У первой космической
Гиперзвуковая гонка в России, США и Китае выходит на финишную прямую. Через год-полтора появятся первые серийные крылатые ракеты, способные поражать цели на скорости более 5 Махов, а еще через десять-двадцать лет будут созданы космические и самолеты, способные самостоятельно взлетать и выходить на орбиту
Уже несколько недель в минобороны США царит легкая паника. На днях наша страна провела успешный запуск новой гиперзвуковой противокорабельной крылатой ракеты «Циркон», разработку которой ведет НПО машиностроения. «В ходе испытаний ракеты было подтверждено, что ее скорость на марше достигает 8 Махов», — сообщило ТАСС со ссылкой на источник в отечественном ВПК. Это уже второе сообщение об успешном запуске «Циркона». Впервые же об испытаниях этого комплекса СМИ сообщили в марте прошлого года.
В ходе испытаний первая российская корабельная гиперзвуковая ракета «Циркон» в восемь раз превысила скорость звука.
Известно, что сама МБР «Сармат» сможет нести до 16 ядерных боезарядов на расстояние до 17 тыс. километров. Ее траектории на среднем участке уничтожить И, по всей видимости, не представляется возможным. Дело в том, что эта МБР будет способна наносить удары по территории вероятного противника с различных направлений, включая атлантическое и тихоокеанское, а также Северный и Южный полюсы. Множественность азимутов подлета к цели вынуждает обороняющуюся сторону выстраивать круговую систему радаров и противоракет по всему периметру границ и по всем маршрутам подлета к ним.
Ноябрьский запуск Ю-71 — первое успешное испытание этого изделия, ставшее достоянием широкой общественности. И хотя до принятия на вооружение нового боевого блока «Сармата», как и самой ракеты, пройдет еще как минимум два года, многочисленные западные эксперты уже начали раздувать истерику. «Самая страшная ракета Путина», «Последнее предупреждение Кремля», «Замаскированный дьявол» — вот лишь наиболее невинные определения англосаксонских военных аналитиков и журналистов. Но гораздо интереснее то, как на все эти события отреагировали новые власти в Белом доме и в Конгрессе. Президент США Дональд Трамп уже поддержал намерение Конгресса выделить только на переоснащение ядерных сил своей страны порядка 400 млрд долларов в течение десяти лет и еще несколько миллиардов долларов на новые разработки в этой области. А глава Пентагона Джеймс Мэттис прямо заявил о необходимости форсировать создание новых наступательных и оборонительных вооружений, платформ и систем, в том числе для работы в космическом пространстве. Это заявление было встречено на ура сенатором-республиканцем Джоном Маккейном, который пообещал бороться за дополнительное финансирование для «создания космических систем, которые смогут защитить американские интересы в космосе». Более того, Агентству по противоракетной обороне США уже поручено разработать программу борьбы «с растущей угрозой со стороны высокоскоростных маневрирующих ракет». «Нужно рассмотреть наступательные возможности космического контроля, чтобы обеспечить надежные космические операции, которые необходимы для исполнения наших боевых планов», — заявил генерал Мэттис.
Сложа руки
Бывший глава исследовательской лаборатории ВВС США генерал-майор Кёртис Бедке в интервью ВВС раз заявил, что его страна долгое время не уделяла нужного внимания всем направлениям развития гиперзвуковых вооружений, что не может не сказаться на военном потенциале США в будущем. «Развитие гиперзвуковых технологий не просто важный, а неизбежный процесс, к которому надо относиться со всей серьезностью, так как в противном случае можно остаться далеко позади», — подчеркнул Бедке. И действительно, даже ничего отдаленно напоминающего наш «Сармат» американцы сделать не смогли.
Таким образом, успехи американцев в создании гиперзвуковых маневрирующих блоков для МБР представляются весьма скромными. А достигнутый ими уровень технологий в этой конкретной области едва дотягивает до поздних советских разработок. Более того, есть весьма веские основания считать, что США здесь проигрывают не только России, но и третьему гиперзвуковой участнику гонки — Китаю.
