Хотя эпоха «Холодной» войны осталась в прошлом, на сегодняшний день в мире осталось достаточно проблем, решать которые приходится с помощью новейших разработок в области оружия. На первый взгляд главные мировые проблемы исходят от террористических группировок, отношения некоторых крупных мировых держав тоже достаточно напряжённые.
В последнее время крайне обострились отношения между Россией и США. Используя НАТО, США окружает Россию системами ПРО. Обеспокоенная этим Россия приступила к разработкам гиперзвуковых летательных аппаратов, так называемых «беспилотников», которые могут нести ядерные боеголовки. Именно с этими проектами связан секретный сверхзвуковой глайдер «Ю-71, испытания которого проходят в обстановке строжайшей секретности.
История развития гиперзвукового оружия
Первые испытания самолётов, способных летать со скоростью, превышающей скорость звука, начались ещё в 50-х годах 20 века. Это было связано с эпохой Холодной» войны, когда две сильнейшие сверхдержавы мира (США и СССР) пытались обойти друг друга в гонке вооружений. Первой советской разработкой в этой области стала система «Спираль». Она представляла собой небольшой орбитальный самолёт, и должна была соответствовать следующим параметрам:
- Система должна была превосходить американскую X-20 «Dyna Soar», которая представляла собой подобный проект;
- Гиперзвуковой самолёт-носитель должен был обеспечить скорость порядка 7 000 км/ч;
- Система должна была отличаться надёжностью и не развалиться при перегрузках.
Несмотря на все старания советских конструкторов, характеристики гиперзвукового самолёта-носителя даже не приблизились к заветной скоростной цифре. Проект пришлось закрыть, так как система даже не взлетела. К огромной радости советского правительства, американские испытания тоже с треском провалились. В то время мировая авиация была ещё бесконечно далека от скоростей, превышающих в несколько раз скорость звука.
Испытания, которые уже были более приближены к технологиям, связанным с гиперзвуком, проходили в 1991 году, тогда ещё в СССР. Тогда был осуществлён полёт «Холода», который являлся летающей лабораторией, созданной на базе ракетного комплекса с-200, на основе ракеты 5В28. Первое испытание прошло достаточно успешно, так как удалось развить скорость около 1 900 км/ч. Разработки в этой области продолжались до 1998 года, после чего были свёрнуты в связи с экономическим кризисом.
Что такое гиперзвук, и каким он бывает?
Гиперзвуковой называют скорость, значительно — в пять и более раз — превосходящую скорость распространения звука в атмосфере. Соответственно, гиперзвуковые летательные аппараты (ГЗЛА) способны перемещаться с такой скоростью и совершать маневры, используя аэродинамические силы.
Пять скоростей звука или пять чисел Маха (5 М) – это приблизительно от 5380 км/ч до 6120 км/ч в зависимости от высоты полета. Деление летательных аппаратов на до-, сверх, и гиперзвуковые четко отражает природу явлений, возникающих при взаимодействии ЛА с набегающим воздушным потоком. Такая градация особенно важна для работы силовой установки самолета или ракеты: обыкновенный ТРД просто не может функционировать на гиперзвуке, необходим прямоточный или ракетный движок. Обычная высота полета для ГЗЛА – это диапазон от 25 до 100 км, ниже, у поверхности Земли, гиперзвуковые аппараты не используются из-за слишком большого сопротивления воздуха.
Американская гиперзвуковая КР Boeing X-51 WaveRider
Сегодня перед конструкторами стоит другая задача: создать летательные аппараты, для которых полет на гиперзвуковой скорости был бы штатным режимом, способные маневрировать, тормозить и производить посадку. Это различные космопланы (американские «Спейс Шаттлы» и советский «Буран»), гиперзвуковые самолеты (Х-15, SpaceShipOne), БПЛА (Boeing X-43). К ГЗЛА также относятся боевые управляемые блоки МБР («Авангард») и гиперзвуковые ракеты (X-51 Waverider и «Кинжал»).
Развитие сверхзвуковых технологий в 21 веке
Хотя точной информации о разработке гиперзвукового вооружения за период с 2000 по 2010 годы нет, собрав материалы из открытых источников, можно увидеть, что данные разработки велись в нескольких направлениях:
- В первую очередь разрабатываются боевые блоки для баллистических межконтинентальных ракеты. Хотя их масса намного превышает обычные ракеты такого класса, за счёт осуществления маневров в атмосфере их невозможно будет перехватить стандартными средствами ПРО;
- Следующим направлением развития сверхзвуковых технологий является разработка комплекса «Циркон». Данный комплекс базируется на сверхзвуковой ПРК «Яхонт/Оникс»;
- Разрабатывается также ракетный комплекс, ракеты которого смогут развивать скорость, которая превышает скорость звука в 13 раз.
