Im Laufe der Jahrtausende hat die Menschheit eine Regel entwickelt, nach der Waffen präziser, schneller und mächtiger sein müssen als die des Feindes, um zu überleben und den Feind zu besiegen. Flugwaffen erfüllen diese Anforderungen unter modernen Bedingungen. Derzeit werden im Ausland Lenkwaffen (UASP), insbesondere Lenkflugbomben (UAB), deren Kaliber in einem weiten Bereich liegt - von 9 bis 13600 kg, intensiv weiterentwickelt: Sie sind mit neuen Führungsarten ausgestattet und Kontrollsysteme, wirksame Kampfteile, Methoden des Kampfeinsatzes werden verbessert. UAB sind ein unverzichtbares Zubehör moderner Kampfflugzeugkomplexe (UAK) für taktische und strategische Zwecke. Trotz der hohen Leistungsfähigkeit moderner UAB-Modelle erfüllen sie als Teil der UAK nicht immer die Voraussetzungen für die Erfüllung aussichtsreicher Kampfeinsätze. In der Regel operieren UAK in der Nähe der Frontlinie, während die gesamte Effizienz verloren geht.
Lokale Kriege der letzten Jahrzehnte und vor allem Militäreinsätze im Irak und in Afghanistan haben die unzureichende Effizienz konventioneller Hochpräzisionswaffen einschließlich UAB gezeigt. Bei der Durchführung einer Kampfmission vergeht zu viel Zeit von dem Moment, in dem das Ziel erkannt und die Entscheidung zum Angriff getroffen wird, bis es besiegt ist. Zum Beispiel muss ein B-2 Spirit-Bomber, der von einem Flugplatz in den Vereinigten Staaten startet, 12-15 Stunden zum Angriffsbereich des Ziels fliegen. Daher sind unter modernen Bedingungen Waffen mit schneller Reaktion und hochpräziser Aktion aus großer Entfernung erforderlich, die Zehntausende von Kilometern erreichen kann.
Eine der Forschungsrichtungen zur Erfüllung dieser Anforderungen im Ausland ist die Schaffung einer neuen Generation von Hyperschall-Schocksystemen. In den USA, Großbritannien, Frankreich und Deutschland wird an der Entwicklung von Hyperschallflugzeugen (LA) (Raketen) und kinetischen Waffen gearbeitet, die eine hochpräzise Zielvernichtung ermöglichen.
Das Studium der Auslandserfahrung ist für uns äußerst wichtig, da vor dem inländischen verteidigungsindustriellen Komplex (MIC), wie D. Rogozin in seinem Artikel "Russland braucht eine intelligente Verteidigungsindustrie" (Zeitung "Krasnaya Zvezda", 2012). - 7. Februar - С 3) Es wurde die Aufgabe gestellt, „in kürzester Zeit die technologische Weltführerschaft im Bereich der Rüstungsproduktion zurückzugewinnen“. Wie im Artikel von V. V. Putin "Stark sein: Garantien der nationalen Sicherheit für Russland" (Zeitung "Rossiyskaya Gazeta". - 2012. - Nr. 5708 (35). - 20. Februar - S. 1-3) "Die Aufgabe des kommenden Jahrzehnts ist um sicherzustellen, dass die neue Struktur der Bundeswehr auf eine grundlegend neue Technologie zurückgreifen konnte. Die Technik, die weiter "sieht", genauer schießt, reagiert schneller als ähnliche Systeme eines potenziellen Feindes."
Um dies zu erreichen, ist es notwendig, den Zustand, die Tendenzen und die Hauptrichtungen der Arbeit im Ausland gründlich zu kennen. Diese Bedingung haben unsere Spezialisten bei der Forschung und Entwicklung natürlich stets zu erfüllen versucht. Aber in der heutigen Umgebung, in der „die Rüstungsindustrie nicht die Möglichkeit hat, jemanden in Ruhe einzuholen, müssen wir einen Durchbruch schaffen, zu führenden Erfindern und Herstellern werden … Allein auf die Bedrohungen und Herausforderungen von heute zu reagieren, bedeutet, uns selbst zu verurteilen“zur ewigen Rolle der Nachzügler. Wir müssen unbedingt die technische, technologische und organisatorische Überlegenheit gegenüber jedem potenziellen Feind sicherstellen “(Aus einem Artikel von V. V. Putin).
