Planificación de ojivas hipersónicas: proyectos y perspectivas

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Planificación de ojivas hipersónicas: proyectos y perspectivas
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Anonim

La creación de aviones hipersónicos (GZLA, con una velocidad de más de 5 M) es una de las áreas más prometedoras para el desarrollo de armas. Inicialmente, las tecnologías hipersónicas se asociaron con la aparición de aviones tripulados reutilizables: aviones civiles y militares de gran altitud y alta velocidad, aviones capaces de volar tanto en la atmósfera como en el espacio.

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En la práctica, los proyectos para la creación de HZLA reutilizables enfrentaron enormes dificultades tanto en el desarrollo de motores multimodo que permiten el despegue, aceleración y vuelo estable a velocidad hipersónica, como en el desarrollo de elementos estructurales capaces de soportar enormes cargas de temperatura.

A pesar de las dificultades con la creación de vehículos aéreos reutilizables tripulados y no tripulados, el interés por las tecnologías hipersónicas no disminuyó, ya que su uso prometía enormes ventajas en el ámbito militar. Con esto en mente, el énfasis en el desarrollo se ha desplazado a la creación de sistemas de armas hipersónicas, en las que el avión (misil / ojiva) supera la mayor parte de la trayectoria a velocidad hipersónica.

Algunos podrían decir que las ojivas de misiles balísticos también pueden clasificarse como armas hipersónicas. Sin embargo, una característica clave de las armas hipersónicas es la capacidad de realizar un vuelo controlado, durante el cual el HZVA puede maniobrar en altura y a lo largo del curso del movimiento, lo cual es inaccesible (o limitado disponible) para ojivas que vuelan a lo largo de una trayectoria balística. La presencia de un estatorreactor hipersónico (motor scramjet) en él a menudo se llama otro criterio para un GZVA "real", sin embargo, este punto puede cuestionarse, al menos en relación con el GZVA "desechable".

GZLA con scramjet

Por el momento, se están desarrollando activamente dos tipos de sistemas de armas hipersónicas. Se trata del proyecto ruso de un misil de crucero con motor scramjet 3M22 "Zircon" y el proyecto estadounidense Boeing X-51 Waverider. Para armas hipersónicas de este tipo, las características de velocidad se asumen en el rango de 5-8 M y un rango de vuelo de 1000-1500 km. Sus ventajas incluyen la posibilidad de colocarlos en portaaviones convencionales como los bombarderos portadores de misiles rusos Tu-160M / M2, Tu-22M3M, Tu-95 o American B-1B, B-52.

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En general, los proyectos de este tipo de armas hipersónicas se están desarrollando en Rusia y en Estados Unidos aproximadamente al mismo ritmo. La exageración activa del tema de las armas hipersónicas en la Federación de Rusia llevó al hecho de que parecía que el suministro de "Zircons" a las tropas estaba a punto de comenzar. Sin embargo, la adopción de este misil en servicio está programada solo para 2023. Por otro lado, todo el mundo conoce los contratiempos que persigue un programa estadounidense similar X-51 Waverider de Boeing, en relación con el cual existe la sensación de que Estados Unidos se está rezagando significativamente en este tipo de armas. ¿Cuál de los dos poderes será el primero en recibir este tipo de arma hipersónica? El futuro cercano lo demostrará. También mostrará a qué distancia se encuentra el segundo participante en la carrera armamentista.

Otro tipo de arma hipersónica desarrollado activamente es la creación de ojivas deslizantes hipersónicas: planeadores.

Avión deslizante hipersónico

La creación de una GZLA de tipo planificación se planteó a mediados del siglo XX. En 1957, el Tupolev Design Bureau comenzó a trabajar en el diseño del vehículo aéreo no tripulado Tu-130DP (planeador de largo alcance).

Planificación de ojivas hipersónicas: proyectos y perspectivas
Planificación de ojivas hipersónicas: proyectos y perspectivas

Según el proyecto, se suponía que el Tu-130DP representaría la última etapa de un misil balístico de mediano alcance. Se suponía que el cohete llevaría al Tu-130DP a una altitud de 80-100 km, después de lo cual se separó del portaaviones y se puso en vuelo planeador. Durante el vuelo, se podrían realizar maniobras activas utilizando superficies de control aerodinámico. Se suponía que el rango de alcance del objetivo era de 4000 km a una velocidad de 10 M.

