Rusia ha desarrollado fuerzas nucleares estratégicas, cuyo componente principal son misiles balísticos intercontinentales de varios tipos utilizados en complejos terrestres estacionarios o móviles, así como en submarinos. Con cierta similitud a nivel de ideas y soluciones básicas, los productos de esta clase tienen diferencias notables. En particular, se utilizan motores de cohetes de varios tipos y clases, que corresponden a los requisitos de uno u otro cliente.
Desde el punto de vista de las características de las centrales eléctricas, todos los misiles balísticos intercontinentales obsoletos, relevantes y prometedores se pueden dividir en dos clases principales. Tales armas pueden estar equipadas con motores de cohetes de propulsante líquido (LPRE) o motores de combustible sólido (motores de cohetes de propulsante sólido). Ambas clases tienen sus propias ventajas, gracias a las cuales encuentran aplicación en varios proyectos, y hasta ahora ninguna de ellas ha podido sacar a un "competidor" de su campo. La cuestión de las centrales eléctricas es de gran interés y merece una consideración aparte.
Historia y teoria
Se sabe que los primeros cohetes, que aparecieron hace muchos siglos, estaban equipados con motores de propulsante sólido utilizando el combustible más simple. Tal central eléctrica mantuvo su posición hasta el siglo pasado, cuando se crearon los primeros sistemas de combustible líquido. En el futuro, el desarrollo de las dos clases de motores se llevó a cabo en paralelo, aunque los motores de cohetes de propulsante líquido o los propulsores sólidos de vez en cuando se reemplazaban entre sí como líderes de la industria.
Lanzamiento del cohete UR-100N UTTH con motor líquido. Foto Rbase.new-factoria.ru
Los primeros misiles de largo alcance, cuyo desarrollo condujo a la aparición de complejos intercontinentales, estaban equipados con motores líquidos. A mediados del siglo pasado, fueron los motores de cohetes líquidos los que permitieron obtener las características deseadas utilizando los materiales y tecnologías disponibles. Más tarde, expertos de países líderes comenzaron a desarrollar nuevos grados de propulsores balísticos y propulsores mixtos, lo que resultó en la aparición de propulsores sólidos adecuados para su uso en misiles balísticos intercontinentales.
Hasta la fecha, los misiles de propulsante líquido y de propulsor sólido se han generalizado en las fuerzas nucleares estratégicas de diferentes países. Es curioso que los misiles balísticos intercontinentales rusos estén equipados con centrales eléctricas de ambas clases, mientras que Estados Unidos abandonó los motores de propulsión líquida en favor de los de combustible sólido hace varias décadas. A pesar de esta diferencia en los enfoques, ambos países lograron construir grupos de misiles de la apariencia deseada con las capacidades requeridas.
En el campo de los misiles intercontinentales, los motores de propulsión líquida fueron los primeros. Estos productos tienen una serie de ventajas. El combustible líquido permite obtener un impulso específico más alto, y el diseño del motor permite cambiar el empuje de formas relativamente simples. La mayor parte del volumen de un cohete con motor de cohete está ocupado por tanques de combustible y oxidante, lo que de cierta manera reduce los requisitos de resistencia del casco y simplifica su producción.
Al mismo tiempo, los motores de cohetes de propulsión líquida y los misiles equipados con ellos no están exentos de inconvenientes. En primer lugar, dicho motor se distingue por la mayor complejidad de producción y operación, lo que afecta negativamente el costo del producto. Los misiles balísticos intercontinentales de los primeros modelos tenían un inconveniente en la complejidad de la preparación para el lanzamiento. El repostaje de combustible y oxidante se realizó inmediatamente antes de la salida y, además, en algunos casos, se asoció con algunos riesgos. Todo esto afectó negativamente las cualidades de combate del sistema de misiles.
Misiles propulsores líquidos R-36M en contenedores de transporte y lanzamiento. Foto Rbase.new-factoria.ru
El motor de cohete de combustible sólido y el cohete construido sobre su base tienen aspectos positivos y ventajas sobre el sistema líquido. La principal ventaja es el menor costo de producción y el diseño simplificado. Además, los propulsores sólidos no tienen riesgos de fugas agresivas de combustible y, además, se distinguen por la posibilidad de un almacenamiento más prolongado. Durante la fase activa de un vuelo de misiles balísticos intercontinentales, un motor de propulsor sólido proporciona una mejor dinámica de aceleración, lo que reduce la probabilidad de una interceptación exitosa.