Es wird angenommen, dass die erste Entwicklung von Hyperschallflugzeugen in den 1930er Jahren in Deutschland von Professor Eigen Senger und der Ingenieurin Irene Bredt vorgeschlagen wurde. Es wurde vorgeschlagen, ein Flugzeug zu schaffen, das horizontal auf einem Raketenkatapult gestartet wird, unter Einwirkung von Raketentriebwerken, die auf eine Geschwindigkeit von etwa 5900 m / s beschleunigen und einen transkontinentalen Flug mit einer Reichweite von 5-7.000 km entlang einer abprallenden Flugbahn mit a. durchführen Nutzlast von bis zu 10 Tonnen und Landung in einer Entfernung von mehr als 20.000 km vom Startpunkt.
Angesichts der Entwicklung der Raketentechnik in den 1930er Jahren, Ingenieur S. Korolev und Pilot-Beobachter E. Burche (S. Korolev, E. Burche Rocket in the War // Tekhnika-Jugend. - 1935. - Nr. 5. - S. 57 -59) schlug ein Schema für den Einsatz eines Raketenkampfflugzeugs-Stratoplanes vor: „Bei der Bombardierung muss berücksichtigt werden, dass die Genauigkeit von Treffern aus Höhen in Dutzenden von Kilometern und bei enormen Geschwindigkeiten des Stratoflugzeugs gemessen wird sollte vernachlässigbar sein. Aber auf der anderen Seite ist es durchaus möglich und von großer Bedeutung ist die Annäherung an das Ziel in der Stratosphäre außerhalb der Reichweite von Bodenwaffen, schneller Abstieg, Bombardierung aus normaler Höhe, die für die erforderliche Genauigkeit sorgt, und dann blitzschneller Aufstieg wieder in eine unerreichbare Höhe."
Das Konzept eines globalen Angriffs auf der Grundlage von Hyperschallwaffen
Derzeit beginnt die praktische Umsetzung dieser Idee. In den USA wurde Mitte der 1990er Jahre das Konzept der Global Reach – Global Power formuliert. Danach sollten die Vereinigten Staaten die Möglichkeit haben, innerhalb von 1-2 Stunden nach Erhalt eines Befehls überall auf der Welt Boden- und Oberflächenziele zu treffen, ohne ausländische Militärstützpunkte mit konventionellen Waffen, zum Beispiel UAB, zu nutzen. Dies kann mit einer neuen Hyperschallwaffe, bestehend aus einer Hyperschallträgerplattform und einem autonomen Flugzeug mit einer Kampflast, insbesondere UAB, erfolgen. Die Haupteigenschaften solcher Waffen sind hohe Geschwindigkeit, große Reichweite, ausreichend hohe Manövrierfähigkeit, geringe Sichtbarkeit und hohe Betriebseffizienz.
Im Rahmen des groß angelegten Programms der US-Streitkräfte Promt Global Strike ("Rapid Global Strike"), das es ermöglicht, mit konventionellen (nicht-nuklearen) Waffen kinetischer Wirkung innerhalb einer Stunde an jedem Punkt des Planeten zuzuschlagen, und im Interesse der US-Armee durchgeführt, wird ein Hyperschallschlagsystem der neuen Generation in zwei Varianten entwickelt:
• die erste, AHW (Advanced Hypersonic Weapon) genannt, verwendet eine Einweg-Trägerrakete als Überschallplattform, gefolgt von einem Start zum Ziel eines Überschallflugzeugs AHW (hyperschallgleitendes Flugzeug kann auch als Manövriergefechtskopf bezeichnet werden), ausgestattet mit gelenkter Antenne Bomben, um das Ziel zu treffen;
• das zweite, das FALCON HCV-2 Hyperschall-Streik-Strike-System, verwendet ein Hyperschallflugzeug, um Bedingungen für den Start eines autonomen Hyperschall-Gleitflugzeugs CAV zu schaffen, das zum Ziel fliegt und es mit dem UAB zerstört.