En los años 90 del siglo XX, NPO Mashinostroyenia presentó una propuesta de iniciativa para desarrollar un proyecto para el cohete Prizyv y el sistema de rescate espacial. Se propuso a principios de 2000, sobre la base del misil balístico intercontinental (ICBM) UR-100NUTTH (ICBM), crear un complejo para brindar asistencia operativa a buques en peligro. La carga útil estimada del misil balístico intercontinental UR-100NUTTH era un avión de rescate aeroespacial especial SLA-1 y SLA-2, que debían llevar varios equipos de salvamento. El tiempo estimado de entrega del kit de emergencia era de 15 minutos a 1,5 horas, dependiendo de la distancia a las personas en peligro. La precisión de aterrizaje prevista de la aeronave planeadora era de unos 20-30 m (), la masa de carga útil era de 420 kg para el SLA-1 y 2500 kg para el SLA-2 (). El trabajo del proyecto "Call" no salió de la etapa de estudio preliminar, lo cual es previsible, dado el momento de su aparición.

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Ojivas deslizantes hipersónicas

Otro proyecto que se ajusta a la definición de "ojiva de planificación hipersónica" puede considerarse el concepto de ojiva controlada (UBB), propuesto por el SRC im. Makeeva. La ojiva guiada estaba destinada a equipar misiles balísticos intercontinentales y misiles balísticos submarinos (SLBM). Se suponía que el diseño asimétrico del UBB con control proporcionado por flaps aerodinámicos permitiría una amplia gama de cambios en la trayectoria de vuelo, lo que a su vez aseguraba la posibilidad de golpear objetivos enemigos estratégicos frente a la contraataque de un sistema de defensa de misiles en capas desarrollado. El diseño propuesto de la UBB incluía compartimentos de instrumentación, agregados y de combate. El sistema de control es presumiblemente inercial, con la capacidad de recibir datos de corrección. El proyecto se mostró al público en 2014, de momento se desconoce su estado.

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El complejo Avangard anunciado en 2018, que incluye el misil UR-100N UTTH y una ojiva guiada de deslizamiento hipersónico, que se designa como Equipo de combate hipersónico aerobalístico (AGBO), puede considerarse el más cercano a ser puesto en servicio. La velocidad de vuelo del complejo AGBO "Avangard" según algunas fuentes es de 27 M (9 km / s), el rango de vuelo es intercontinental. El peso aproximado de AGBO es de aproximadamente 3,5 a 4,5 toneladas, longitud de 5,4 metros, ancho de 2,4 metros.

El complejo Avangard debería entrar en servicio en 2019. En el futuro, un misil balístico intercontinental Sarmat prometedor puede considerarse como el portador del AGBO, que presumiblemente podrá transportar hasta tres AGBO del complejo Avangard.

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Estados Unidos reaccionó a los informes sobre el inminente despliegue de armas hipersónicas intensificando sus propios avances en esta dirección. Por el momento, además del proyecto mencionado anteriormente del misil de crucero hipersónico X-51 Waverider, Estados Unidos planea adoptar rápidamente un prometedor sistema de armas de misiles hipersónicos basado en tierra: el Sistema de Armas Hipersónicas (HWS).

El HWS se basará en el Common Hypersonic Glide Body (C-HGB), una ojiva hipersónica deslizante maniobrable guiada universal, creada por los Laboratorios Nacionales Sandia del Departamento de Energía de EE. UU. Para el Ejército, la Fuerza Aérea y la Marina de EE. UU., Con la participación de la Agencia de Defensa de Misiles. En el complejo HWS, la ojiva hipersónica Block 1 C-HGB será lanzada a la altura requerida por un misil terrestre universal de propulsor sólido AUR (All-Up-Round), colocado en un contenedor de lanzamiento de transporte de unos 10 m de largo. en un lanzador móvil remolcado de dos contenedores. El alcance del HWS debe ser de aproximadamente 3.700 millas náuticas (6.800 km), la velocidad es de al menos 8 M, probablemente más alta, ya que para la planificación de ojivas hipersónicas, velocidades del orden de 15-25 M.