Un motor de propulsante sólido pierde frente a uno líquido en su impulso específico. Dado que la combustión de una carga de combustible sólido es casi incontrolable, el control del empuje del motor, la parada o el reinicio requieren medios técnicos especiales que son complejos. El cuerpo del cohete de propulsante sólido realiza las funciones de una cámara de combustión y, por lo tanto, debe tener la resistencia adecuada, lo que hace requisitos especiales para las unidades utilizadas y también afecta negativamente la complejidad y el costo de producción.
Motor de cohete, motor de cohete de propulsante sólido y fuerzas nucleares estratégicas
Actualmente, las fuerzas nucleares estratégicas de Rusia están armadas con alrededor de una docena de misiles balísticos intercontinentales de diferentes clases, diseñados para resolver misiones de combate urgentes. Las Fuerzas de Misiles Estratégicos (Fuerzas de Misiles Estratégicos) operan cinco tipos de misiles y están esperando la aparición de dos nuevos complejos más. Se utiliza el mismo número de sistemas de misiles en submarinos navales, pero aún no se han desarrollado misiles fundamentalmente nuevos en interés del componente naval de la "tríada nuclear".
A pesar de su considerable edad, los misiles UR-100N UTTH y R-36M / M2 aún permanecen en las tropas. Estos misiles balísticos intercontinentales de la clase pesada incluyen varias etapas con sus propios motores de propulsión líquida. Con una gran masa (más de 100 toneladas para el UR-100N UTTKh y alrededor de 200 toneladas para el R-36M / M2), dos tipos de misiles transportan un importante suministro de combustible, lo que asegura el envío de una ojiva pesada a un rango de al menos 10 mil km.
Vista general del cohete RS-28 "Sarmat". Dibujo "Centro estatal de misiles" / makeyev.ru
Desde finales de los años cincuenta se estudia en nuestro país el problema del uso de propulsores sólidos en misiles balísticos intercontinentales prometedores. Los primeros resultados reales en esta área se obtuvieron a principios de los años setenta. En las últimas décadas, esta dirección ha recibido un nuevo impulso, gracias al cual ha aparecido toda una familia de misiles de propulsor sólido, que representan el desarrollo constante de ideas y soluciones generales basadas en tecnologías modernas.
En la actualidad, las Fuerzas de Misiles Estratégicos cuentan con los misiles RT-2PM Topol, RT-2PM2 Topol-M y RS-24 Yars. Al mismo tiempo, todos estos misiles funcionan con lanzadores terrestres móviles y de minas. Los cohetes de tres tipos, creados sobre la base de ideas generales, se construyen de acuerdo con un esquema de tres etapas y están equipados con motores de propulsión sólida. Habiendo cumplido con los requisitos del cliente, los autores de los proyectos lograron minimizar las dimensiones y el peso de los misiles terminados.
Los misiles de los complejos RT-2PM, RT-2PM2 y RS-24 tienen una longitud de no más de 22,5-23 m con un diámetro máximo de menos de 2 m. 1-1,5 toneladas. Los misiles Topol están equipados con una ojiva monobloque, mientras que Yars, según datos conocidos, lleva varias ojivas separadas. El rango de vuelo es de al menos 12 mil km.
Es fácil ver que con las características básicas de vuelo al nivel de los misiles de propulsante líquido más antiguos, los Topoli y Yars de propulsante sólido se distinguen por sus dimensiones más pequeñas y su peso de lanzamiento. Sin embargo, con todo esto, llevan menos carga útil.
Complejo de suelo móvil Topol. Foto del Ministerio de Defensa de la Federación de Rusia.
En el futuro, las Fuerzas de Misiles Estratégicos deberían recibir varios sistemas de misiles nuevos. Por lo tanto, el proyecto RS-26 Rubezh, que se creó como una opción para el desarrollo posterior del sistema Yars, nuevamente prevé el uso de un esquema de múltiples etapas con propulsores sólidos en todas las etapas. Anteriormente, había información según la cual el sistema "Rubezh" está destinado a reemplazar los complejos RT-2PM "Topol" envejecidos, que afectaron las características principales de su arquitectura. En cuanto a sus principales características técnicas, el "Rubezh" no debería diferir significativamente del "Topol", aunque es posible utilizar una carga útil diferente.
Otro desarrollo prometedor es el misil balístico intercontinental pesado RS-28 Sarmat. Según datos oficiales, este proyecto prevé la creación de un cohete de tres etapas con propulsores líquidos. Se informó que el misil Sarmat tendrá una longitud de unos 30 metros con un peso de lanzamiento de más de 100 toneladas y podrá llevar ojivas especiales “tradicionales” o un nuevo tipo de sistema de ataque hipersónico. Debido al uso de motores de cohetes de propulsión líquida con características suficientes, se espera obtener el rango máximo de vuelo al nivel de 15-16 mil km.