Die erste Version der technischen Lösung hat einen erheblichen Nachteil, nämlich dass die Trägerrakete, die ein Hyperschallprojektil zum AHW-Abschusspunkt liefert, mit einer Rakete mit einem nuklearen Sprengkopf verwechselt werden kann.
Im Jahr 2003 entwickelten die Air Force und die Advanced Development Administration (DARPA) des US-Verteidigungsministeriums auf der Grundlage ihrer eigenen Entwicklungen und Vorschläge der Industrie für fortschrittliche Hyperschallsysteme ein neues Konzept für ein vielversprechendes Hyperschallschlagsystem namens FALCON (Force Application and Start vom kontinentalen US-Start von den kontinentalen Vereinigten Staaten ") oder "Falcon". Nach diesem Konzept besteht das FALCON-Streiksystem aus einem wiederverwendbaren (z bis zu 5400 kg und einer Reichweite von 15 -17000 km) und eine wiederverwendbare hypersonische hoch manövrierfähige gesteuerte Zelle CAV (Common Aero Vehicle - Unified Autonomous Aircraft) mit einer aerodynamischen Qualität von 3-5. Die Stationierung von HCV-Fahrzeugen soll auf Flugplätzen mit einer Start- und Landebahn von bis zu 3 km Länge erfolgen.
Lockheed-Martin wurde als leitender Entwickler des HCV-Hyperschallschlaggeräts und des CAV-Lieferfahrzeugs für das FALCON-Schlagsystem ausgewählt. 2005 begann sie mit der Ermittlung des technischen Erscheinungsbildes und der Bewertung der technologischen Machbarkeit von Projekten. Auch die größten US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtunternehmen - Boeing, Northrop Grumman, Andrews Space - sind an den Arbeiten beteiligt. Aufgrund des hohen technologischen Risikos des Programms wurden konzeptionelle Studien mehrerer Varianten von Versuchsmustern von Lieferfahrzeugen und deren Trägern mit einer Bewertung der Eigenschaften der Manövrierfähigkeit und Kontrollierbarkeit durchgeführt.
Wenn es mit Hyperschallgeschwindigkeit von einem Träger abgeworfen wird, kann es verschiedene Kampflasten mit einem maximalen Gewicht von 500 kg auf ein Ziel in einer Entfernung von bis zu 16.000 km abgeben. Das Gerät soll nach einem vielversprechenden aerodynamischen Schema hergestellt werden, das eine hohe aerodynamische Qualität bietet. Für das Retargeting des Geräts im Flug und das Treffen von Zielen in einem Umkreis von bis zu 5400 km soll seine Ausstattung Geräte zum Datenaustausch in Echtzeit mit verschiedenen Aufklärungssystemen und Kontrollpunkten umfassen. Die Vernichtung stationärer, stark geschützter (vergrabener) Ziele wird durch den Einsatz von Zerstörungsmitteln eines Kalibers von 500 kg mit einem durchdringenden Gefechtskopf sichergestellt. Die Genauigkeit (kreisförmige wahrscheinliche Abweichung) sollte bei einer Zielgeschwindigkeit von bis zu 1200 m / s etwa 3 m betragen.
Das CAV Hyperschall-Segelflugzeug mit aerodynamischer Steuerung hat eine Masse von ca. 900 kg, wovon das Trägerflugzeug bis zu sechs tragen kann, trägt in seinem Kampfraum zwei konventionelle Fliegerbomben mit je 226 kg. Die Genauigkeit beim Einsatz von Bomben ist sehr hoch - 3 Meter. Die Reichweite des tatsächlichen CAV kann etwa 5000 km betragen. In Abb. 2 zeigt ein Diagramm der Trennung von penetrierenden Läsionen unter Verwendung von aufblasbaren Schalen.