Если все эти проекты объединятся в одном холдинге, то ракета, которая будет создана совместными усилиями, сможет быть как наземного, так и воздушного или корабельного базирования. Если американский проект «Prompt Global Strike», который предусматривает создание сверхзвукового оружия, способного поразить любую точку мира в течении одного часа, увенчается успехом, Россию смогут защитить только межконтинентальные сверхзвуковые ракеты собственной разработки.
Российские сверхзвуковые ракеты, испытания которых фиксируют британские и американские специалисты, способны развивать скорость около 11 200 км/ч. Их практически невозможно сбить и даже крайне сложно отследить. Информации о данном проекте, который часто фигурирует под названием Ю-71 или «объект 4202», крайне мало.
Преимущества и недостатки космических исследований
Существует несколько преимуществ отдельных типов разработок, но в основном из-за малой познаваемости этой отрасли в основном преобладают недостатки. Преимущество гиперзвукового аппарата наподобие самолета Х-30 состоит в уменьшении или исключении транспортируемого окислителя. Поскольку примерно 75% всей конструкции ЛА составляет окислитель. Исключение данной массы приведет к облегчению аппарата, а значит к увеличению полезной нагрузки. В свою очередь это уменьшит стоимость транспортировки разных грузов на орбиту.
ЖРД или жидкостный ракетный двигатель обладает существенными отличиями высоких показателей тяги по отношению к массе, что, в свою очередь, позволяет ракетам достигать огромных показателей для доставки грузов на орбиту. В условиях применения ГПВРД соотношение увеличивается, что приведет к повышению доли двигателя в массе аппарата.
Главный минус заключается в высокой стоимости не только разработок космических программ и исследований гиперзвуковых аппаратов, но и в дальнейшей эксплуатации. Пополнение топлива, замена запчастей и деталей – все это вместе сильно повышает цену подобных программ.
Самые известные факты о секретном оружии России Ю-71
Секретный глайдер Ю-71, который является частью российской ракетной сверхзвуковой программы, способен долететь до Нью-Йорка за 40 минут. Хотя данная информация официально не подтверждена, исходя из того, что сверхзвуковые российские ракеты способны развивать скорость свыше 11 00 км/ч, можно сделать именно такие выводы.
По немногочисленной информации, которую можно про него отыскать, глайдер Ю-71 способен:
- Лететь со скоростью свыше 11 000 км/ч;
- Обладает невероятной маневренностью;
- Способен планировать;
- При осуществлении полёта может выходить в космос.
Хотя испытания ещё не закончены, всё говорит о том, что к 2025 году на вооружении России может быть данный сверхзвуковой глайдер, вооружённый ядерными боеголовками. Такое оружие будет способно в течение часа оказаться практически в любой точке мира и нанести точечный ядерный удар.
Дмитрий Рогозин заявил, что оборонная промышленность России, которая во времена СССР была самой развитой и передовой, сильно отстала в гонке вооружений за 90-е и 2000-е годы. За последнее десятилетие российская армия начинает возрождаться. Советская техника заменяется современными высокотехнологичными моделями, а оружие пятого поколения, которое с 90-х годов «застряло» в конструкторских бюро в виде проектов на бумаге, начинает обретать вполне конкретные очертания. По словам Рогозина, новое российское оружие может удивить мир своей непредсказуемостью. Под непредсказуемым оружием, скорее всего, имелся ввиду глайдер Ю-71, вооружённый ядерными боеголовками.
Хотя данный аппарат разрабатывается как минимум с 2010 года, информация о его испытаниях попала к американским военным лишь в 2015 году. Пентагон от этого впал в полное уныние, ведь в случае применения Ю-71 вся система ПРО, которая установлена по периметру территории России, становится абсолютно бесполезной. Кроме этого, сами Соединённые Штаты Америки становятся беззащитными перед этим секретным ядерным глайдером.
Ю-71 в состоянии не только наносить ядерные удары по противнику. Благодаря наличию мощной ультрасовременной системы радиоэлектронной борьбы, глайдер способен за несколько минут, пролетая на территорией США, вывести из строя все станции обнаружения, оснащённые радиоэлектронной аппаратурой.
