Der Wettbewerb um die Entwicklung von Hyperschallgeschwindigkeiten durch die Luftfahrt begann während des Kalten Krieges. In diesen Jahren entwarfen Designer und Ingenieure der UdSSR, der USA und anderer entwickelter Länder neue Flugzeuge, die 2-3-mal schneller als die Schallgeschwindigkeit fliegen konnten. Der Wettlauf um Geschwindigkeit hat viele Entdeckungen in der atmosphärischen Aerodynamik hervorgebracht und schnell die Grenzen der körperlichen Fähigkeiten der Piloten und der Herstellungskosten von Flugzeugen erreicht. Infolgedessen waren Raketendesignbüros die ersten, die Hyperschall bei ihren Nachkommen - Interkontinentalraketen (Interkontinentalraketen) und Trägerraketen beherrschten. Beim Start von Satelliten in erdnahe Umlaufbahnen entwickelten die Raketen eine Geschwindigkeit von 18.000 - 25.000 km/h. Damit wurden die Grenzparameter der schnellsten Überschallflugzeuge weit überschritten, sowohl zivile (Concorde = 2150 km/h, Tu-144 = 2300 km/h) als auch militärische (SR-71 = 3540 km/h, MiG-31 = 3000 km/h). Stunde).
Unabhängig davon möchte ich darauf hinweisen, dass der Flugzeugkonstrukteur G. E. Lozino-Lozinsky verwendete bei der Konstruktion der Flugzeugzelle fortschrittliche Materialien (Titan, Molybdän usw.), die es dem Flugzeug ermöglichten, eine Rekordflughöhe (MiG-31D) und eine Höchstgeschwindigkeit von 7000 km / h in der oberen Atmosphäre zu erreichen. 1977 stellte Testpilot Alexander Fedotov einen absoluten Weltrekord für die Flughöhe auf - 37650 Meter auf seinem Vorgänger, der MiG-25 (zum Vergleich, die SR-71 hatte eine maximale Flughöhe von 25929 Metern). Leider waren Triebwerke für Flüge in großer Höhe in stark verdünnter Atmosphäre noch nicht entstanden, da diese Technologien erst in den Tiefen sowjetischer Forschungsinstitute und Konstruktionsbüros im Rahmen zahlreicher experimenteller Arbeiten entwickelt wurden.
Eine neue Stufe in der Entwicklung von Hypersound-Technologien waren Forschungsprojekte zur Schaffung von Luft- und Raumfahrtsystemen, die die Fähigkeiten von Luftfahrt (Kunstflug und Manöver, Landung auf einer Landebahn) und Raumfahrzeugen (Betreten einer Umlaufbahn, Orbitalflug, Orbitierung) vereinen. In der UdSSR und den USA wurden diese Programme teilweise ausgearbeitet, die der Welt die Weltraum-Orbitalflugzeuge "Buran" und "Space Shuttle" zeigen.
Warum teilweise? Tatsache ist, dass der Start des Flugzeugs in die Umlaufbahn mit einer Trägerrakete erfolgte. Die Kosten für den Abzug waren enorm, etwa 450 Millionen US-Dollar (im Rahmen des Space Shuttle-Programms), was ein Vielfaches der Kosten der teuersten zivilen und militärischen Flugzeuge war und es nicht ermöglichte, ein Orbitalflugzeug zu einem Massenprodukt zu machen. Die Notwendigkeit, riesige Summen in den Aufbau einer Infrastruktur zu investieren, die ultraschnelle Interkontinentalflüge ermöglicht (Kosmodrome, Flugkontrollzentren, Tankstellen), hat die Aussicht auf Passagiertransport endgültig begraben.
Der einzige Kunde, der zumindest irgendwie an Hyperschallfahrzeugen interessiert war, war das Militär. Dieses Interesse war zwar episodischer Natur. Die Militärprogramme der UdSSR und der USA zur Schaffung von Luft- und Raumfahrtflugzeugen gingen unterschiedliche Wege. Am konsequentesten wurden sie in der UdSSR umgesetzt: Vom Projekt zur Schaffung eines PKA (Gleitraumfahrzeug) über MAKS (Multipurpose Aeronautical Space System) und Buran wurde eine konsequente und durchgängige Kette wissenschaftlich-technischer Grundlagen aufgebaut, auf deren Grundlage die Grundlage für zukünftige experimentelle Flüge von Prototyp-Hyperschallflugzeugen.
Raketendesignbüros verbesserten ihre Interkontinentalraketen weiter. Mit dem Aufkommen moderner Luftverteidigungs- und Raketenabwehrsysteme, die Interkontinentalraketen-Sprengköpfe aus großer Entfernung abschießen können, wurden neue Anforderungen an die zerstörerischen Elemente ballistischer Raketen gestellt. Die Sprengköpfe der neuen Interkontinentalraketen sollten die Flugabwehr- und Raketenabwehr des Feindes überwinden. Auf diese Weise erschienen Sprengköpfe in der Lage, die Luft- und Raumfahrtabwehr bei Hyperschallgeschwindigkeiten (M = 5-6) zu überwinden.
Die Entwicklung von Hyperschalltechnologien für Sprengköpfe (Gefechtsköpfe) von Interkontinentalraketen ermöglichte den Start mehrerer Projekte zur Entwicklung von defensiven und offensiven Hyperschallwaffen - kinetische (Railgun), dynamische (Cruise-Raketen) und Weltraum (Einschlag aus der Umlaufbahn).