Das Schema des Kampfeinsatzes des FALCON-Hyperschallschlagsystems sieht wie folgt aus. Der HCV-Hyperschallbomber hebt nach Auftragserteilung von einem konventionellen Flugplatz ab und beschleunigt mit einem kombinierten Antriebssystem (DP) auf eine Geschwindigkeit, die etwa M = 6 entspricht. Bei Erreichen dieser Geschwindigkeit schaltet das Antriebssystem in den Modus eines Hyperschall-Staustrahltriebwerks, das das Flugzeug auf M = 10 und eine Höhe von mindestens 40 km beschleunigt. Zu einem bestimmten Zeitpunkt trennt sich das CAV-Hyperschall-Segelflugzeug vom Trägerflugzeug, das nach Abschluss eines Kampfeinsatzes zur Vernichtung von Zielen auf den Flugplatz eines der US-amerikanischen Übersee-Luftwaffenstützpunkte zurückkehrt (wenn das CAV mit einem eigenen Triebwerk ausgestattet ist und die notwendige Treibstoffversorgung, kann es in die kontinentalen Vereinigten Staaten zurückkehren) (Abb. 3).
Es sind zwei Arten von Flugrouten möglich. Der erste Typ charakterisiert eine wellenförmige Flugbahn für ein Hyperschallflugzeug, die vom deutschen Ingenieur Eigen Zenger im Bomberprojekt während des Zweiten Weltkriegs vorgeschlagen wurde. Die Bedeutung der wellenförmigen Trajektorie ist wie folgt. Aufgrund der Beschleunigung verlässt das Gerät die Atmosphäre und schaltet den Motor ab, wodurch Kraftstoff gespart wird. Dann kehrt das Flugzeug unter dem Einfluss der Schwerkraft in die Atmosphäre zurück und schaltet den Motor erneut ein (kurzzeitig nur für 20-40 s), wodurch das Gerät erneut in den Weltraum schleudert. Eine solche Flugbahn trägt nicht nur zur Erhöhung der Reichweite bei, sondern trägt auch zur Kühlung der Bomberstruktur im Weltraum bei. Die Flughöhe überschreitet 60 km nicht und der Wellenschritt beträgt etwa 400 km. Der zweite Flugbahntyp hat eine klassische geradlinige Flugbahn.
Experimentelle Forschung zur Herstellung von Hyperschallwaffen
Es wurden Hyperschallmodelle HTV (Hypersonic Test Vehicle) mit einer Masse von ca. 900 kg und einer Länge von bis zu 5 m vorgeschlagen, um ihre Flugleistung, Steuerbarkeit und thermischen Belastungen bei Geschwindigkeiten von M = 10 zu bewerten - HTV-1, HTV-2, HTV-3.
Das HTV-1-Gerät mit einer kontrollierten Flugdauer von 800 s bei einer Geschwindigkeit von M = 10 wurde aufgrund des technologischen Aufwands bei der Herstellung des Hitzeschutzkörpers und falscher konstruktiver Lösungen aus der Erprobung genommen (Abb. 4).
Das HTV-2-Gerät besteht aus einem integrierten Schaltkreis mit scharfen Vorderkanten und bietet eine Qualität von 3, 5-4, die, wie die Entwickler glauben, eine gegebene Gleitreichweite sowie Manövrierfähigkeit und Kontrollierbarkeit mit aerodynamischen Schilden bietet zum Anzielen mit der erforderlichen Genauigkeit (Abb. 5). Nach Angaben des US Congress Research Service (CRS) ist das Hyperschallgerät FALCON HTV-2 in der Lage, Ziele bis zu 27.000 km Reichweite und Geschwindigkeiten bis Mach 20 (23.000 km/h) zu treffen.
Das HTV-3 ist ein maßstabsgetreues Modell des HCV-Hyperschallschlagflugzeugs mit einer aerodynamischen Qualität von 4-5 (Abb. 6). Das Modell soll die angenommenen technologischen und konstruktiven Lösungen, die Aerodynamik und Flugleistung sowie die Manövrierfähigkeit und Steuerbarkeit im Interesse der Weiterentwicklung des HCV-Flugzeugs bewerten. Im Jahr 2009 sollten Flugtests durchgeführt werden. Die Gesamtkosten für die Herstellung des Modells und die Durchführung von Flugtests werden auf 50 Millionen US-Dollar geschätzt.
