проектах TBG и HAWC будет сделан на продвинутое наведение и управление, что не было полностью реализовано в проектах Falcon или WaveRider. В марте 2014 года в заявлении DARPA было сказано о том, что в рамках проекта TBG, который должен завершиться демонстрационным полетом к 2020 году, компании-партнеры пытаются разработать технологии для тактической гиперзвуковой планирующей системы с ракетным ускорителем, запускаемой с самолета-носителя. К ним относятся разработка концепций аппарата с необходимыми аэродинамическими и аэротермодинамическими характеристиками; управляемость и надежность в широком диапазоне условий эксплуатации; характеристики системы и подсистемы, необходимые для эффективности в соответствующих условиях эксплуатации; наконец, подходы для снижения стоимости и повышения ценовой доступности экспериментальной системы и будущих серийных систем», — говорится в заявлении. Хотя главными целями министерства обороны в области гиперзвука являются системы вооружения и разведывательные платформы, DARPA в 2013 году начала новую программу по разработке многоразового беспилотного гиперзвукового ускорителя для запуска малоразмерных спутников массой 1360-2270 кг на низкую орбиту, который одновременно будет служить в качестве испытательной лаборатории для гиперзвуковых аппаратов.
Согласно заявлению Конгресса, в июле 2015 года Управление выдало контракт компании Boeing и ее партнеру Blue Origin стоимостью 6,6 миллиона долларов на продолжение работ по экспериментальному космическому самолету XS-1 Experimental Spaceplane. В августе 2014 года компания Northrop Grumman объявила о том, что в сотрудничестве с Scaled Composites и Virgin Galactic она также работает над техническим проектом и планом демонстрационных полетов программы XS-1. Компания получила 13-месячный контракт стоимостью 3,9 миллиона долларов. Ожидается, что XS-1 будет иметь многоразовый стартовый ускоритель, который в комбинации с одноразовой разгонной ступенью, обеспечит доступную по средствам доставку аппарат класса 1360 кг на низкую околоземную орбиту. Кроме дешевого запуска, оцениваемого в одну десятую стоимости нынешнего запуска тяжелой ракеты, XS-1, скорее всего, послужит также испытательной лабораторией для новых гиперзвуковых аппаратов. Управление хочет получить аппарат, который сможет достичь скоростей более 10 чисел Маха. Запрашиваемые принципы работы «как у самолета» включают горизонтальную посадку на стандартные посадочные полосы, кроме того, запуск должен производиться с подъемной пусковой установки, плюс должны быть минимальная инфраструктура и наземный персонал и высокий уровень автономности.
Первый тестовый орбитальный полет запланирован на 2018 год. После нескольких неудачных попыток НАСА, начавшихся еще в 80-х годах, разработать систему подобную XS-1, военные исследователи теперь полагают, что технология уже достаточно развилась и связано это с прогрессом в сфере легких и дешевых композиционных материалов и улучшенной тепловой защиты. XS-1 — это один из нескольких проектов Пентагона, направленный на снижение стоимости запуска спутников. В связи с сокращением американского оборонного бюджета и наращиванием возможностей других стран рутинный доступ в космос становится все более приоритетным для национальной безопасности. Использование тяжелых ракет для запуска спутников дорого и требует тщательно продуманной стратегии на фоне немногочисленных возможностей.
Китайские учёные разработают рельсотронную катапульту для запуска гиперзвуковых космопланов
В России продолжается работа по совершенствованию гиперзвуковых ракет: планируется увеличить их скорость, дальность и точность, сообщил глава Минобороны РФ Сергей Шойгу. В 1990-х годах на базе Х-22, по моим данным, был проведен российско-немецкий эксперимент по достижению гиперзвуковой скорости. Характеристики иранского гиперзвуковой ракеты — дальность полета до 1,4 тысячи километров и скорость до 12–13 Махов — вызывают сомнения, рассказал военный эксперт. Новейшие российские гиперзвуковые комплексы хотят научить летать еще быстрее: согласно представленной информации, в обозримом будущем их скорость на траектории сможет. министр обороны России Сергей Шойгу 21 декабря призвал производителей вооружений в 2023 году нарастить поставки.