Die Verschärfung der geopolitischen Rivalität zwischen den USA und Russland und China hat das Thema Hyperschall als vielversprechendes Instrument wiederbelebt, das im Bereich der Weltraum- und Raketen- und Luftfahrtwaffen einen Vorteil verschaffen kann. Das wachsende Interesse an diesen Technologien ist auch auf das Konzept zurückzuführen, dem Feind mit konventionellen (nicht-nuklearen) Vernichtungsmitteln maximalen Schaden zuzufügen, das von den NATO-Staaten unter Führung der USA tatsächlich umgesetzt wird.
Wenn das Militärkommando in der Tat über mindestens hundert nichtnukleare Hyperschallfahrzeuge verfügt, die die bestehenden Luftverteidigungs- und Raketenabwehrsysteme leicht überwinden, dann beeinflusst dieses "letzte Argument der Könige" direkt das strategische Gleichgewicht zwischen den Atommächten. Darüber hinaus kann eine Hyperschallrakete langfristig Elemente strategischer Nuklearstreitkräfte sowohl aus der Luft als auch aus dem Weltraum in nicht mehr als einer Stunde von der Entscheidung bis zum Zieltreffer zerstören. Diese Ideologie ist eingebettet in das amerikanische Militärprogramm Prompt Global Strike (schneller globaler Streik).
Ist ein solches Programm in der Praxis machbar? Die Argumente „dafür“und „dagegen“wurden etwa gleich verteilt. Lass es uns herausfinden.
Amerikanisches sofortiges globales Streikprogramm
das Konzept des Prompt Global Strike (PGS) wurde in den 2000er Jahren auf Initiative des Kommandos der US-Streitkräfte übernommen. Sein Schlüsselelement ist die Fähigkeit, innerhalb von 60 Minuten nach einer Entscheidung überall auf der Welt einen nichtnuklearen Angriff durchzuführen. Die Arbeiten im Rahmen dieses Konzepts werden gleichzeitig in mehrere Richtungen durchgeführt.
Die erste Richtung von PGS, und aus technischer Sicht am realistischsten, war der Einsatz von Interkontinentalraketen mit hochpräzisen nichtnuklearen Sprengköpfen, einschließlich Cluster-Sprengköpfen, die mit einem Satz zielsuchender Submunition ausgestattet sind. Als Entwicklung in dieser Richtung wurde die seegestützte Interdenke-Interkontinentalrakete Trident II D5 gewählt, die Submunition mit einer maximalen Reichweite von 11.300 Kilometern liefert. Derzeit wird daran gearbeitet, die CEP von Sprengköpfen auf Werte von 60-90 Metern zu reduzieren.
Die zweite Richtung von PGS ausgewählte strategische Hyperschall-Marschflugkörper (SGCR). Im Rahmen des verabschiedeten Konzepts wird das Unterprogramm X-51A Waverider (SED-WR) implementiert. Auf Initiative der US Air Force und mit Unterstützung der DARPA wird seit 2001 die Entwicklung einer Hyperschallrakete von Pratt & Whitney und Boeing durchgeführt.
Als erstes Ergebnis der laufenden Arbeiten soll bis 2020 ein Technologiedemonstrator mit eingebautem Hyperschall-Staustrahltriebwerk (Scramjet-Triebwerk) erscheinen. Laut Experten kann die SGKR mit diesem Motor folgende Parameter haben: Fluggeschwindigkeit M = 7-8, maximale Flugreichweite 1300-1800 km, Flughöhe 10-30 km.
Im Mai 2007 genehmigten Militärkunden nach einer detaillierten Überprüfung des Fortschritts der Arbeiten an der X-51A "WaveRider" das Raketenprojekt. Die experimentelle Boeing X-51A WaveRider SGKR ist ein klassischer Marschflugkörper mit einem ventralen Scramjet-Triebwerk und einem Vier-Ausleger-Leitwerk. Die Materialien und Dicken des passiven Wärmeschutzes wurden gemäß den berechneten Schätzungen der Wärmeströme ausgewählt. Das Raketennasenmodul besteht aus Wolfram mit einer Siliziumbeschichtung, die einer kinetischen Erwärmung bis zu 1500 ° C standhält. Auf der Unterseite der Rakete, wo Temperaturen bis 830°C erwartet werden, kommen von Boeing für das Space-Shuttle-Programm entwickelte Keramikfliesen zum Einsatz. Die X-51A-Rakete muss hohe Stealth-Anforderungen erfüllen (RCS nicht mehr als 0,01 m2). Um das Produkt auf eine Geschwindigkeit entsprechend M = 5 zu beschleunigen, ist der Einbau eines Tandem-Feststoffraketen-Boosters geplant.
Es ist geplant, US-amerikanische strategische Luftfahrtflugzeuge als Hauptträger der SGKR einzusetzen. Es gibt noch keine Informationen darüber, wie diese Raketen eingesetzt werden – unter der Tragfläche oder im Rumpf des Strategen.
Der dritte Bereich von PGS sind Programme zur Entwicklung von kinetischen Waffensystemen, die Ziele aus der Erdumlaufbahn treffen. Die Amerikaner berechneten im Detail die Ergebnisse des Kampfeinsatzes eines Wolframstabs von etwa 6 Metern Länge und 30 cm Durchmesser, der aus der Umlaufbahn fiel und mit einer Geschwindigkeit von etwa 3500 m / s auf ein Bodenobjekt traf. Berechnungen zufolge wird am Treffpunkt eine Energie freigesetzt, die einer Explosion von 12 Tonnen Trinitrotoluol (TNT) entspricht.