Die Tests des Schockkomplexes sollten in den Jahren 2008-2009 durchgeführt werden. mit Trägerraketen. Das Schema des Testflugs des Hyperschallflugzeugs HTV-2 ist in Abb. 7.
Wie die Studien gezeigt haben, werden die Hauptproblematiken bei der Entwicklung eines Hyperschallflugzeugs mit der Entwicklung des Kraftwerks, der Wahl der Treibstoffe und Strukturmaterialien, der Aerodynamik und Flugdynamik sowie der Steuerung verbunden sein.
Die Wahl des aerodynamischen Layouts und des Flugzeugdesigns sollte sich an der Bedingung orientieren, den gemeinsamen Betrieb des Lufteinlasses, des Triebwerks und anderer Flugzeugelemente sicherzustellen. Bei Hyperschallgeschwindigkeiten werden die Fragen der Untersuchung der Wirksamkeit von aerodynamischen Kontrollen mit minimalen Bereichen von Stabilisierungs- und Steuerflächen, Scharniermomenten, insbesondere bei Annäherung an den Zielbereich mit einer Geschwindigkeit von etwa 1600 m / s, von größter Bedeutung, um sorgen für die Festigkeit der Struktur und eine hochpräzise Führung zum Ziel.
Nach vorläufigen Studien erreicht die Temperatur auf der Oberfläche des Hyperschallfahrzeugs 1900 ° C, während für die normale Funktion der Bordausrüstung die Temperatur im Innenraum 70 ° C nicht überschreiten sollte. Daher der Körper des Geräts müssen eine hitzebeständige Hülle aus Hochtemperaturwerkstoffen und einen mehrschichtigen Wärmeschutz auf Basis aktueller Baustoffe aufweisen.
Das Hyperschallfahrzeug ist mit einem kombinierten Trägheits-Satelliten-Steuerungssystem und zukünftig mit einem durchgängigen optisch-elektronischen oder Radar-Zielsuchsystem ausgestattet.
Um einen geradlinigen Flug zu gewährleisten, sind die vielversprechendsten für militärische Systeme Staustrahltriebwerke: SPVRD (Überschall-Samstrahltriebwerk) und Scramjet-Triebwerk (Hyperschall-Staustrahltriebwerk). Sie sind einfach aufgebaut, da sie praktisch keine beweglichen Teile (außer der Kraftstoffförderpumpe) haben und mit herkömmlichen Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen arbeiten.
Das aerodynamische Layout und Design des CAV-Geräts wird im Rahmen des X-41-Projekts und des Trägerflugzeugs - im Rahmen des X-51-Programms - ausgearbeitet. Ziel des X-51A-Programms ist es, die Möglichkeiten der Entwicklung eines Scramjet-Triebwerks, die Entwicklung hitzebeständiger Materialien, die Integration von Flugzeugzelle und Triebwerk sowie andere für den Flug erforderliche Technologien im Bereich von 4, 5-6, 5 M. Im Rahmen dieses Programms wird auch an der Entwicklung einer ballistischen Rakete mit einem konventionellen Sprengkopf, einer Hyperschallrakete X-51A Waverider und einer Orbitaldrohne X-37B gearbeitet.
Laut CRS beliefen sich die Mittel für das Programm im Jahr 2011 auf 239,9 Millionen US-Dollar, von denen 69 Millionen US-Dollar für AHW ausgegeben wurden.
Das US-Verteidigungsministerium führte einen weiteren Test einer neuen gleitenden Hyperschallbombe AHW (Advanced Hypersonic Weapon) durch. Der Test der Munition fand am 17. November 2011 statt. Der Hauptzweck des Tests bestand darin, die Munition auf Manövrierfähigkeit, Kontrollierbarkeit und Beständigkeit gegen Hochtemperatureinflüsse zu testen. Es ist bekannt, dass AHW mit einer von einem Luftwaffenstützpunkt auf Hawaii gestarteten Trägerrakete in die obere Atmosphäre gestartet wurde (Abb. 9). Nachdem er die Munition von der Rakete getrennt hatte, plante und traf er ein Ziel auf den Marshallinseln in der Nähe des Kwajalein-Atolls, das viertausend Kilometer südwestlich von Hawaii liegt, mit einer Hyperschallgeschwindigkeit von fünffacher Schallgeschwindigkeit. Der Flug dauerte weniger als 30 Minuten.
