Введение
Гиперзвуковыми летательными аппаратами именуются летательные средства способные к полету в атмосфере Земли на скоростях от 5 Маха (скоростей звука) и выше. Сейчас гиперзвуковые летательные аппараты стали переходить из категории теоретических и экспериментальных разработок в практическую плоскость. Россия первая стала их принимать на вооружение, что делает нас лидером в гиперзвуке. Но наши конкуренты из США стараются тоже не отставать. В настоящее время обсуждается, что и перспективные истребители шестого поколения, например испытываемый в США по программе Next Generation Air Dominance (NGAD)(подробней о ней у меня тут), будет возможно развивать гиперзвуковую скорость, как и аналогичный ему проект в РФ. Теоретически, возможно, создание и гражданских гиперзвуковых самолетов. Гиперзвуковые боевые ракеты и гиперзвуковые боевые модули уже стали реальностью в Российской армии. История разработок аппаратов с такой скоростью полета восходит к послевоенному периоду. После 1945 года союзники познакомились с наработками австрийского инженера Ойгена Зенгера по созданию бомбардировщика-космолета «Зильберфо́гель». Он был не реализуем в те годы, но дал понимание, что в теории возможно создание гиперзвуковых самолетов.
В 60-гг XX века начались их разработки в США и СССР. В США это был North American X-15, в СССР с 1964 года в рамках проекта «Спираль» разрабатывался гиперзвуковой самолет-разгонщик для вывода на орбиту орбитальной части комплекса «Спираль». Предусматривался и пассажирский вариант самолета-разгонщика. От его создания в итоге отказались из-за сложности его изготовления на тогдашнем уровне развития техники, думая в итоге использовать в его качестве специальный вариант сверхзвукового бомбардировщика Т-4. Американский X-15 стал на 40 лет стал единственным реально летающим гиперзвуковым аппаратом в мире. Гиперзвуковые самолеты в те годы в СССР проектировали также в конструкторских бюро Мясищева и Туполева.
В то время было несколько технических нюансов, мешавших успешной реализации подобных проектов. Требовалось создать жаропрочные материалы для полета на скоростях от 5 скоростей звука и выше, как и материалы, обеспечивающие работу двигателей для таких аппаратов. Такая скорость вызывает создание облака плазмы, мешающей прохождению радиоволн бортовой аппаратуры от связной до радиолокационной. Это проблема и сейчас остается достаточно сложной для ее решения. Для полета обычно используют в таких случаях гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель (ГПВРД). Но и он мало эффективен до достижения летательным аппаратом скорости в 5 и выше скоростей звука. Следовательно, до его включения требовалось предварительно разогнать гиперзвуковой самолет до требуемой скорости двигателем иного типа или с помощью специального разгонщика – самолета или ракеты. По мере развития требуемых технологий в 80-е годы XX века разработки таких аппаратов активизировались во всем мире, в США начали проектирование космоплана X-30.
СССР в ответ вел разработку гиперзвукового боевого самолета Ту-2000 и разрабатывал гиперзвуковые системы оружия, доведенные до реализации уже в наши годы. Распад СССР и ОВД(Организация варшавского договора), с последующим сокращением оборонных расходов как в России, так и в США, переориентация их вооруженных сил на локальные конфликты, отменил или затормозил многие проекты по гиперзвуку в обеих странах. В начале 2000-гг. США развернула активные работы по созданию стратегической ПРО, что угрожало балансу сил между Россией и США. В ответ у нас началось возрождение работ по гиперзвуку с упором на создание эффективных средств доставки ядерного оружия стратегического назначения в условиях необходимости прорыва ПРО и противокорабельного оружия. Следом такие разработки активизировались и в других странах, в том числе в самих США.
Современное состояние гиперзвуковых разработок в США и РФ
Больше всего внимания в мире привлекают разработки РФ и США.
В России уже приняты на вооружение ракеты «Кинжал» «воздух-поверхность» для ударного самолета МИГ-31К(подробнее о нем тут), созданного на базе перехватчика МИГ-31БМ(подробнее о последнем тут), боевой модуль «Авангард» для межконтинентальных баллистических ракет шахтного базирования «Сармат» и УР-100Н УТТХ, противокорабельная ракета «Циркон» сухопутного и морского базирования. Все они относятся к гиперзвуковому оружию наступательного характера.
«Кинжал» является аэробаллистической ракетой, то есть для поддержания траектории используется высокая скорость полета, а не крылья или баллистическая траектория. Он развивает скорость в 10 Маха (12 240 км/ч) и имеет дальность в 2000км. Использует три разновидности головки наведения — радиолокационную с коррекцией или оптическую с коррекцией для поражения наземных целей и с активной ГСН для поражения морских целей классов от фрегата до атомных авианосцев. В его твердотопливный ракетный двигатель заложена возможность в будущем развивать скорости до 24 Маха. Ракете придана малая радиолокационная заметность и способность маневрировать на заключительном этапе траектории. Возможно создание его сухопутного варианта. Кроме МИГ-31К в будущем его возможно установят на доработанные Ту-160М(2)(подробнее о них тут). Аналог «Кинжала», но меньших размеров, для размещения во внутренних бомбоотсеках получит Су-57(подробнее о нем тут). Его принятие на вооружение было в 2017 году.