Die theoretische Grundlage gab den Startschuss für die Projekte zweier Hyperschallfahrzeuge (Falcon HTV-2 und AHW), die mit Trägerraketen in die Umlaufbahn gebracht werden und im Kampfmodus bei Annäherung an das Ziel mit zunehmender Geschwindigkeit in der Atmosphäre gleiten können. Während sich diese Entwicklungen im Stadium des vorläufigen Entwurfs und der experimentellen Einführung befinden. Die Hauptproblematiken bleiben bisher die Basissysteme im Weltraum (Weltraumgruppierungen und Kampfplattformen), hochpräzise Zielführungssysteme und die Gewährleistung der Geheimhaltung des Starts in die Umlaufbahn (jegliche Start- und Orbitalobjekte werden durch russische Raketenangriffswarnung und Weltraumkontrolle geöffnet Systeme). Die Amerikaner hoffen, das Stealth-Problem nach 2019 mit der Inbetriebnahme eines wiederverwendbaren aeronautischen Weltraumsystems zu lösen, das eine Nutzlast "per Flugzeug" über zwei Stufen in die Umlaufbahn bringt - ein Trägerflugzeug (basierend auf einer Boeing 747) und ein unbemanntes Raumflugzeug (basierend auf Prototyp X-37V).
Die vierte Richtung von PGS ist ein Programm zur Entwicklung eines unbemannten Hyperschall-Aufklärungsflugzeugs basierend auf der berühmten Lockheed Martin SR-71 Blackbird.
Ein Geschäftsbereich von Lockheed, Skunk Works, entwickelt derzeit unter dem Arbeitsnamen SR-72 ein vielversprechendes UAV, das die Höchstgeschwindigkeit des SR-71 verdoppeln und Werte von etwa M = 6 erreichen soll.
Die Entwicklung eines Hyperschall-Aufklärungsflugzeugs ist völlig gerechtfertigt. Erstens wird die SR-72 aufgrund ihrer kolossalen Geschwindigkeit nur wenig anfällig für Luftverteidigungssysteme sein. Zweitens wird es die "Lücken" beim Betrieb von Satelliten füllen, strategische Informationen umgehend erhalten und mobile Komplexe von Interkontinentalraketen, Schiffsformationen und feindlichen Truppengruppierungen im Einsatzgebiet aufspüren.
Es werden zwei Versionen des Flugzeugs SR-72 in Betracht gezogen - bemannt und unbemannt; es ist auch möglich, es als Schlagbomber, einem Träger von Hochpräzisionswaffen, zu verwenden. Als Waffen können höchstwahrscheinlich leichte Raketen ohne Erhaltungsmotor verwendet werden, da sie beim Abschuss mit einer Geschwindigkeit von 6 m nicht benötigt werden. Das freigesetzte Gewicht wird wahrscheinlich verwendet, um die Kraft des Gefechtskopfs zu erhöhen. Ein Flugprototyp des Flugzeugs Lockheed Martin will 2023 zeigen.
Chinesisches Projekt des Hyperschallflugzeugs DF-ZF
Am 27. April 2016 informierte die amerikanische Publikation "Washington Free Beacon" unter Berufung auf Quellen im Pentagon die Welt über den siebten Test des chinesischen Hyperschallflugzeugs DZ-ZF. Das Flugzeug wurde vom Kosmodrom Taiyuan (Provinz Shanxi) gestartet. Laut der Zeitung machte das Flugzeug Manöver mit Geschwindigkeiten von 6400 bis 11200 km/h und stürzte auf einem Trainingsgelände in Westchina ab.
„Nach Angaben des US-Geheimdienstes plant die VR China, ein Hyperschallflugzeug als nuklearen Sprengkopf einzusetzen, der Raketenabwehrsysteme durchdringen kann“, stellte die Zeitung fest. "Der DZ-ZF kann auch als Waffe verwendet werden, die ein Ziel überall auf der Welt innerhalb einer Stunde zerstören kann."
Nach der Analyse der gesamten Testreihe des US-Geheimdienstes wurden die Starts des Hyperschallflugzeugs mit ballistischen Kurzstreckenraketen DF-15 und DF-16 (Reichweite bis zu 1000 km) sowie mit mittleren -Reichweite DF-21 (Reichweite 1800 km). Eine weitere Entwicklung von Starts auf DF-31A Interkontinentalraketen (Reichweite 11.200 km) wurde nicht ausgeschlossen. Nach dem Testprogramm ist folgendes bekannt: In den oberen Schichten der Atmosphäre vom Träger trennend, glitt der kegelförmige Apparat mit Beschleunigung nach unten und manövrierte entlang der Flugbahn des Erreichens des Ziels.
Trotz zahlreicher Veröffentlichungen ausländischer Medien, dass das chinesische Hyperschallflugzeug (HVA) amerikanische Flugzeugträger zerstören soll, standen chinesische Militärexperten solchen Aussagen skeptisch gegenüber. Sie wiesen auf die bekannte Tatsache hin, dass die Überschallgeschwindigkeit eines GLA eine Plasmawolke um das Gerät herum erzeugt, die den Betrieb des Bordradars beim Einstellen des Kurses und beim Zielen auf ein bewegliches Ziel wie einen Flugzeugträger stört.
