По ту сторону сверхзвука

Военные конструируют гиперзвуковое оружие 12 Ноябрь 2016, 11:24
Военные осваивают гиперзвук: сразу несколько направлений разработки ударного вооружения, подразумевающего управляемое перемещение на высокой скорости. Гиперзвуковые летательные аппараты (ГЗЛА) способны стать эффективными боевыми средствами как для ядерной войны, так и для обычной. «Лента.ру» публикует краткий обзор военных гиперзвуковых программ.

Гиперзвуковыми называются скорости передвижения, превышающие 5 чисел Маха (скоростей звука). Если отказаться от чисто схоластической трактовки ГЗЛА, по которой к ним нужно относить все космические аппараты, в том числе возвращаемые космопланы, а также боевые блоки межконтинентальных ракет на конечном участке траектории, оставшиеся прикладные программы военного назначения можно грубо разделить на две категории.

Первая — гиперзвуковое боевое оснащение баллистических ракет, обладающее сложной траекторией движения и создающее новые возможности как с точки зрения преодоления ПРО, так и для создания высокоточных неядерных систем. Вторая — высокоскоростные крылатые ракеты с воздушным и морским стартом.

Это, естественно, далеко не все виды возможного боевого применения ГЗЛА. Однако эта отрасль находится в начале пути, и возможные виды гиперзвуковых систем сейчас только прорабатываются, параллельно с оценками преимуществ, которые дает новая технология на поле боя. Эти два направления продвинулись дальше других, и, скорее всего, именно там мы увидим первые серийные образцы ГЗЛА, принятые на вооружение.

Лаборатории-носители

Интереснейшим видом ГЗЛА является платформа, запускаемая баллистической ракетой и способная к маневрированию в атмосфере на большой скорости. Объяснять преимущества этой схемы вряд ли требуется, это перспективный боевой блок межконтинентальных ракет, способный противостоять ПРО. Или, по мере развития технологии, управляемый носитель нескольких блоков — фактически суборбитальный ядерный бомбардировщик, следующее поколение ступеней разведения.

При этом управление подразумевает и повышение точности, что сразу переводит этот тип ГЗЛА из категории чисто ядерного средства поражения в высокоточный инструмент «мгновенного глобального удара» неядерными средствами. Возможности платформы очевидны, и странно было бы ее не отрабатывать.
В данный момент США разрабатывают два параллельных решения этого типа — одно по линии DARPA и ВВС (FALCON), другое финансируется армией (AHW).
Изображение аппарата HTV-2, создаваемого по программе FALCON Изображение: DARPA / Wikipedia
В проекте FALCON рассматривается целый комплекс решений, на выходе которых должны получится технологии создания маневрирующего суборбитального аппарата с полезной нагрузкой до полутонны. Прототип HTV-2 в рамках FALCON испытывался дважды — в апреле и в августе 2010 года — с космической ракеты-носителя Minotaur IV. Оба раза с успешно стартовавшим аппаратом терялась связь: в первом испытании на 9-й минуте полета (из 30 минут полетной программы), во втором — на 26-й.
Изображение блока AHW, распространяемое американскими военными Изображение: US Army
AHW — это более простой ГЗЛА, который в Пентагоне склонны квалифицировать как планирующую гиперзвуковую бомбу. AHW испытывался дважды: в 2011-м и 2014-м. В первый раз аппарат успешно прошел 3700 километров на скоростях до 8 Махов и на высоте до 100 километров. Во второй раз прототип развалился на четвертой секунде после отделения от ракеты-носителя.

Российские работы в этой области ведутся довольно давно. Известно, что в Реутовском НПО машиностроения в самом конце 1980-х годов разрабатывался ракетный комплекс «Альбатрос», частью которого должен был стать планирующий крылатый боевой блок, способный выполнять маневр уклонения при преодолении ПРО.