За последние четыре года Китай провел семь испытаний своего нового гиперзвукового блока ВУ-14 (ДТ-ЗФ). Причем лишь одно из них, второе по счету, закончилось аварией. Все остальные запуски прошли успешно. Последний такой запуск состоялся в апреле прошлого года. Тогда МБР Донг Фенг 41 (ДТ-41) стартовала из провинции Шаньси в центре Китая и вышла в верхние слои атмосферы, где он нее отделился ВУ-14, после чего спланировал вниз, поразив цель на западе Китая — на расстоянии нескольких тысяч километров от места запуска. Ричарда Фишера, китайцами достигнутый прогресс в области гиперзвуковых технологий естественным образом активизирует исследования этой страны в области гиперзвуковых противокорабельных ракет. Уже сейчас можно говорить о скором появлении китайской противокорабельной ракеты нового поколения — ДФ-21 — с дальностью поражения до 3000 км, считает Фишер. «Китай вполне может завершить разработку первой версии такого аппарата уже через год-два. А еще через несколько лет принять его на вооружение», — уверен американский эксперт. Максим Шеповаленко. — В эту стратегию вполне укладывается и создание гиперзвуковых противокорабельных ракет, способных противостоять крупным авианосным соединениям. Не исключено, что это вообще главный замысел испытаний гиперзвукового оружия, который сейчас проводит Китай». Впрочем, сами китайцы на этот счет высказываются весьма витиевато. Так, в интервью Чайна Дейли в мае прошлого года профессор Командного колледжа Ракетных войск НАОК Шао Юнлин заявил, что испытанный гиперзвуковой аппарат изначально не мог создаваться для поражения подвижных целей, таких как авианосцы. Дескать, формирующееся вокруг него в полете облако плазмы мешает работе датчиков корректировки и наведения на подвижные цели. И на данный момент китайские конструкторы не располагают вариантами решения этой проблемы, считает Юнлин. Однако ничто не мешает им работать над этой проблемой и в конце концов добиться нужного результата. «Во всяком случае, при нынешнем уровне развития технологий в КНР это не выглядит невозможным», — говорит Максим Шеповаленко. Марка Льюиса, главы исследовательской группы при ВВС США, российские и китайские гиперзвуковые средства бросают вызов американской военной мощи. «Пока Пентагон сидел сложа руки вероятные противники развернули лихорадочную деятельность и уже тестируют свои ракеты, которые в будущем смогут доставлять ядерные боезаряды», — говорит он.
По результатам испытаний х-51 WaveRider американцы приняли решение о создании сразу двух гиперзвуковых аппаратов воздушного базирования
Очевидно, что в этой ситуации США всеми силами будут стараться сократить отставание от России и Китая в области создания гиперзвуковых маневрирующих блоков для МБР. Уже известно, что из 400 млрд долларов, которые Конгресс намерен выделить на перевооружение стратегических наступательных сил США, порядка 43 млрд будет израсходовано на модернизацию ракет шахтного базирования. Американцы почти наверняка попытаются довести до логического конца работы по модернизации ракет Минотавр ИЖ и созданию новых боевых блоков к ним.
Угроза с орбиты
Первые серьезные эксперименты по созданию гиперзвуковых крылатых ракет стартовали в США еще в середине 1970-х. Именно тогда американские ВВС выдали техническое задание ныне уже несуществующей компании Мартин Мариетта. Эта фирма должна была создать новую высокоскоростную ракету воздушного базирования ASALM (Расширенный стратегического воздушного старта ракет) с дальностью полета до 500 км, которую планировалось использовать против советских самолетов дальнего радиолокационного обнаружения А-50 (аналог американских АВАКС).