Colonel Shao Yongling, Professor am PLA Missile Forces Command College, sagte gegenüber China Daily: „Ihre ultrahohe Geschwindigkeit und Reichweite machen sie (GLA) zu einer ausgezeichneten Waffe zur Zerstörung von Bodenzielen. Sie kann in Zukunft ballistische Interkontinentalraketen ersetzen."
Laut Bericht der zuständigen Kommission des US-Kongresses kann das DZ-ZF 2020 von der PLA übernommen werden, seine verbesserte Langstreckenversion bis 2025.
Wissenschaftlicher und technischer Rückstand Russlands - Hyperschallflugzeuge
Hyperschall Tu-2000
In der UdSSR begann Mitte der 1970er Jahre im Tupolev Design Bureau die Arbeit an einem Hyperschallflugzeug, das auf dem seriellen Passagierflugzeug Tu-144 basiert. Die Untersuchung und Konstruktion eines Flugzeugs, das Geschwindigkeiten bis M = 6 (TU-260) und eine Flugreichweite von bis zu 12.000 km erreichen kann, sowie eines Hyperschall-Interkontinentalflugzeugs TU-360. Seine Flugreichweite sollte 16.000 km erreichen. Es wurde sogar ein Projekt für ein Passagier-Hyperschallflugzeug Tu-244 vorbereitet, das in einer Höhe von 28-32 km mit einer Geschwindigkeit von M = 4,5-5 fliegen sollte.
Im Februar 1986 begannen die F&E in den Vereinigten Staaten mit der Entwicklung des X-30-Raumflugzeugs mit einem Luftstrahlantriebssystem, das in einer einstufigen Version in die Umlaufbahn gelangen kann. Das Projekt National Aerospace Plane (NASP) zeichnete sich durch eine Fülle neuer Technologien aus, deren Schlüssel ein Dual-Mode-Hyperschall-Staustrahltriebwerk war, das das Fliegen mit Geschwindigkeiten von M = 25 ermöglicht. Nach Informationen des sowjetischen Geheimdienstes wurde die NASP für zivile und militärische Zwecke entwickelt.
Die Reaktion auf die Entwicklung des transatmosphärischen X-30 (NASP) waren die Regierungsdekrete der UdSSR vom 27. Januar und 19. Juli 1986 über die Schaffung eines Äquivalents zum amerikanischen Luft- und Raumfahrtflugzeug (VKS). Am 1. September 1986 erließ das Verteidigungsministerium die Leistungsbeschreibung für ein einstufiges wiederverwendbares Luft- und Raumfahrtflugzeug (MVKS). Demnach sollte das MVKS eine effiziente und wirtschaftliche Beförderung von Fracht in erdnahe Umlaufbahnen, transatmosphärischen Hochgeschwindigkeits-Interkontinentaltransport und die Lösung militärischer Aufgaben sowohl in der Atmosphäre als auch im nahen Weltraum gewährleisten. Von den für den Wettbewerb eingereichten Arbeiten des Tupolev Design Bureau, des Yakovlev Design Bureau und der NPO Energia wurde das Projekt Tu-2000 genehmigt.
Als Ergebnis von Vorstudien im Rahmen des MVKS-Programms wurde ein Kraftwerk auf Basis bewährter und bewährter Lösungen ausgewählt. Vorhandene Luftstrahltriebwerke (VRM), die atmosphärische Luft verwendeten, hatten Temperaturbeschränkungen, sie wurden in Flugzeugen verwendet, deren Geschwindigkeit M = 3 nicht überschritt, und Raketentriebwerke mussten einen großen Vorrat an Treibstoff an Bord mitführen und waren nicht geeignet für längere Flüge in der Atmosphäre. … Daher wurde eine wichtige Entscheidung getroffen: Damit das Flugzeug mit Überschallgeschwindigkeit und in allen Höhen fliegen kann, müssen seine Triebwerke sowohl luft- als auch weltraumtechnische Merkmale aufweisen.
Es stellte sich heraus, dass ein Staustrahltriebwerk (Staustrahltriebwerk), bei dem es keine rotierenden Teile gibt, in Kombination mit einem Turbostrahltriebwerk (Turbostrahltriebwerk) zur Beschleunigung am rationalsten für ein Hyperschallflugzeug ist. Es wurde angenommen, dass ein mit flüssigem Wasserstoff betriebenes Staustrahltriebwerk am besten für Flüge mit Hyperschallgeschwindigkeit geeignet ist. Ein Booster-Triebwerk ist ein Turbojet-Triebwerk, das entweder mit Kerosin oder flüssigem Wasserstoff betrieben wird.
Als Ergebnis wird eine Kombination aus einem sparsamen Turbojet-Triebwerk im Drehzahlbereich M = 0-2,5, dem zweiten Triebwerk - einem Staustrahltriebwerk, das das Flugzeug auf M = 20 beschleunigt, und einem Flüssigtreibstoff-Triebwerk für den Eintritt in die Umlaufbahn (Beschleunigung auf die erste Raumgeschwindigkeit 7, 9 km / s) und Orbitalmanöver.