Если верить донесениям НАТО, то с 2020 по 2025 годы в армии России может появиться до 24 аппаратов типа Ю-71, любой из которых способен незамеченным пересечь вражескую границу и уничтожить целый город несколькими выстрелами.
Основные трудности, стоящие перед конструкторами
Более полувека прошло с момента первого полета ракетоплана Х-15, а серийных гиперзвуковых аппаратов как не было, так и нет. Причина этому – ряд сложнейших технических проблем, с которыми пришлось столкнуться конструкторам.
Первая и, вероятно, главная из них – это запредельный нагрев корпуса, возникающий при гиперзвуковых скоростях. Для изготовления планера и двигателей используется титан, самые совершенные сплавы, керамика, наноматериалы. Но пока это не слишком помогает: именно из-за высокого нагрева время работы большинства ГЗЛА исчисляется минутами.
Американский ракетоплан Х-15
Еще одной серьезнейшей проблемой гиперзвукового полета является двигатель. Обычный ТРД не способен работать на таких скоростях, нужны другие решения. Конечно, можно использовать ракетный движок – как на Х-15 – но он слишком сложен, дорог и неэкономен. Более всего для ГЗЛА подходит прямоточный гиперзвуковой двигатель, проблема только в том, что на скорости ниже 5 Махов он просто не запустится. Поэтому некоторые ГЗЛА оснащаются дополнительными разгонными блоками.
Самые быстрые серийные самолеты
Изученные нами выше гиперзвуковые аппараты фактически относятся к категории исследовательских. Полезно будет рассмотреть некоторые серийные образцы самолетов, приближенных по характеристикам к гиперзвуковым или являющихся (по той или иной методологии) ими.
В числе подобных машин — американская разработка SR-71. Данный самолет некоторые исследователи не склонны относить к гиперзвуковым, поскольку его предельна скорость составляет порядка 3,7 тыс. км/час. В числе наиболее примечательных его характеристик — взлетная масса, которая превышает 77 тонн. Длина аппарата — более 23 м, размах крыльев — более 13 м.
Одним из самых быстрых военных самолетов считается российский МиГ-25. Аппарат может развивать скорость более 3,3 тыс. км/ч. Максимальный взлетный вес российского самолета — 41 тонна.
Таким образом, на рынке серийных решений, приближенных по характеристикам к гиперзвуковым, РФ — в числе лидеров. Но что можно сказать о российских разработках в части «классических» гиперзвуковых самолетов? Способны ли инженеры из РФ создать решение, конкурентное машинам от Boeing и Orbital Scence?
«Циркон» для флота
17 марта 2020 года стало известно, что Россия официально приступила к испытаниям гиперзвуковой противокорабельной крылатой ракеты (ПКР) «Циркон». Новейшим снарядом будут вооружены АПЛ пятого поколения («Хаски»), также ее получат надводные корабли и, конечно, флагман российского флота «Петр Великий». Скорость 5-6 М и дальность действия не менее 400 км (это расстояние ракета преодолеет за четыре минуты) существенно осложнят применение мер противодействия. Известно, что ракета будет использовать новое топливо Децилин-М, которое увеличивает дальность полета на 300 км.
Разработчик ПКР «Циркон» — НПО Машиностроения, входящее в состав «Корпорации «Тактическое ракетное вооружение»». Появления серийной ракеты можно ожидать к 2020 году. При этом стоит учесть, что Россия имеет богатый опыт в создании высокоскоростных противокорабельных крылатых ракет, таких как серийная ПКР П-700 «Гранит» (2,5 М), серийная ПКР П-270 «Москит» (2,8 М), на смену которым и поступит новая ПКР «Циркон».
Летательный аппарат от North American
Еще один известный гиперзвуковой самолет — X-15, выпущенный компанией North American. Данный аппарат аналитики относят к экспериментальным.
Он оснащен что дает повод некоторым экспертам не относить его, собственно, к классу самолетов. Однако наличие ракетных двигателей позволяет аппарату, в частности, совершать Так, во время одного из испытаний в таком режиме он был протестирован пилотами. Предназначение аппарата X-15 — исследование специфики гиперзвуковых полетов, оценка тех или иных конструкторских решений, новых материалов, особенностей управления подобными машинами в различных слоях атмосферы. Примечательно, что была утверждена еще в 1954 году. Летает X-15 со скоростью более 7 тыс. км/час. Дальность его полета — более 500 км, высота превышает 100 км.
Проекты других стран
Известно, что Китай и США также разрабатывают аналог российскому гиперзвуковому самолету. Характеристики моделей противников пока что неясны, но уже можно считать, что китайская разработка способна составить конкуренцию российскому летательному аппарату.