Гиперзвуковые маневрирующие боевые блоки МБР «Сармат» преодолеют любую ПРО
Но на рубеже веков к этой деятельности активно подключилось государство. По инициативе ДАРПА Локхид Мартин и Боинг начали работать над демонстраторами технологий, которые должны были завершиться созданием полноценной стратегической гиперзвуковой крылатой ракеты. Считается, что ближе всего к этой цели подошла Боинг, разработавшая аппарат Х-51 WaveRider, оснащенный ПВРД pratt & Уитни. Первые испытания Х-51 прошли в 2009 году с борта стратегического бомбардировщика В-52. На высоте 15 км этот самолет отцепил Х-51, после чего тот включил двигатель и начал самостоятельный полет. Мик Эндсли, курировавший тогда этот проект, заявил лишь, что американские ученые уже работают над новым поколением гиперзвуковых аппаратов, производство которых должно начаться в 2023 году. «Цель создания х-51 WaveRider заключалась в том, чтобы проверить, возможно ли функционирование подобного летательного аппарата. После успешных испытаний этот вопрос был снят с повестки дня, поэтому сейчас ученые ставят перед собой задачу создать аппарат, который окажется способен маневрировать на столь высоких скоростях.
Впрочем, помимо х-51 WaveRider у ДАРПА есть еще как минимум две крупные программы в области гиперзвука. Первая из них, получившая название Высокая скорость удара (HSSW), краткосрочная — она рассчитана до 2020 года. Эта программа включает в себя сразу два проекта создания гиперзвукового оружия — это атмосферная ракета Гиперзвуковой воздушно-реактивный оружия, концепции (HAWC) и так называемый глайдер, тактические буст-Глайд (ГТД). Известно, что проектом занимается исключительно ГТД Локхид Мартин, а над HAWC эта корпорация трудится в партнерстве с фирмой "Рейтеон".
В сентябре прошлого года Пентагон подписал с этими компаниями контракты на опытно-конструкторские разработки, выделив им в общей сложности 321 млн долларов. В соответствии с техническим заданием к 2020 году они должны представить полнофункциональные прототипы гиперзвуковых ракет воздушного и морского базирования. Наконец, долгосрочная программа ДАРПА предполагает разработку к 2030 году гиперзвукового управляемого летательного аппарата хз-1.
Таким образом, можно ожидать, что через три года американцы смогут выпустить ограниченную партию экспериментальных гиперзвуковых крылатых ракет, прежде всего воздушного базирования, которые на первых порах разместят на стратегических бомбардировщиках типа В-1 или В-52. Это косвенно подтверждает и опубликованный несколько лет назад доклад ВВС США «О перспективном видении развития гиперзвуковых систем». В этом документе прямо говорится, что появление ударных гиперзвуковых средств планируется в период до 2020 года, а к 2030-му будет создан и перспективный гиперзвуковой бомбардировщик.
К 2030 году США надеются создать гиперзвуковой космический бомбардировщик хз-1
Заметим, что сейчас у США уже есть орбитальный космический беспилотник х-37В орбитальная тест автомобиля, разработанный корпорацией "Боинг". Правда, он запускается на ракете Атлас-5. Х-37В может находиться на высотах от 200 до 750 км в течение нескольких лет. Более того, он в состоянии быстро менять орбиту, выполнять разведывательные задачи и доставлять полезную нагрузку. Но все же очевидно, что в дальнейшем этот аппарат станет платформой для размещения на нем гиперзвуковых вооружений, в том числе тех, которые должны создать Локхид Мартин и Рейтеон.
Всех сильнее
То, что наша страна достигла существенного прогресса в создании самых разных гиперзвуковых систем, военные эксперты догадывались давно. Но в декабре прошлого года это впервые прямо дал понять президент России Владимир Путин. «Россия разрабатывает перспективные виды вооружений, основанные на новых физических принципах, которые дают возможность избирательного воздействия на критически важные элементы техники и объектов инфраструктуры вероятного противника», — заявил глава государства. Для этого, по его словам, применяются самые современные достижения науки — лазеры, гиперзвук, робототехника. «Можно с уверенностью сказать: на сегодня мы сильнее любого потенциального агрессора. Любого!» — подчеркнул президент. А спустя месяц завесу тайны над этой темой наконец-то приоткрыли и наши военные.