Aufgrund der Komplexität der Lösung einer Reihe wissenschaftlicher, technischer und technologischer Probleme für die Schaffung eines einstufigen MVKS wurde das Programm in zwei Phasen unterteilt: die Schaffung eines experimentellen Hyperschallflugzeugs mit einer Fluggeschwindigkeit von bis zu M = 5 -6, und die Entwicklung eines Prototyps eines orbitalen VKS, das ein Flugexperiment im gesamten Bereich Flüge, bis hin zum Weltraumspaziergang ermöglicht. Darüber hinaus war in der zweiten Phase der MVKS-Arbeiten geplant, Versionen des Weltraumbombers Tu-2000B zu schaffen, der als zweisitziges Flugzeug mit einer Flugreichweite von 10.000 km und einem Abfluggewicht von 350 konzipiert wurde Tonnen. Sechs mit flüssigem Wasserstoff betriebene Motoren sollten in 30-35 km Höhe eine Geschwindigkeit von M = 6-8 erreichen.
Laut Experten des OKB im. A. N. Tupolev, die Kosten für den Bau eines VKS sollten etwa 480 Millionen Dollar betragen, in Preisen von 1995 (mit den Kosten der Entwicklungsarbeit von 5, 29 Milliarden Dollar). Die geschätzten Kosten für den Start sollten 13,6 Millionen US-Dollar betragen, bei einer Anzahl von 20 Starts pro Jahr.
Auf der Ausstellung "Mosaeroshow-92" wurde erstmals ein Modell des Tu-2000-Flugzeugs gezeigt. Bevor die Arbeiten 1992 eingestellt wurden, wurden für die Tu-2000 gefertigt: ein Flügelkasten aus Nickellegierung, Rumpfelemente, kryogene Kraftstofftanks und Verbundkraftstoffleitungen.
Atomic M-19
Ein langjähriger "Konkurrent" bei strategischen Flugzeugen des OKB im. Tupolev - Experimental Machine-Building Plant (jetzt EMZ benannt nach Myasishchev) war auch an der Entwicklung eines einstufigen Videokonferenzsystems im Rahmen von F&E "Kholod-2" beteiligt. Das Projekt erhielt den Namen "M-19" und war für die Ausarbeitung zu folgenden Themen vorgesehen:
Thema 19-1. Errichtung eines fliegenden Labors mit Kraftwerk auf Flüssigwasserstoff-Brennstoff, Entwicklung einer Technologie für die Arbeit mit kryogenem Brennstoff;
Thema19-2. Entwurfs- und Ingenieurarbeiten zur Bestimmung des Aussehens eines Hyperschallflugzeugs;
Thema 19-3. Design- und Engineering-Arbeiten, um das Erscheinungsbild eines vielversprechenden Videokonferenzsystems zu bestimmen;
Thema 19-4. Design- und Engineering-Arbeiten, um das Erscheinungsbild alternativer Optionen zu bestimmen
VKS mit nuklearem Antrieb
Die Arbeiten an der vielversprechenden VKS wurden unter der direkten Aufsicht von General Designer V. M. Myasishchev und General Designer A. D. Tohuntsa. Zur Durchführung der F&E-Komponenten wurden Pläne für die gemeinsame Arbeit mit Unternehmen des Ministeriums für Luftfahrtindustrie der UdSSR genehmigt, darunter: TsAGI, TsIAM, NIIAS, ITAM und viele andere sowie mit dem Forschungsinstitut der Akademie der Wissenschaften und das Verteidigungsministerium.
Das Erscheinungsbild des einstufigen M-19 VKS wurde nach der Erforschung zahlreicher alternativer Optionen für das aerodynamische Layout bestimmt. Zur Erforschung der Eigenschaften eines neuartigen Kraftwerkstyps wurden Scramjet-Modelle in Windkanälen bei Geschwindigkeiten entsprechend den Zahlen M = 3-12 getestet. Um die Wirksamkeit des zukünftigen VKS zu beurteilen, wurden auch mathematische Modelle der Systeme des Apparats und des Kombikraftwerks mit einem nuklearen Raketentriebwerk (NRE) ausgearbeitet.
Die Verwendung des Luft- und Raumfahrtsystems mit einem kombinierten nuklearen Antriebssystem implizierte erweiterte Möglichkeiten für eine intensive Erforschung des erdnahen Weltraums, einschließlich entfernter geostationärer Umlaufbahnen, und des tiefen Weltraums, einschließlich des Mondes und des nahen Mondraums.
Das Vorhandensein einer nuklearen Anlage an Bord der VKS würde es auch ermöglichen, diese als leistungsfähige Energiedrehscheibe zu nutzen, um das Funktionieren neuartiger Weltraumwaffen (Strahl-, Strahlwaffen, Mittel zur Beeinflussung der klimatischen Bedingungen etc.) sicherzustellen.
Das kombinierte Antriebssystem (KDU) umfasste:
Marschierendes Nuklearraketentriebwerk (NRM) basierend auf einem Kernreaktor mit Strahlenschutz;
10 Bypass-Turbojet-Triebwerke (DTRDF) mit Wärmetauschern im inneren und äußeren Kreislauf und Nachbrenner;
Hyperschall-Staustrahltriebwerke (Scramjet-Triebwerke);
Zwei Turbolader zum Pumpen von Wasserstoff durch DTRDF-Wärmetauscher;
Verteilereinheit mit Turbopumpeneinheiten, Wärmetauschern und Rohrleitungsventilen, Kraftstoffversorgungssteuerungen.
Wasserstoff wurde als Treibstoff für die DTRDF- und Scramjet-Triebwerke verwendet und war auch ein Arbeitsfluid in einem geschlossenen Kreislauf des NRE.