Der Zweck des Tests der Munition bestand laut Pentagon-Sprecherin Melinda Morgan darin, Daten über die Aerodynamik des AHW, sein Handling und seine Beständigkeit gegen hohe Temperaturen zu sammeln.
Die letzten Tests des HTV-2 fanden Mitte August 2011 statt und waren erfolglos (Abb. 10).
Experten zufolge ist es möglich, bis 2015 ein Schock-Hyperschallsystem der neuen Generation der ersten Generation einzuführen. Es wird als notwendig erachtet, bis zu 16 Starts pro Tag mit einer Einweg-Trägerrakete durchzuführen. Die Startkosten betragen etwa 5 Millionen US-Dollar.
Die Schaffung eines umfassenden Streiksystems wird frühestens 2025-2030 erwartet.
Die Idee der militärischen Nutzung eines raketengetriebenen Stratoplane-Flugzeugs, die in den 1930er Jahren von S. Korolev und E. Burche vorgeschlagen wurde, wird nach den in den Vereinigten Staaten durchgeführten Forschungen in Projekten zur Schaffung eines neue Generation von Hyperschallschlagwaffen.
Der Einsatz von UAB als Teil eines autonomen Hyperschallfahrzeugs beim Angriff auf ein Ziel stellt hohe Anforderungen an eine hochpräzise Führung unter Hyperschallflugbedingungen und einen thermischen Schutz der Ausrüstung vor den Auswirkungen kinetischer Erwärmung.
Am Beispiel der in den USA durchgeführten Arbeiten zur Entwicklung von Hyperschallwaffen sehen wir, dass die Möglichkeiten für den Kampfeinsatz der UAB noch lange nicht ausgeschöpft sind und nicht nur von den taktischen und technischen Eigenschaften der UAB selbst bestimmt werden, die die angegebene Reichweite, Genauigkeit und Zerstörungswahrscheinlichkeit bietet, sondern auch durch Zustellung. Darüber hinaus kann durch die Umsetzung dieses Projekts auch die friedliche Aufgabe gelöst werden, in Seenot geratene Fracht oder Rettungsausrüstung unverzüglich in jeden Teil der Welt zu liefern.
Das präsentierte Material lässt uns ernsthaft über den Inhalt der Hauptrichtungen der Entwicklung von inländischen geführten Schlagsystemen bis 2020-2030 nachdenken. Gleichzeitig ist die Aussage von D. Rogosin zu berücksichtigen (Rogosin D. Arbeit am genauen Algorithmus // Nationale Verteidigung. - 2012. - Nr. 2. - S. 34-406): „… wir müssen den Gedanken des „Aufholens und Überholens“aufgeben… Und es ist unwahrscheinlich, dass wir schnell Kräfte und Fähigkeiten sammeln werden, die es uns ermöglichen würden, in unglaublicher Geschwindigkeit zu den Hightech-Ländern aufzuholen. Dies muss nicht durchgeführt werden. Wir brauchen etwas anderes, viel Komplizierteres … Es ist notwendig, den Verlauf der Führung eines bewaffneten Kampfes mit einer Perspektive von bis zu 30 Jahren zu berechnen, um diesen Punkt zu bestimmen, ihn zu erreichen. Um zu verstehen, was wir brauchen, also Waffen nicht für morgen oder übermorgen vorzubereiten, sondern für eine historische Woche vor uns … Ich wiederhole, denken Sie nicht darüber nach, was sie in den USA, Frankreich, Deutschland, Überlegen Sie, was sie in 30 Jahren haben werden. Und Sie müssen etwas schaffen, das besser ist als sie es jetzt haben. Folgen Sie ihnen nicht, versuchen Sie zu verstehen, wohin alles führt, und dann werden wir gewinnen."
Das heißt, es ist notwendig zu verstehen, ob sich eine solche Aufgabe für uns gestellt hat und wenn ja, wie wir sie lösen können.