Замминистра обороны Юрий Борисов публично заявил, что Россия находится на рубеже очередной научно-технической революции, которая связана с внедрением вооружений нового поколения и принципиально иных принципов управления войсками. «На подходе гиперзвуковое оружие, которое требует принципиально новых материалов и систем управления, способных работать в совершенно другой среде — в плазме», — уточнил замминистра. Такое оружие уже скоро начнет поступать в наши войска. Этого, по словам Борисова, требует изменившийся характер военных конфликтов.
Еще три года назад глава корпорации «Тактическое ракетное вооружение» (КТРВ) Борис Обносов утверждал, что первые гиперзвуковые ракеты воздушного базирования, способные развивать скорость 6-7 Махов, могут быть созданы в нашей стране где-то около 2020 года, а массовый переход на гиперзвук произойдет в 2030-2040-х. И это при том, что существует огромное количество научных и технологических проблем, объективно возникающих при разработке такого рода систем. Вот как их описывал сам глава КТРВ в интервью Росинформбюро и радиостанции «Столица ФМ»: «Основная сложность заключается в разработке новых материалов и двигателей.
Тем не менее есть очень веские основания считать, что все эти проблемы наши ученые и конструкторы все-таки смогли решить.
Первое и самое главное — им удалось разработать новые жаропрочные материалы, которые защищают корпус ракеты и обеспечивают работу ее двигателя в плазме. Это достижение смело можно записать в актив ВИАМа и Московской государственной академии тонкой химической технологии. Именно их сотрудники шесть лет назад получили государственные премии за создание высокотемпературных керамических композитов для перспективных силовых установок и гиперзвуковых летательных аппаратов.
Второе — реализован и сам проект по созданию мощностей, обеспечивающих проведение НИОКР по разработке и изготовлению ПРВД для в соответствии с требованиями Государственной программы вооружений. Это прямо следует из годового отчета за 2014 год Тураевского МКБ «Союз», входящего в КТРВ. «Внедряется новая технология производства деталей ПРВД гиперзвуковых летательных аппаратов из высокожаропрочных сплавов и перспективных композитных соединений типа “углерод—углерод”» — говорится в этом документе.
Вся номенклатура
Учитывая, что все работы по этой тематике ведутся в секретном режиме, достоверно ответить на него сейчас невозможно. Тем не менее все говорит о том, что это либо уже произошло, либо произойдет в ближайшие годы, если не месяцы. Вот И почему. Глава КТРВ Борис Обносов в интервью «Коммерсанту» подтвердил, что его корпорация использует советские наработки в этой области, в частности по проектам «Холод» и «Холод-2». Этими проектами у нас занималось еще одно предприятие КТРВ — МКБ «Радуга».
Новую ракету, которую создает «Радуга», на первых порах, скорее всего, установят на модернизированные стратегические бомбардировщики Ту-160М2. Первый такой самолет должен подняться в воздух уже в следующем году, а с 2020 года на Казанском авиационном заводе планируется развернуть серийное производство. В будущем же эта ракета вполне может стать основным вооружением и нового гиперзвукового бомбардировщика, способного наносить удары из ближнего космоса. По словам преподавателя Военной академии РВСН подполковника Алексея Солодовникова, в России уже прорабатывается проект такого самолета. «Задумка такая: он будет взлетать с обычных аэродромов, патрулировать воздушное пространство, по команде выходить в космос, выполнять задачи по нанесению ударов и возвращаться обратно на свой аэродром», — сообщил РИА «Новости» Солодовников. По словам подполковника, двигатель для самолета начнут делать с 2018 года, а к 2020-му должен появиться рабочий прототип. К этому проекту уже подключился ЦАГИ — институт возьмет на себя работы по планеру. «Сейчас будем определяться с характеристиками самолета. Игорь Арбузов.