La Armada tiene a su disposición varios tipos de misiles balísticos intercontinentales con diferentes características y capacidades. El núcleo del componente naval de las fuerzas nucleares estratégicas son actualmente los misiles balísticos de los submarinos de la familia R-29RM: el propio R-29RM, el R-29RMU1, el R-29RMU2 "Sineva" y el R-29RMU2.1 "Transatlántico". Además, el misil R-30 Bulava más nuevo golpeó los arsenales hace unos años. Hasta donde se sabe, ahora la industria rusa está desarrollando varios proyectos para la modernización de misiles para submarinos, pero no se habla de la creación de complejos fundamentalmente nuevos.
En el campo de los misiles balísticos intercontinentales para submarinos, existen tendencias que recuerdan el desarrollo de complejos "terrestres". Los productos R-29RM más antiguos y todas las opciones para su modernización tienen tres etapas y están equipados con varios motores líquidos. Con la ayuda de una planta de energía de este tipo, el misil R-29RM es capaz de lanzar cuatro o diez ojivas de diferente potencia con un peso total de 2,8 toneladas en un alcance de al menos 8.300 km. El proyecto de modernización del R-29MR2 Sineva previsto para el uso de nuevos sistemas de navegación y control. Dependiendo de la carga de combate disponible, un cohete con una longitud de 14,8 my una masa de 40,3 toneladas es capaz de volar a un alcance de hasta 11,5 mil km.
Carga de un misil Topol-M en un lanzador de silos. Foto del Ministerio de Defensa de la Federación de Rusia.
El proyecto más nuevo del misil para los submarinos R-30 Bulava, por el contrario, preveía el uso de motores de propulsor sólido en las tres etapas. Entre otras cosas, esto permitió reducir la longitud del cohete a 12,1 my reducir el peso de lanzamiento a 36,8 toneladas. Al mismo tiempo, el producto lleva una carga de combate de 1, 15 toneladas y la entrega a un rango de 8-9 mil km. No hace mucho tiempo, se anunció el desarrollo de una nueva modificación del "Bulava", que se diferencia en diferentes dimensiones y mayor peso, por lo que será posible aumentar la carga de combate.
Tendencias de desarrollo
Es bien sabido que en las últimas décadas el mando ruso se ha basado en el desarrollo de prometedores misiles de propulsor sólido. El resultado de esto fue la aparición sucesiva de los complejos Topol y Topol-M, y luego Yars y Rubezh, cuyos misiles están equipados con propulsores sólidos. Los LRE, a su vez, permanecen solo en misiles "terrestres" relativamente antiguos, cuya operación ya está llegando a su fin.
Sin embargo, todavía no está previsto un abandono completo de los misiles balísticos intercontinentales de propulsante líquido. Como reemplazo de los UR-100N UTTKh y R-36M / M2 existentes, se está creando un nuevo producto RS-28 "Sarmat" con una planta de energía similar. Por lo tanto, los motores de propulsante líquido en el futuro previsible se utilizarán solo en misiles de clase pesada, mientras que otros complejos estarán equipados con sistemas de propulsor sólido.
La situación con los misiles balísticos submarinos parece similar, pero tiene algunas diferencias. También queda en esta área un número significativo de misiles de propulsante líquido, pero el único proyecto nuevo implica el uso de propulsores sólidos. El desarrollo posterior del evento se puede predecir examinando los planes existentes del departamento militar: el programa para el desarrollo de la flota de submarinos indica claramente qué misiles tienen un gran futuro y cuáles eventualmente serán dados de baja.
Lanzador autopropulsado RS-24 "Yars". Foto Vitalykuzmin.net
Los misiles R-29RM más antiguos y sus últimas modificaciones están destinados a los submarinos nucleares de los proyectos 667BDR y 667BDRM, mientras que el R-30 se desarrolló para su uso en los últimos porta misiles del Proyecto 955. Los barcos de la familia 667 están agotando gradualmente sus recursos y eventualmente Ser dado de baja debido a la completa obsolescencia moral y física. Junto con ellos, en consecuencia, la flota tendrá que abandonar los misiles de la familia R-29RM, que simplemente permanecerán sin portaaviones.