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Se cree que la ojiva C-HGB se basa en la ojiva hipersónica experimental Advanced Hypersonic Weapon (AHW), que se probó en vuelo en 2011 y 2012. El cohete AUR también se basa posiblemente en el cohete propulsor utilizado para los lanzamientos de AHW. Está previsto que el despliegue de los complejos HWS comience en 2023.

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La República Popular China también está desarrollando la planificación de ojivas hipersónicas. Hay información sobre varios proyectos, DF-ZF o DF-17, diseñados tanto para ataques nucleares como para la destrucción de grandes objetivos terrestres y de superficie bien protegidos. No hay información confiable sobre las características técnicas de la planificación china GZVA. Se anuncia la adopción del primer GZLA chino para 2020.

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La planificación de GZLA y GZLA con motores scramjet no compiten, sino sistemas de armas complementarios, y uno no puede reemplazar al otro. Contrariamente a la opinión de los escépticos de que las armas convencionales estratégicas no tienen sentido, Estados Unidos está considerando GZLA principalmente en equipos no nucleares para su uso dentro del marco del programa Rapid Global Strike (BSU). En julio de 2018, el subsecretario de Defensa de EE. UU., Michael Griffin, dijo que en una configuración no nuclear, GZLA podría proporcionar al ejército de EE. UU. Capacidades tácticas significativas. El uso de GZLA permitirá atacar en caso de que un enemigo potencial tenga sistemas modernos de defensa aérea y de defensa antimisiles que puedan repeler ataques de misiles de crucero, aviones de combate y misiles balísticos clásicos de corto y medio alcance.

Orientación del HZLA en un "capullo" de plasma

Uno de los argumentos favoritos de los críticos de las armas hipersónicas es su supuesta incapacidad para realizar el guiado debido al "capullo" de plasma que se forma al moverse a altas velocidades, que no transmite ondas de radio e impide la adquisición de una imagen óptica del objetivo. El mantra sobre la "barrera de plasma impenetrable" se ha vuelto tan popular como el mito sobre la dispersión de la radiación láser en la atmósfera, a casi 100 metros de distancia, u otros estereotipos estables.

Sin lugar a dudas, existe el problema de apuntar a una GZLA, pero ya es una pregunta cuán insoluble es. Especialmente en comparación con problemas como la creación de un motor scramjet o materiales estructurales resistentes a cargas de alta temperatura.

La tarea de apuntar al HZLA se puede dividir en tres etapas:

1. Guía inercial.

2. Corrección basada en datos de sistemas globales de posicionamiento por satélite, es posible utilizar la astrocorrección.

3. Orientación en el área final en el objetivo, si este objetivo es móvil (móvil limitado), por ejemplo, en un barco grande.

Evidentemente, la barrera de plasma no es un obstáculo para el guiado inercial, y debe tenerse en cuenta que la precisión de los sistemas de guiado inercial está en constante crecimiento. El sistema de guía inercial se puede complementar con un gravímetro, que aumenta sus características de precisión, u otros sistemas, cuyo funcionamiento no depende de la presencia o ausencia de una barrera de plasma.

Para recibir señales de los sistemas de navegación por satélite, son suficientes antenas relativamente compactas, para las que se pueden utilizar determinadas soluciones de ingeniería. Por ejemplo, la colocación de tales antenas en las zonas "sombreadas" formadas por una determinada configuración de la carcasa, el uso de antenas remotas resistentes al calor o antenas remolcadas extendidas flexibles hechas de materiales de alta resistencia, la inyección de refrigerante en ciertos puntos de la estructura, u otras soluciones, así como sus combinaciones.

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Es posible que se puedan crear ventanas de transparencia para ayudas de guía ópticas y de radar de la misma manera. No olvide que sin acceso a información clasificada, solo se pueden discutir las soluciones técnicas publicadas y ya desclasificadas.