In seiner endgültigen Form sah das M-19-Konzept so aus: Ein 500 Tonnen schweres Luft- und Raumfahrtsystem führt Start und Initialbeschleunigung durch wie ein Nuklearflugzeug mit geschlossenen Triebwerken, und Wasserstoff dient als Kühlmittel, das Wärme vom Reaktor auf zehn Turbojet-Triebwerke überträgt. Mit fortschreitender Beschleunigung und Steigflug beginnt die Wasserstoffzufuhr zu den Nachbrennern des Turbojet-Triebwerks, wenig später zu den Direct-Flow-Scramjet-Triebwerken. Schließlich wird in einer Höhe von 50 km bei einer Fluggeschwindigkeit von mehr als 16 m ein atomarer NRM mit einem Schub von 320 tf eingeschaltet, der einen Austritt in eine Arbeitsbahn mit einer Höhe von 185-200 Kilometern gewährleistet. Mit einem Startgewicht von etwa 500 Tonnen sollte das Luft- und Raumfahrtsonde M-19 eine Nutzlast von etwa 30-40 Tonnen in eine Referenzbahn mit einer Neigung von 57,3° bringen.
Es sei darauf hingewiesen, dass eine wenig bekannte Tatsache ist, dass bei der Berechnung der Eigenschaften der CDU in den Flugmodi Turboproot-Flow, Rocket-Direct-Flow und Hyperschall die Ergebnisse experimenteller Studien und Berechnungen verwendet wurden, die bei TsIAM, TsAGI. durchgeführt wurden und ITAM SB AS UdSSR.
Ajax" – Hypersound auf neue Art
Bei der SKB "Neva" (St. Petersburg) wurden auch Arbeiten an der Schaffung eines Hyperschallflugzeugs durchgeführt, auf deren Grundlage das staatliche Forschungsunternehmen für Hyperschallgeschwindigkeiten (jetzt OJSC "NIPGS" HC "Leninets") gegründet wurde.
Die NIPGS ging die Schaffung von GLA grundlegend neu an. Das Konzept von GLA "Ajax" wurde Ende der 1980er Jahre vorgestellt. Wladimir Lwowitsch Freistadt. Sein Wesen liegt in der Tatsache, dass der GLA keinen Wärmeschutz hat (im Gegensatz zu den meisten Videokonferenzen und GLA). Der während des Hyperschallfluges entstehende Wärmestrom wird in die HVA eingelassen, um ihre Energieressource zu erhöhen. Somit war der GLA „Ajax“ein offenes aerothermodynamisches System, das einen Teil der kinetischen Energie des Hyperschall-Luftstroms in chemische und elektrische Energie umwandelte und gleichzeitig das Problem der Kühlung der Flugzeugzelle löste. Dafür wurden die Hauptkomponenten eines chemischen Wärmerückgewinnungsreaktors mit einem Katalysator entworfen, der unter der Haut der Flugzeugzelle platziert ist.
Die Flugzeughaut war an den thermisch am stärksten beanspruchten Stellen zweilagig. Zwischen den Schalenschichten befand sich ein Katalysator aus einem hitzebeständigen Material („Nickelschwämme“), der ein aktives Kühlteilsystem mit chemischen Wärmerückgewinnungsreaktoren war. Berechnungen zufolge überstieg die Temperatur der GLA-Flugzeugelemente in allen Hyperschallflugmodi 800-850 ° C nicht.
Der GLA umfasst ein Staustrahltriebwerk mit Überschallverbrennung, das in die Flugzeugzelle integriert ist, und das Haupt-(Erhaltungs-)Triebwerk - ein magneto-plasma-chemisches Triebwerk (MPKhD). MPKhD wurde entwickelt, um den Luftstrom mit einem magneto-gasdynamischen Beschleuniger (MHD-Beschleuniger) und die Stromerzeugung mit einem MHD-Generator zu steuern. Der Generator hatte eine Leistung von bis zu 100 MW, was völlig ausreichte, um einen Laser anzutreiben, der verschiedene Ziele in erdnahen Umlaufbahnen treffen kann.
Es wurde davon ausgegangen, dass das MPKM in der Flugmitte die Fluggeschwindigkeit über einen weiten Bereich der Flugmachzahl ändern kann. Durch die Abbremsung der Hyperschallströmung durch ein Magnetfeld wurden in der Überschallbrennkammer optimale Bedingungen geschaffen. Bei Tests bei TsAGI zeigte sich, dass der im Rahmen des Ajax-Konzepts erzeugte Kohlenwasserstoff-Kraftstoff um ein Vielfaches schneller verbrennt als Wasserstoff. Der MHD-Beschleuniger konnte die Verbrennungsprodukte „beschleunigen“und die maximale Fluggeschwindigkeit auf M = 25 erhöhen, was einen Austritt in eine erdnahe Umlaufbahn garantierte.
Die zivile Version des Hyperschallflugzeugs war für eine Fluggeschwindigkeit von 6000-12000 km / h, eine Flugreichweite von bis zu 19000 km und eine Beförderung von 100 Passagieren ausgelegt. Über die militärischen Entwicklungen des Ajax-Projekts liegen keine Informationen vor.
Russisches Hypersound-Konzept - Raketen und PAK DA
Die in der UdSSR und in den ersten Jahren des Bestehens des neuen Russlands an Hyperschalltechnologien durchgeführten Arbeiten ermöglichen es zu behaupten, dass die ursprüngliche einheimische Methodik und die wissenschaftlich-technischen Grundlagen erhalten und verwendet wurden, um die russische GLA zu schaffen - sowohl in der Rakete und Flugzeugversionen.