Известный под названием Wu-14 китайский самолет испытывался в 2012 году, и еще тогда он смог развить скорость свыше 11000 км/час. Впрочем, о вооружении, которое способен нести этот аппарат, нигде не говорится.
Что касается американского беспилотника Falcon HTV-2, то он был испытан несколько лет тому назад, но на 10 минуте полета он разбился. Однако до него тестировался гиперзвуковой самолет Х-43А, которым занимались инженеры NASA. В ходе испытаний он показал фантастическую скорость — 11200 км/час, что превышает скорость звука в 9.6 раза. Опытный образец был испытан в 2001 году, однако тогда в ходе испытаний его уничтожили из-за того, что тот вышел из под контроля. Но в 2004 году аппарат был успешно испытан.
Подобные испытания Россией, Китаем и США ставит под сомнение эффективность современных систем ПРО. Внедрение гиперзвуковых технологий в военно-промышленной отрасли уже сегодня производит настоящую революцию в военном мире.
В произведениях искусства и массовой культуре
В фильмах
- В советском кинофильме 1960-х годов «Барьер неизвестности» показаны испытания вымышленного экспериментального гиперзвукового самолёта с ядерным ракетным двигателем.
- В телефильме «Звёздный полет: Самолёт, который никогда не садится» (, 1983) предлагается концепция гиперзвукового реактивного авиалайнера для перевозки пассажиров, разработанный вымышленной . Воздушное судно использует ГПВРД для достижения высокой точки в стратосфере для двухчасового путешествия из Лос-Анджелеса в Сидней с использованием водорода в качестве топлива. Так как НАСА имеет опыт работы с этим топливом, оно используется для дозаправки авиалайнера, который в результате аварии застревает на орбите.
- В фильме 2005 года «Самолёт-невидимка» вымышленные военные самолёты и БПЛА EDI используют импульсные детонационные двигатели с ГПВРД.
В других медиа
- Истребитель «Mave» в японском анимационном фильме «Юкикадзе
» имел режим в своем списке возможностей, называемый RAM-AIR, который, как утверждалось, был , но по возможностям скорее соответствовал ГПВРД. - В эпизоде «Ящик Пандоры» в телешоу «Числа» телеканала CBS разбившийся самолёт перевозил ГПВРД в качестве незадекларированного груза.
- Одна из опций выбора типа двигателя в игре Ace Combat X: Skies of Deception
для самолёта с настраиваемым набором двигателей и других компонентов называется SCRAMjet.
Удар с орбиты
Речь пойдет о гиперзвуковых маневрирующих управляемых объектах — маневрирующих боевых головках МБР, гиперзвуковых крылатых ракетах, гиперзвуковых БПЛА. Что, собственно, мы понимаем под гиперзвуковыми летательными аппаратами? Прежде всего, имеются в виду следующие характеристики: скорость полета — 5-10 М (6150-12 300 км/ч) и выше, охватываемый рабочий диапазон высот — 25-140 км. Одно из самых привлекательных качеств гиперзвуковых аппаратов — это невозможность надежного слежения средствами ПВО, поскольку объект летит в плазменном облаке, непрозрачном для радиолокаторов.
Стоит отметить также высокие маневренные возможности и минимальное время реакции на поражение. Например, гиперзвуковому аппарату требуется всего час после схода с орбиты ожидания для поражения выбранной цели.
Проекты гиперзвуковых аппаратов не раз разрабатывались и продолжают разрабатываться в нашей стране. Можно вспомнить Ту-130 (6 М), самолет «Аякс» (8-10 М), проекты высотно-скоростных гиперзвуковых самолетов ОКБ им. Микояна на углеводородном топливе в разных вариантах применения и гиперзвукового самолета (6 М) на двух видах топлива — водороде для больших скоростей полета и керосине для меньших.
Разрабатываемая в США гиперзвуковая ракета Boeing X-51A Waverider.
Оставил свой след в истории инженерной мысли проект ОКБ им. Микояна «Спираль», в котором возвращаемый воздушно-космический гиперзвуковой самолет выводился на орбиту ИСЗ гиперзвуковым самолетом-разгонщиком, а после выполнения боевых задач на орбите возвращался в атмосферу, выполнял в ней маневры также на гиперзвуковых скоростях. Наработки по проекту «Спираль» были использованы в проектах БОР и космического челнока «Буран». Есть официально не подтвержденные сведения о созданном в США гиперзвуковом самолете «Аврора». Все о нем слышали, но никто его ни разу не видел.