Los primeros cruceros submarinos de misiles del Proyecto 955 "Borey" ya han sido aceptados en la fuerza de combate de la Armada y, además, continúa la construcción de nuevos submarinos. Esto significa que en un futuro previsible la flota recibirá una agrupación significativa de porta misiles Bulava. El servicio "Boreyev" continuará durante varias décadas y, por lo tanto, los misiles R-30 permanecerán en servicio. Es posible crear nuevas modificaciones de tales armas, capaces de complementar y luego reemplazar los misiles balísticos intercontinentales de la versión básica. De una forma u otra, los productos de la familia R-30 eventualmente reemplazarán a los viejos misiles R-29RM como la base del componente naval de las fuerzas nucleares estratégicas.
Ventajas y desventajas
Las diferentes clases de motores de cohetes que se utilizan en los misiles estratégicos modernos tienen sus pros y sus contras de un tipo u otro. Los sistemas de combustible líquido y sólido se superan en algunos parámetros, pero pierden en otros. Como consecuencia, los clientes y diseñadores deben elegir el tipo de central eléctrica de acuerdo con sus requisitos.
El motor de propulsante líquido convencional se diferencia del motor de cohete de propulsante sólido en tasas de impulso específicas más altas y otras ventajas, lo que permite aumentar la carga útil. Al mismo tiempo, el suministro correspondiente de combustible líquido y oxidante conduce a un aumento en el tamaño y peso del producto. Así, un cohete propulsor líquido resulta ser la solución óptima en el contexto del despliegue de un gran número de lanzadores de silos. En la práctica, esto significa que en la actualidad una parte significativa de los silos de lanzamiento está ocupada por los misiles R-36M / M2 y UR-100N UTTH, y en el futuro serán reemplazados por el prometedor RS-28 "Sarmat".
Los cohetes de los tipos Topol, Topol-M y Yars se utilizan tanto en instalaciones mineras como como parte de sistemas terrestres móviles. La última posibilidad viene dada, en primer lugar, por el bajo peso de lanzamiento de los misiles. Un producto que no pese más de 50 toneladas se puede colocar en un chasis especial de varios ejes, lo que no se puede hacer con misiles propulsores líquidos existentes o hipotéticos. El nuevo complejo RS-26 "Rubezh", considerado como un reemplazo del "Topol", también se basa en ideas similares.
Misil submarino R-29RM. Dibujo "Centro estatal de misiles" / makeyev.ru
El rasgo característico de los cohetes con propulsores sólidos en forma de reducción de tamaño y peso también es importante en el contexto de los armamentos navales. Un misil submarino debe ser lo más pequeño posible. La relación entre las dimensiones y las características de vuelo de los misiles R-29RM y R-30 muestra exactamente cómo se pueden utilizar estas ventajas en la práctica. Entonces, a diferencia de sus predecesores, los submarinos nucleares más nuevos del Proyecto 955 no necesitan una gran superestructura que cubra la parte superior de los lanzadores.
Sin embargo, la reducción de peso y dimensiones tiene un precio. Los misiles de propulsor sólido más ligeros se diferencian de otros misiles balísticos intercontinentales nacionales en su menor carga de combate. Además, la especificidad de los motores de cohetes de propulsante sólido conduce a una perfección de menor peso en comparación con los cohetes de propulsante líquido. Sin embargo, con toda probabilidad, estos problemas se están resolviendo creando unidades de combate y sistemas de control más efectivos.
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A pesar de un largo trabajo de investigación y desarrollo, así como de mucha controversia, el enfrentamiento condicional entre motores de propulsantes líquidos y sólidos aún no ha terminado con una victoria incondicional de uno de los "competidores". Por el contrario, los militares e ingenieros rusos llegaron a una conclusión equilibrada. Se utilizan motores de diferentes tipos en aquellas áreas donde pueden mostrar los mejores resultados. Por lo tanto, los cohetes ligeros para complejos móviles terrestres y submarinos reciben motores de cohetes de propulsante sólido, mientras que los misiles pesados con silo, tanto ahora como en el futuro, deberían estar equipados con propulsores líquidos.
En la situación actual, teniendo en cuenta las oportunidades y perspectivas existentes, este enfoque parece el más lógico y exitoso. En la práctica, le permite obtener los máximos resultados con una notable reducción de la influencia de los factores negativos. Es muy posible que tal ideología persista en el futuro, incluso con el uso de tecnologías prometedoras. Esto significa que en un futuro cercano y lejano, las fuerzas nucleares estratégicas rusas podrán recibir modernos misiles balísticos intercontinentales con las más altas características y cualidades de combate posibles que afectan directamente la efectividad de la disuasión y la seguridad del país.