В данный момент то же самое НПО машиностроения работает по так называемой «теме 4202», которую можно осторожно (в силу скудости сведений, сопровождаемых обильным дезинформированием) охарактеризовать как разработку следующего поколения управляемых боевых блоков. Изделие планируют устанавливать на новые тяжелые ракеты «Сармат».

Разрабатываемый объект носит наименование «аэробаллистическое гиперзвуковое боевое оснащение» (АГБО), его испытания ведутся с 2011 года с использованием переоборудованных ракет УР-100Н УТТХ, запускаемых из позиционного района Домбаровский (Оренбургская область). Первые старты, возможно, проводились с Байконура. Точных данных о количестве испытаний нет, но как минимум в 2015-2016 годах их состоялось три.

Последним в эту гонку включился Китай. В течение 2014-2016 годов американская разведка зафиксировала семь испытательных пусков в рамках разработки управляемого боевого блока (сперва обозначался как WU-14, далее как DF-ZF).
Официальное китайское изображение блока WU-14 (DF-ZF). Фото: Wikipedia
AHW — это более простой ГЗЛА, который в Пентагоне склонны квалифицировать как планирующую гиперзвуковую бомбу. AHW испытывался дважды: в 2011-м и 2014-м. В первый раз аппарат успешно прошел 3700 километров на скоростях до 8 Махов и на высоте до 100 километров. Во второй раз прототип развалился на четвертой секунде после отделения от ракеты-носителя.

Российские работы в этой области ведутся довольно давно. Известно, что в Реутовском НПО машиностроения в самом конце 1980-х годов разрабатывался ракетный комплекс «Альбатрос», частью которого должен был стать планирующий крылатый боевой блок, способный выполнять маневр уклонения при преодолении ПРО.

В данный момент то же самое НПО машиностроения работает по так называемой «теме 4202», которую можно осторожно (в силу скудости сведений, сопровождаемых обильным дезинформированием) охарактеризовать как разработку следующего поколения управляемых боевых блоков. Изделие планируют устанавливать на новые тяжелые ракеты «Сармат».

Разрабатываемый объект носит наименование «аэробаллистическое гиперзвуковое боевое оснащение» (АГБО), его испытания ведутся с 2011 года с использованием переоборудованных ракет УР-100Н УТТХ, запускаемых из позиционного района Домбаровский (Оренбургская область). Первые старты, возможно, проводились с Байконура. Точных данных о количестве испытаний нет, но как минимум в 2015-2016 годах их состоялось три.

Последним в эту гонку включился Китай. В течение 2014-2016 годов американская разведка зафиксировала семь испытательных пусков в рамках разработки управляемого боевого блока (сперва обозначался как WU-14, далее как DF-ZF).

Особенность устройства в том, что, по предположению американских аналитиков, он может устанавливаться не только на межконтинентальные ракеты, но и на ракеты средней дальности. В сочетании с повышением точности за счет маневрирования это позволяет использовать их как боевую часть «национального китайского оружия» — противокорабельных баллистических ракет, предназначенных для атаки авианосных ударных соединений ВМС США.

Такие же, но быстрее

Идея увеличить маршевую скорость крылатых ракет — естественная линия развития этих систем оружия, подразумевающая, в том числе, и преодоление систем ПВО/ПРО. Как только гипотетическая скорость образцов шагнула за 5 Махов, сразу возникло новое боевое средство, также вписанное в концепцию «мгновенного глобального удара» (в том числе и неядерными средствами).

В США ведется разработка прототипа X-51 Waverider. Это крылатая ракета воздушного базирования длиной 7,6 метра со скоростью «более 5 Махов» (по оценкам до 6-7) и дальностью до 740 километров. В 2010-2013 годах были проведены четыре испытания X-51, из которых только последнее оказалось полностью успешным (первое считается частично успешным, второе и третье провалились).