Планирующий крылатый модуль «Авангард» разработка, начатая еще во времена СССР. Ее смысл, что вместо традиционных боеголовок на стратегическую баллистическую ракету ставится планирующий гиперзвуковой крылатый модуль. Если традиционные боеголовки входят в атмосферу по баллистической траектории, то «Авангард» летит в атмосфере, при этом маневрируя, и он может атаковать США с южного направления, где традиционно у «Пентагона» слабая ПРО и ПВО. При этом сам по себе перехват такого гиперзвукового планирующего модуля затруднён по сравнению с баллистической ракетой или летящими по баллистической траектории боеголовками. Ибо время на обнаружение и реакцию ПВО/ПРО остается меньше. Здесь можно провести аналогии с прорывом ПВО боевыми самолетами на малых высотах. Но в отличие от традиционных самолетов «Авангард» развивает скорость в 27 Маха и одновременно имеет возможности маневрирования по траектории полета в несколько тысяч километров, что его выгодно отличает от боеголовок, летящих по баллистической траектории. Он оснащается ядерными боевыми зарядами от 800 килотонн до 2 мегатонн. В настоящее время «Авангард» использует в качестве своего носителя межконтинентальные баллистические ракеты (МБР) УР-100Н УТТХ, в будущем ими оснастят перспективные МБР «Сармат».
Те и другие МБР являются тяжелыми комплексами шахтного базирования. «Авангард» принят на вооружение в 2018 году.
Противокорабельная крылатая ракета «Циркон» развивает скорость в 9 Маха, и имеет дальность свыше 1000 км. Хотя ее именуют противокорабельной она также имеет модификацию для поражения целей на суше. В противокорабельном варианте она предназначена для поражения боевых кораблей классов от фрегата до атомного авианосца. Ее носителями будут боевые корабли: фрегаты проекта 22350, атомные подводные лодки проектов 885, 885М, 949АМ, перспективные корабли океанской зоны проекта 23560 «Лидер», модернизируемые атомные крейсера проекта 11442М «Орлан» и атомные подводные лодки проекта 949АМ. На базе «Циркон» возможно создание гиперзвуковой крылатой ракеты сухопутного базирования. Принятие на вооружение ракетного комплекса «Циркон» планируется в конце 2021 или начале 2022 года.
Для защиты от аналогичных комплексов противника у нас могут применяться ЗРК С-500 «Прометей», и возможно другие комплексы. В С-500 возможность перехвата гиперзвуковых целей была заложена на стадии опытно-конструкторских работ. С-500 стал первым таким ракетным комплексом ПВО в мире. Обсуждается возможность создания в России гиперзвуковых боевых и гражданских самолетов.
Разработки в США ведутся несколько в ином ключе, чем в Российской Федерации. Если у нас в данный момент упор делается на создания гиперзвуковых носителей ядерного оружия и средств поражения крупных боевых кораблей, то в США создают гиперзвуковые боевые средства в первую очередь для использования в конвенциональных(неядерных) войнах. Это происходит не из-за особого миролюбия США, а в силу их активной вовлеченности в локальные войны по всему миру. При этом сравнительно мало с нами уделяется внимание созданию противокорабельного гиперзвукового оружия с неядерными боеголовками. Связано это с отсутствием у американского военно-морского флота хоть одного равного по силам противника. В итоге создаваемый ВМС США Navy’s Conventional Prompt Strike (CPS) стартует с ракет, размещенных на подводных лодках, и имеет обычную боеголовку для поражения наземных и подземных целей. Его носителями будут многоцелевые атомные подводные лодки (АПЛ) типа «Вирджиния»(подробнее об этих АПЛ — тут).
ВВС США разрабатывают AGM-183 Air-Launched Rapid Response Weapon. Данная крылатая ракета должна развивать скорость до 20 Маха, и иметь дальность 925 км. Носителям будут стратегические бомбардировщики B-1B(подробнее о них тут), B-52H и многоцелевые истребители F-15EX(подробнее о них тут).
Кроме того, ряд собственных проектов в сотрудничестве с вооружёнными силам США развивает агентство DARPA. В том числе Hypersonic Strike Weapon Air-breathing (HSW-ab) – боевой гиперзвуковой самолет, стартующий с B-52H.
Заключение
Многие склоняются, что на данном этапе оно еще не принципиально влияет на факторы сдерживания. Но в будущем это положение наверняка изменится.
Использованы только открытые источники
Список источников:
http://bastion-karpenko.ru/?s=%D1%86%D0%B8%D1%80%D0%BA%D0%BE%D0%BD,
https://rg.ru/2019/01/31/pochemu-giperzvukovoj-avangard-neuiazvim-dlia-liuboj-pro.html,
https://fas.org/sgp/crs/nuke/R41464.pdf,
http://bastion-karpenko.ru/kindzal_aur/,
http://bastion-karpenko.ru/yars-m/,
Первая публикация данной статьи была в блоге «Техника и жизнь» в 2020 году.