Im Jahr 2004 wurde der russische Präsident V. V. Putin gab eine Erklärung ab, die immer noch die Gemüter der "Öffentlichkeit" erregt. „Es wurden Experimente und einige Tests durchgeführt … Bald werden die russischen Streitkräfte Kampfsysteme erhalten, die in interkontinentalen Entfernungen mit Hyperschallgeschwindigkeit, mit großer Genauigkeit und mit breiten Manövern in Höhe und Aufprallrichtung operieren können. Diese Komplexe werden jedes Beispiel für eine bestehende oder vielversprechende Raketenabwehr hoffnungslos machen."
Einige inländische Medien haben diese Aussage nach bestem Wissen und Gewissen interpretiert. Zum Beispiel: "Die weltweit erste Hyperschall-Manövrierrakete wurde in Russland entwickelt, die im Februar 2004 während der Kommandopostenübung "Security 2004" vom strategischen Bomber Tu-160 abgeschossen wurde.
Tatsächlich wurde während der Übung eine ballistische Rakete vom Typ RS-18 "Stilet" mit neuer Kampfausrüstung gestartet. Anstelle eines herkömmlichen Gefechtskopfes verfügte die RS-18 über eine Art Gerät, das in der Lage war, die Flughöhe und -richtung zu ändern und so jede Raketenabwehr, einschließlich der amerikanischen, zu überwinden. Anscheinend war das während der Übung Security 2004 getestete Gerät ein wenig bekannter X-90 Hypersonic Cruise Missile (GKR), der Anfang der 1990er Jahre im Raduga Design Bureau entwickelt wurde.
Gemessen an den Leistungsmerkmalen dieser Rakete kann der strategische Bomber Tu-160 zwei X-90 an Bord nehmen. Der Rest der Eigenschaften sieht so aus: Die Masse der Rakete beträgt 15 Tonnen, das Haupttriebwerk ist ein Scramjet-Triebwerk, der Beschleuniger ist ein Festtreibstoff, die Fluggeschwindigkeit beträgt 4-5 M, die Starthöhe beträgt 7000 m, der Flug Die Höhe beträgt 7000-20000 m, die Startreichweite beträgt 3000-3500 km, die Anzahl der Sprengköpfe beträgt 2, die Ausbeute des Sprengkopfs beträgt 200 kt.
Im Streit darüber, welches Flugzeug oder welche Rakete besser ist, verloren Flugzeuge am häufigsten, da sich die Raketen als schneller und effektiver erwiesen. Und das Flugzeug wurde zu einem Träger von Marschflugkörpern, die Ziele in einer Entfernung von 2500-5000 km treffen konnten. Beim Abschuss einer Rakete auf ein Ziel drang der strategische Bomber nicht in den Bereich der gegnerischen Luftverteidigung ein, sodass es keinen Sinn machte, ihn hyperschall zu machen.
Der "Überschallwettbewerb" zwischen Flugzeug und Flugkörper nähert sich nun einer neuen Auflösung mit vorhersehbarem Ergebnis - Flugkörper sind wieder vor Flugzeugen.
Beurteilen wir die Situation. Die zu den russischen Luft- und Raumfahrtstreitkräften gehörende Langstrecken-Luftfahrt ist mit 60 Tu-95MS-Turboprop-Flugzeugen und 16 Tu-160-Jetbombern bewaffnet. Die Lebensdauer des Tu-95MS wird in 5-10 Jahren ablaufen. Das Verteidigungsministerium hat beschlossen, die Zahl der Tu-160 auf 40 Einheiten zu erhöhen. Die Tu-160 wird derzeit modernisiert. So werden bald neue Tu-160Ms bei den Luft- und Raumfahrtstreitkräften eintreffen. Das Tupolev Design Bureau ist auch der Hauptentwickler des vielversprechenden Langstrecken-Luftfahrtkomplexes (PAK DA).
Unser „potenzieller Feind“sitzt nicht untätig, er investiert in die Entwicklung des Prompt Global Strike (PGS)-Konzepts. Die Möglichkeiten des US-Militärhaushalts in Bezug auf die Finanzierung übersteigen die Kapazitäten des russischen Haushalts deutlich. Finanzministerium und Verteidigungsministerium streiten über die Höhe der Förderung des Landesrüstungsprogramms bis 2025. Und wir sprechen nicht nur über die aktuellen Ausgaben für den Kauf neuer Waffen und militärischer Ausrüstung, sondern auch über vielversprechende Entwicklungen, darunter PAK DA- und GLA-Technologien.
Bei der Herstellung von Hyperschallmunition (Raketen oder Projektile) ist nicht alles klar. Der klare Vorteil von Hyperschall ist die Geschwindigkeit, die kurze Annäherungszeit an das Ziel und eine hohe Überwindungsgarantie von Luft- und Raketenabwehrsystemen. Es gibt jedoch viele Probleme - die hohen Kosten für Einwegmunition, die Komplexität der Steuerung beim Ändern der Flugbahn. Dieselben Mängel wurden zu entscheidenden Argumenten bei der Reduzierung oder Schließung von Programmen für bemannten Hyperschall, also für Hyperschallflugzeuge.