Sin embargo, si es imposible "abrir" la vista para una estación de radar (radar) o una estación de localización óptica (OLS) en una portadora hipersónica, entonces, por ejemplo, la separación del HZVA en el segmento de vuelo final puede ser aplicado. En este caso, para 90-100 km del objetivo, el HZVA deja caer la unidad de guía, que es desacelerada por un paracaídas o de otra manera, escanea el radar y OLS, y transmite las coordenadas especificadas del objetivo, el rumbo y la velocidad. de su movimiento a la parte principal del HZVA. Pasarán unos 10 segundos entre la separación del bloque de guía y el impacto de la ojiva en el objetivo, lo que no es suficiente para golpear el bloque de guía o cambiar significativamente la posición del objetivo (el barco no viajará más de 200 metros a máxima velocidad). Sin embargo, es posible que la unidad de guía tenga que separarse aún más, con el fin de aumentar el tiempo para corregir la trayectoria de vuelo del HZVA. Es posible que con un lanzamiento grupal del HZLA, se aplique un esquema de reinicio secuencial de bloques de guía en diferentes rangos para corregir secuencialmente las coordenadas del objetivo.

Así, incluso sin tener acceso a desarrollos clasificados, se puede ver que el problema del "capullo" de plasma es solucionable, y teniendo en cuenta las fechas anunciadas para la adopción del GZVA en servicio en 2019-2013, se puede suponer que, lo más probable es que ya se haya resuelto.

Portadores de GZVA, GZVA de planificación convencional y fuerzas nucleares estratégicas

Como se mencionó anteriormente, los bombarderos de misiles convencionales con todas las ventajas y desventajas de este tipo de armas pueden ser portadores de un GZLA con un scramjet.

Como portadores de ojivas deslizantes hipersónicas, se consideran misiles intercontinentales y de medio alcance de estado sólido (principalmente en los Estados Unidos) y de propulsor líquido (principalmente en la Federación de Rusia), capaces de proporcionar al planeador la altitud de lanzamiento necesaria para la aceleración.

Existe la opinión de que el despliegue de GZLA en misiles balísticos intercontinentales y misiles de mediano alcance (IRM) supondrá una reducción proporcional del arsenal nuclear. Si partimos del tratado START-3 existente, entonces sí, pero la reducción en el número de cargas nucleares y sus portadores es tan insignificante que no tendrá ningún efecto en el nivel general de disuasión. Y dada la rapidez con que los tratados internacionales se están desmoronando, no hay garantía de que el START-3 continúe, o el número permitido de cargas nucleares y vehículos de lanzamiento en el tratado condicional START-4 no aumentará, y las armas convencionales estratégicas no se incrementarán. incluido en una cláusula separada., especialmente si tanto Rusia como los Estados Unidos están interesados en él.

Al mismo tiempo, a diferencia de las armas nucleares, la planificación de GZLA convencional como parte de las Fuerzas Convencionales Estratégicas puede y debe usarse en conflictos locales, para derrotar objetivos de alta prioridad y para llevar a cabo acciones de terror VIP (destrucción del liderazgo del enemigo) sin el más mínimo riesgo de pérdidas de sus propias fuerzas armadas.

Otra objeción es el riesgo de una guerra nuclear en cualquier lanzamiento de un misil balístico intercontinental. Pero este problema también se está resolviendo. Por ejemplo, en el marco del START-4 condicional, los portaaviones con ojivas convencionales deberán basarse en ciertos sitios controlados mutuamente, donde no se desplegarán armas nucleares.

La mejor opción sería abandonar por completo el despliegue de la GZVA de planificación con armas nucleares. En el caso de un conflicto a gran escala, es mucho más efectivo bombardear al enemigo con una gran cantidad de ojivas convencionales, incluidas aquellas con una trayectoria parcialmente orbital, ya que será posible implementar en el misil balístico intercontinental Sarmat. En el START-4 condicional es muy posible aumentar el número permisible de ojivas nucleares a 2000-3000 unidades y, en caso de un fuerte aumento en la efectividad del sistema de defensa antimisiles de EE. UU., Retirarse de este tratado y aumentar aún más el arsenal de armas nucleares. En este caso, las armas estratégicas convencionales se pueden dejar fuera de los paréntesis.

Con tal cantidad de ojivas nucleares, 15-30 Avangards no resolverán nada. Al mismo tiempo, si no hay planeadores con ojivas nucleares, entonces, teniendo en cuenta la trayectoria de su vuelo, nadie confundirá el lanzamiento de la planificación GZVA convencional con un ataque nuclear y, en consecuencia, no hay necesidad de advertir sobre su uso.