Хождение за пять Махов
После сброса ракета включает свой твердотопливный двигатель и начинает набирать гиперзвуковую скорость, в 10 раз превышающую скорость звука. Другим путём развития гиперзвука в текущий момент являются гиперзвуковые планирующие боевые блоки ракет. Ее расчетная скорость не превышала 6 М, однако и в этом случае обтекатель и антенна под ним разогревались так, что радиолокатор слеп. Скорость самого быстрого гиперзвукового самолета — более 12 тыс. км/ч. Скорость самого быстрого гиперзвукового самолета — более 12 тыс. км/ч. В аэродинамике «гиперзвуковая скорость» значительно превосходит скорость звука — по аналогии со сверхзвуком, только ещё быстрее.
Что известно о российском и американском гиперзвуковом оружии
Пожаловаться В пять раз быстрее скорости звука. Ракета, класс которой не уточняется, в ходе летного испытания в пять раз превысил скорость звука. Это стало третьим успешным испытанием такого оружия с 2013 года.
Несмотря на то что США активно работают в области систем, способных перемещаться в пять раз быстрее звука, обогнать Россию и Китай Америке не удалось.
При этом Россия обладает наиболее полной линейкой гиперзвукового оружия, большая часть которого уже принята на вооружение. Оно особенно опасно для авианосцев — главной ударной силы американских ВМС. Они играли ключевую роль во многих вооруженных конфликтах с участием США, поэтому для любого противника Америки должны быть приоритетной целью.
Однако в СССР, несмотря на всю опасность этих кораблей, практически не было эффективных средств борьбы с ними. Система защиты авианосца, включающая и ПВО, и самолеты, была настолько сильной, что для уничтожения лишь одного корабля требовалось выслать до 100 дальних бомбардировщиков и быть готовыми к тому, что половина из них будет сбита. По мнению экс-руководителя НАСА , бывшего первого заместителя главы Пентагона по исследованиям и разработкам Майкла Гриффина , именно наличие гиперзвуковых планирующих аппаратов теперь дает России и Китаю преимущество перед США.
Он добавляет, что обладание подобными системами вскрывает ужасающее соотношение затрат Москвы и Пекина на производство ракет, которые могут уничтожить американский авианосец, к стоимости самого корабля. Они запускают ракеты стоимостью, может быть, несколько миллионов долларов или даже десятки миллионов долларов каждая, но всего двух или трех из них достаточно, чтобы уничтожить авианосец [ценой в десять миллиардов] Майкл Гриффинбывший замглавы Пентагона Наличие на вооружении гиперзвуковых крылатых ракет полностью меняет соотношение сил на морях и океанах. И гарантированного способа борьбы с ними у стран Запада все еще нет, хотя гонка вооружений в этой сфере идет с середины прошлого века.
Столетняя мечта В разгар Второй мировой гитлеровская Германия принялась за создание оружия, способного пересечь Атлантический океан и бомбить США. Ни один бомбардировщик того времени не мог преодолеть такое расстояние, но это не остановило нацистское руководство. Я был бы чрезвычайно счастлив обладать таким бомбардировщиком, который наконец заткнул бы рот высокомерной Америке», — говорил Герман Геринг в 1938 году.
С решением этой задачи пришел австрийский инженер Ойген Зенгер, который с середины 1930-х вместе с женой Ирен Брендт работал над частично-орбитальным бомбардировщиком-космолетом Silbervogel «Серебряная птица». Перенося до шести тонн бомб, «Серебряная птица» могла долететь до США всего за несколько минут, разбомбить центр города, после чего приземлиться в Японии. Впрочем, «Серебряная птица» так и не взлетела: проект закрыли к началу 1942 года, как и многие другие перспективные разработки нацистской Германии, переключившейся на производство более привычного оружия.
В 1944 году его пытались воскресить как «оружие возмездия», но, поскольку создание подобного изделия было не под силу науке того времени, дальше чертежей работа не продвинулась. После войны Зенгер, как и другие ученые вермахта, стал работать на Западе — во Франции , Англии и Швейцарии , однако уже в 1957-м вернулся в Германию, где создавал ракетные двигатели. Его идеи, лежавшие в основе Silbervogel, не пропали даром: основатель тяжелого ракетного машиностроения нацистской Германии генерал-майор вермахта Вальтер Дорнбергер и ракетостроитель Крафт Эрике начали работу над гиперзвуковым оружием, но уже для США.