Das Problem der hohen Munitionskosten kann dadurch gelöst werden, dass an Bord des Flugzeugs ein leistungsstarker Rechenkomplex zur Berechnung der Parameter des Bombardements (Start) vorhanden ist, der konventionelle Bomben und Raketen in Präzisionswaffen verwandelt. Ähnliche On-Board-Computing-Systeme, die in den Sprengköpfen von Hyperschallraketen installiert sind, ermöglichen es, diese mit der Klasse der strategischen Hochpräzisionswaffen gleichzusetzen, die nach Ansicht von Militärspezialisten der PLA Interkontinentalraketen ersetzen können. Das Vorhandensein von GLA-Raketen mit strategischer Reichweite wird die Notwendigkeit in Frage stellen, die Langstreckenfliegerei aufrechtzuerhalten, da die Geschwindigkeit und Wirksamkeit des Kampfeinsatzes eingeschränkt sind.
Das Erscheinen einer Hyperschall-Flugabwehrrakete (GZR) im Arsenal einer Armee wird die strategische Luftfahrt dazu zwingen, sich auf Flugplätzen zu "verstecken", tk. Die maximale Entfernung, aus der Marschflugkörper eines Bombers eingesetzt werden können, werden solche Flugkörper in wenigen Minuten überwinden. Die Erhöhung der Reichweite, Genauigkeit und Manövrierfähigkeit der GZR wird es ihnen ermöglichen, feindliche Interkontinentalraketen in jeder Höhe abzuschießen und einen massiven Angriff strategischer Bomber zu unterbrechen, bevor sie die Abschusslinien von Marschflugkörpern erreichen. Der Pilot des "Strategen" wird möglicherweise den Start des Flugabwehr-Raketensystems erkennen, aber es ist unwahrscheinlich, dass er Zeit hat, das Flugzeug von der Niederlage abzulenken.
Die Entwicklungen der GLA, die inzwischen in Industrieländern intensiv betrieben werden, deuten darauf hin, dass nach einem zuverlässigen Werkzeug (Waffe) gesucht wird, das die Zerstörung des feindlichen Nukleararsenals vor dem Einsatz von Nuklearwaffen garantieren kann, als letztes Argument beim Schutz der staatlichen Souveränität. Hyperschallwaffen können auch in den wichtigsten Zentren der politischen, wirtschaftlichen und militärischen Macht des Staates eingesetzt werden.
Hypersound ist in Russland nicht in Vergessenheit geraten, es wird daran gearbeitet, auf dieser Technologie basierende Raketenwaffen zu entwickeln (Sarmat-Interkontinentalraketen, Rubezh-Interkontinentalraketen, X-90), verlassen sich jedoch auf nur einen Waffentyp ("Wunderwaffe", "Vergeltungswaffen ") wäre zumindest nicht richtig.
Bei der Erstellung des PAK DA herrscht noch keine Klarheit, da die grundlegenden Voraussetzungen für seinen Zweck und Kampfeinsatz noch unbekannt sind. Die bestehenden strategischen Bomber als Komponenten der russischen Nuklear-Triade verlieren aufgrund des Aufkommens neuer Waffentypen, einschließlich Hyperschallwaffen, allmählich an Bedeutung.
Der Kurs zur "Eindämmung" Russlands, der zur Hauptaufgabe der NATO erklärt wurde, ist objektiv geeignet, zu einer Aggression gegen unser Land zu führen, an der sich die mit modernen Mitteln ausgebildeten und bewaffneten Nordatlantikpakt-Armeen beteiligen werden. In Bezug auf die Anzahl von Personal und Waffen übertrifft die NATO Russland um das 5- bis 10-fache. Um Russland herum wird ein "Sanitärgürtel" gebaut, der Militärbasen und Raketenabwehrpositionen umfasst. Im Wesentlichen werden von der NATO geführte Aktivitäten militärisch als Einsatzort (Einsatzgebiet) operative Vorbereitung bezeichnet. Gleichzeitig bleiben die Vereinigten Staaten, wie im Ersten und Zweiten Weltkrieg, die wichtigste Quelle für Waffenlieferungen.
Ein strategischer Hyperschallbomber kann sich innerhalb einer Stunde überall auf der Welt über jeder militärischen Einrichtung (Basis) befinden, von der aus die Ressourcenversorgung für Truppengruppierungen bereitgestellt wird, auch im „Sanitärgürtel“. Geringe Anfälligkeit für Raketenabwehr- und Luftverteidigungssysteme, es kann solche Objekte mit leistungsstarken hochpräzisen nichtnuklearen Waffen zerstören. Die Präsenz einer solchen GLA in Friedenszeiten wird die Unterstützer globaler militärischer Abenteuer zusätzlich abschrecken.
Die zivile GLA kann die technische Grundlage für einen Durchbruch in der Entwicklung von Interkontinentalflügen und Weltraumtechnologien werden. Die wissenschaftlich-technischen Grundlagen für die Projekte Tu-2000, M-19 und Ajax sind nach wie vor relevant und können nachgefragt werden.
Was die zukünftige PAK DA sein wird - Unterschall mit SGKR oder Hyperschall mit modifizierten konventionellen Waffen, liegt an den Kunden - dem Verteidigungsministerium und der russischen Regierung.
„Wer vor dem Gefecht nach Vorkalkulation gewinnt, hat viele Chancen. Wer nicht vor der Schlacht rechnerisch gewinnt, hat wenig Chancen. Wer viele Chancen hat, gewinnt. Wer wenig Chancen hat, gewinnt nicht. Außerdem der, der überhaupt keine Chance hat." / Sun Tzu, "Die Kunst des Krieges" /
Militärexperte Alexey Leonkov