Portadores reutilizables GZLA

Cuando Igor Radugin, el diseñador en jefe del cohete Soyuz-5, se unió a S7 Space, se le preguntó si el vehículo de lanzamiento Soyuz-5 proyectado (LV) sería desechable, a lo que respondió: “Un cohete desechable es igual eficaz como un avión desechable. Crear un medio desechable ni siquiera es marcar el tiempo, sino un camino hacia atrás.

El artículo "Misiles reutilizables: una solución económica para un Rapid Global Strike" consideró la posibilidad de utilizar vehículos de lanzamiento reutilizables como medio para lanzar planeadores convencionales. Me gustaría agregar algunos argumentos más a favor de tal decisión.

Sobre la base de esto, es fácil comprender que los aviones de largo alcance realizaban dos salidas al día. Para los bombarderos estratégicos portadores de misiles, con un alcance de 5000 km (que, en combinación con el alcance de un GZLA con un motor scramjet, dará un radio de destrucción de aproximadamente 7000 km), se reducirá el número de salidas por día. a uno.

Las empresas aeroespaciales privadas se esfuerzan ahora por alcanzar esta cifra, para garantizar la salida de un vehículo de lanzamiento reutilizable una vez al día. Un aumento en el número de salidas conducirá a una simplificación y automatización de los procedimientos de preparación y repostaje, en principio, todas las tecnologías para esto ya están implementadas, pero hasta ahora no hay tareas en el espacio que requieran tal intensidad de vuelos.

Con base en lo anterior, el vehículo de lanzamiento reutilizable debe ser considerado no como un "misil balístico intercontinental de retorno", sino como una especie de "bombardero vertical", que, debido al ascenso, permite que los medios de destrucción (planificación de ojivas hipersónicas) obtengan un rango de vuelo, proporcionado de otro modo por el radio de la aeronave: bombardero de misiles y medios de lanzamiento de destrucción (misiles de crucero hipersónicos).

No hubo un solo invento serio que una persona de alguna manera no usaría con fines militares, y los vehículos de lanzamiento reutilizables enfrentarán la misma suerte, especialmente porque, teniendo en cuenta la altitud a la que es necesario llevar la GZVA de planificación (presumiblemente alrededor de 100 km), el diseño El vehículo de lanzamiento se puede simplificar hasta el uso de solo la primera etapa reversible, el cohete propulsor reutilizable de Baikal (MRU), o la creación de un proyecto de "bombardero vertical" basado en el proyecto de vehículo de lanzamiento Korona del S. Makeeva.

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Otra ventaja de los transportadores reutilizables puede ser que su equipo solo significará ojivas no nucleares. El análisis espectral de la antorcha del vehículo de lanzamiento en el momento del lanzamiento y las características de la trayectoria de vuelo permitirán a un país que tiene un elemento espacial del sistema de alerta de ataque con misiles (EWS) determinar que un ataque no se está realizando con armas nucleares, sino con armas convencionales..

Los portaaviones reutilizables del GZLA no deberían competir con los bombarderos de misiles convencionales ni en términos de tareas ni en términos del costo de alcanzar objetivos, ya que son fundamentalmente diferentes. Los bombarderos no pueden proporcionar tal rapidez e inevitabilidad de un ataque, la invulnerabilidad del portaaviones como HZVA deslizante, y el mayor costo de deslizar el HZVA y sus portaaviones (incluso en una versión reutilizable), no permitirán proporcionar un ataque tan masivo que el misil los bombarderos de portaaviones proporcionarán

Aplicación de planificación convencional GPLA

El uso de GLA de planificación convencional se analiza en el artículo "Fuerzas estratégicas convencionales".

Solo quiero agregar un escenario de aplicación más. Si las ojivas deslizantes hipersónicas son tan invulnerables a las fuerzas de defensa aérea / antimisiles enemigas como se cree, entonces las ojivas deslizantes convencionales pueden utilizarse como un medio eficaz de presión política sobre los estados hostiles. Por ejemplo, en caso de otra provocación de los Estados Unidos o la OTAN, es posible lanzar una GZVA de planificación convencional desde el cosmódromo de Plesetsk a un objetivo en Siria a través del territorio de nuestros buenos amigos: los países bálticos, Polonia, Rumanía, y Turquía también. La huida de la GZLA a través del territorio de los aliados de un enemigo potencial, que no pueden evitar, será como una bofetada con un tirón y les dará una pista completamente comprensible sobre la interferencia en los asuntos de las grandes potencias.

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