В то время американцы хотели создать способ доставки ядерного оружия, против которого были бы бессильны любые системы обороны. Для этого предложили использовать беспилотные и пилотируемые гиперзвуковые летательные аппараты, одним из которых стал ракетоплан X-15, похожий на немецкую ракету Фау-2. Параллельно подобными исследованиями занимались и в СССР.
Уже в 1946 году в Союзе планировали реализовать наработки «Серебряной птицы». Главный маршал авиации Константин Вершинин утверждал, что «при успехе проекта наша страна получит в руки страшное и неотразимое оружие». Несмотря на то что США к тому моменту уже отказались от X-20, Советский Союз планировал построить собственный орбитальный самолет, выводимый в космос гиперзвуковым носителем-разгонщиком.
В рамках этой программы было проведено семь успешных пусков дозвукового прототипа орбитального самолета МиГ-105, причем испытатели положительно отзывались о машине. Но гиперзвуковые самолеты так и остались экспериментом, поскольку большие перегрузки, создаваемые ракетными двигателями, предъявляли экстремальные требования к организму человека. Тем не менее технологии, полученные в ходе подобных исследований, позволили США и Советскому Союзу создать баллистические ракеты с ядерными боеголовками, способные перемещаться в 20 раз быстрее звука.
К тому же эти разработки продвигали вперед и гражданскую космонавтику. К примеру, созданные для проекта «Спираль» жаростойкие материалы использовались при строительстве легендарного «Бурана».
В Агентстве перспективных исследовательских проектов в области обороны DARPA Минобороны США не смогли точно понять, как Китаю удалось добиться таких результатов, и охарактеризовали их "как преодоление ограничений, задаваемых физикой". В настоящий момент эксперты Пентагона изучают данные об испытании. Также, по данным СМИ, неизвестно, с какой целью могла быть использована ракета, запущенная с гиперзвукового аппарата. В зоне испытаний явной мишени не наблюдалось, и затем ракета упала в воду.
По данным исследовательской службы Конгресса США, Пентагон запросил 4,7 млрд долларов на гиперзвуковые исследования в текущем финансовом году. Это почти на 1 млрд долларов больше, чем было выделено в 2022-м 3,8 млрд долларов. Можно предположить, что сейчас они пытаются наверстать упущенное. Необходимости в этом не было. Потребность в этом сейчас есть, и именно поэтому у нас есть чувство срочности, чтобы покончить с этим, — сказал в ноябре 2022-го вице-адмирал Джонни Вулф, директор программы стратегических систем ВМС США. Такое рвение может быть связано с успехами России, а также других "недружественных" или "нейтрально настроенных" стран в данном направлении. Китай создаёт уже более совершенные планирующие боевые блоки и практически "допилил" противокорабельную гиперзвуковую ракету, аналог нашего "Циркона". Индия тоже занимается активно, и, скажем так, это привело к тому, что США начали объединять не только свои силы, но силы всех учёных из блока НАТО, чтобы те работали над этим проектом, — отмечает военный эксперт Алексей Леонков. У кого лучшее гиперзвуковое оружие в мире Пуск гиперзвуковой ракеты "Кинжал" в рамках планового учения. И рано или поздно они получат свой собственный гиперзвук, но по техническим параметрам он ещё долго будет уступать российскому. Заявленная скорость в 5—6 чисел Маха — это всё-таки "гиперзвук первого поколения". У России несколько проектов.
Быстрее звука: у кого есть гиперзвуковое оружие
Ее расчетная скорость не превышала 6 М, однако и в этом случае обтекатель и антенна под ним разогревались так, что радиолокатор слеп. Гиперзвуковые ракеты, способные летать со скоростью, превышающей скорость звука в пять и более раз, имеют решающее значение для национальной безопасности США. GE Aerospace считает новую силовую установку практичной, так как она работает как на сверхзвуковых скоростях (менее 3 Махов), так и на гиперзвуковых скоростях.