Сейчас в проекте наметилась пауза, научно-технический задел по X-51 планируется использовать в разработке HSSW (High Speed Strike Weapon — «высокоскоростного ударного оружия»). Это следующий проект гиперзвуковой крылатой ракеты со скоростью до 6 Махов и дальностью 900-1100 километров, умещающейся во внутреннем отсеке бомбардировщика B-2 или на подвеске истребителя F-35. Ориентировочный выход на готовый образец — начало 2020-х годов.
X-51 Waverider на подвеске под крылом B-52 Фото: U.S. Air Force / Chad Bellay / Wikipedia
Российская разработка гиперзвуковой крылатой ракеты находится в не до конца ясном состоянии. С одной стороны, утверждения о создании такого оружия продолжаются, правда сроки ввода отнесены на середину 2020-х. В частности, в открытых источниках появляются патенты, непосредственно связанные с этой темой (соотношение содержания этих патентов с задачами по защите гостайны мы оценивать не беремся).

С другой стороны, проект ракеты «Циркон-С», первые сообщения о котором появились около 2011 года (сама разработка явно начата раньше), по ряду сведений столкнулся с трудностями технического характера, хотя и продолжается. По действующим планам эти ракеты должны быть переданы на вооружение флота уже к концу 2010-х годов, в рамках модернизации тяжелых атомных ракетных крейсеров проекта 1144. Ракетный комплекс заявляется как межвидовой, что, вероятно, подразумевает морское и воздушное базирование. Испытания прототипов ведутся как минимум с 2012 года.

Есть отдельные сообщения о разработке гиперзвуковой крылатой ракеты и в КНР, однако подробности на этот счет крайне скудны.

Основные проблемы создания ГЗЛА

Разработка ГЗЛА в военных целях ведется уже давно. Первые космопланы (которые мы договорились не рассматривать, но упомянуть можем) начали проектировать еще в конце 1950-х — скажем, американский X-20 Dyna Soar. Их наследники работают и сейчас — тот же американский X-37, уже неоднократно летавший на орбиту (по оценкам генконструктора концерна «Алмаз-Антей» Павла Созинова, аппарат может нести до трех ядерных боевых блоков).

Второй подход к снаряду состоялся уже в 1980-е, здесь определенный задел создал Советский Союз. В первую очередь надо упомянуть НИР «Холод» и «Холод-2», а также аппарат «Игла». По этим направлениям создавались летающие лаборатории для отработки гиперзвуковой тематики. Параллельно разрабатывалась стратегическая гиперзвуковая ракета «Метеорит» и ракета Х-90, известная как ГЭЛА.
Летающая лаборатория «Холод» Фото: testpilot.ru
Тем не менее практические результаты были сравнительно невелики (в отличие от «научно-технического задела»), и уже при третьей итерации гиперзвуковой гонки (в 2000-е) участники столкнулись все с теми же проблемами, которые придется решать на серийной технике.

Основной проблемой гиперзвуковых скоростей является нагрузка на конструкционные материалы. Создание ГЗЛА требует разработки целого комплекса решений, включающих применение жаропрочных материалов (сплавов и керамик). Важная часть этой задачи — поиск новых материалов для прямоточных двигателей.

ГЗЛА движется в плазменном облаке, что, помимо агрессивной среды для конструкционных материалов, создает сложности с аппаратурой управления и, в частности, с реализацией самонаведения (если это потребуется).

Помимо этих есть и второстепенные трудности, связанные, например, с тем, что прямоточные маршевые двигатели гиперзвуковых крылатых ракет плохо подходят для работы на меньших скоростях и высотах.

Отмеченные в начале 2010-х годов заминки в проектировании и испытаниях гиперзвуковых крылатых ракет как в США, так и в России показывают, что эти проблемы пока далеки от преодоления. При этом темпы разработки гиперзвукового боевого оснащения ракет оцениваются как более высокие, из чего можно сделать аккуратный вывод о том, что первым серийным гиперзвуковым оружием станут все-таки маневрирующие боевые блоки.