Наконец, новые гиперзвуковые противокорабельные ракеты в скором времени получит и наш ВМФ. Это те самые «Цирконы-С», испытания которых успешно прошли на днях. Их точные характеристики пока не разглашаются, но с высокой долей вероятности можно предположить, что ракеты этого комплекса смогут поражать цели на расстоянии более 1000 километров со скоростью свыше 8 Махов.
Уже известно, что первые комплексы «Циркон-С» будут установлены на единственный в нашем ВМФ тяжелый атомный ракетный крейсер «Петр Великий». Это произойдет в ходе модернизации корабля, запланированной на 2019-2022 годы. В общей сложности крейсер оснастят десятью пусковыми установками 3С-14, каждая из которых вмещает по три ракеты типа «Циркон». Таким образом, «Петр Великий» будет нести на своем борту до 30 «Цирконов».
Таким образом, наша страна владеет всеми ключевыми технологиями в области гиперзвука и уже создала как минимум два новых гиперзвуковых средства поражения — маневрирующие боевые блоки для МБР и крылатые противокорабельные ракеты. В самом ближайшем будущем у нас появятся и стратегические гиперзвуковые ракеты воздушного базирования, а чуть позже и орбитальные платформы для них, включая космические самолеты.
Что такое гиперзвук
Все летательные аппараты по своим скоростным характеристикам принято делить на три группы: дозвуковые, сверхзвуковые и гиперзвуковые. Скорости их полета, как правило, выражают в виде значений безразмерных, кратных так называемому числу Маха. Эта величина названа в честь австрийского физика Эрнста Маха. Упрощенно число Маха определяется как отношение скорости самого летательного аппарата к скорости звука в воздухе на данной высоте. Так, скорость самолета в 1 Мах означает, что он летит со скоростью звука, а скажем 2 Маха – вдвое быстрее звука. Однако известно, что скорость звука падает с набором высоты. Поэтому величине 1 Мах на разных высотах будут соответствовать различные величины, выраженные в километрах в час. Например, у земли скорость в 1 Мах эквивалентна 1224 км/час, а на высоте 11 км — всего 1062 км/час.
Международно признанного Четкого разграничения между сверхзвуковой и гиперзвуковой скоростью полета не существует. Тем не менее в качестве условной границы чаще всего называется скорость в 5 Махов. Все, что меньше, — это сверхзвук, а больше — гиперзвук. Диапазон гиперзвуковых скоростей тоже имеет свою градацию. Так, «обычный» гиперзвук — это скорости от 5 до 10 Махов, а так называемый быстрый гиперзвук — от 10 до 25 Махов. Верхний предел этого диапазона соответствует первой космической скорости.
Такой неформальный порог выбран вполне обоснованно. Все дело в том, что при достижении скорости в 5 Махов резко меняется характер протекания аэродинамических и газодинамических процессов вблизи корпуса летательного аппарата и внутри его двигателя. Пограничный слой воздуха, обтекающий летательный аппарат при скорости 5 Махов, разогревается до температуры в несколько тысяч градусов, в результате чего молекулы газов, входящих в состав воздуха, начинают распадаться на ионы.
Неспособность серийных самолетов и крылатых ракет самостоятельно преодолеть на марше гиперзвуковой рубеж объясняется тем, что их двигатели просто не предназначены для полета на скоростях свыше 5 Махов. Дело в том, что для гиперзвуковых летательных аппаратов требуется прямоточный воздушно-реактивный двигатель совершенно особой конструкции, не похожий ни на один из известных типов.
Главная особенность такого двигателя в том, что он не способен работать на скоростях менее 5 Махов даже полминуты, так как сжатый поток просто не прогревается до температур, которые требуются для полного сгорания топлива. Именно поэтому все известные гиперзвуковые летательные аппараты, оснащенные собственным двигателем, в любом случае разгоняются при помощи какого-то носителя, чаще всего самолета, а затем от него отделяются. Это позволяет достичь минимальной потребной скорости для запуска гиперзвукового двигателя и продолжить управляемый полет в автономном режиме.
По материалам жунала Эксперт