A lo largo de los milenios, la humanidad ha desarrollado una regla según la cual, para sobrevivir y derrotar al enemigo, las armas deben ser más precisas, más rápidas y más poderosas que las del enemigo. Las armas de aviación cumplen estos requisitos en las condiciones modernas. Actualmente, en el extranjero, las armas aerotransportadas guiadas (UASP), en particular, las bombas aéreas guiadas (UAB), cuyo calibre se encuentra en una amplia gama, de 9 a 13600 kg, se están desarrollando intensamente: están equipadas con nuevos tipos de orientación y Se están mejorando los sistemas de control, las partes de combate efectivas y los métodos de uso de combate. Las UAB son un accesorio indispensable de los modernos complejos de aviones de ataque (UAK) con fines tácticos y estratégicos. A pesar del alto nivel de eficiencia de los modelos modernos de la UAB, estos, al ser parte de la UAK, no siempre cumplen con los requisitos para cumplir misiones de combate prometedoras. Como regla general, UAK opera cerca de la línea del frente, mientras que se pierde toda la eficiencia.
Las guerras locales de las últimas décadas, y sobre todo las operaciones militares en Irak y Afganistán, han revelado la insuficiente eficiencia de las armas convencionales de alta precisión, incluida la UAB. Al realizar una misión de combate, pasa demasiado tiempo desde el momento en que se detecta el objetivo y se toma la decisión de atacar hasta que es derrotado. Por ejemplo, un bombardero B-2 Spirit, que despega de un aeródromo en los Estados Unidos, debe volar de 12 a 15 horas hasta el área de ataque del objetivo. Por lo tanto, en las condiciones modernas, se requieren armas de respuesta rápida y acción de alta precisión a gran distancia, alcanzando decenas de miles de kilómetros.
Una de las direcciones de la investigación sobre el cumplimiento de estos requisitos en el exterior es la creación de una nueva generación de sistemas de choque hipersónico. En Estados Unidos, Gran Bretaña, Francia y Alemania se están llevando a cabo trabajos para la creación de aviones hipersónicos (LA) (misiles) y armas cinéticas capaces de destruir objetivos de alta precisión.
El estudio de la experiencia extranjera para nosotros es extremadamente importante, ya que frente al complejo industrial de defensa nacional (MIC), como señaló D. Rogozin en su artículo "Rusia necesita una industria de defensa inteligente" (Diario "Krasnaya Zvezda". 2012. - 7 de febrero - С 3) se fijó la tarea de “recuperar el liderazgo tecnológico mundial en el campo de la producción de armas en el menor tiempo posible”. Como se señala en el artículo de V. V. Putin "Ser fuerte: garantías de seguridad nacional para Rusia" (Periódico "Rossiyskaya Gazeta". - 2012. - No. 5708 (35). - 20 de febrero - págs. 1-3) "La tarea de la próxima década es para asegurar que la nueva estructura de las Fuerzas Armadas pudiera contar con una tecnología fundamentalmente nueva. La técnica que "ve" más lejos, dispara con mayor precisión, reacciona más rápido que sistemas similares de cualquier enemigo potencial ".
Para lograrlo, es necesario conocer a fondo el estado, las tendencias y las principales direcciones del trabajo en el extranjero. Por supuesto, nuestros especialistas siempre han intentado cumplir esta condición al realizar I + D. Pero en el entorno actual, cuando “la industria de la defensa no tiene la oportunidad de ponerse al día con alguien con calma, debemos hacer un gran avance, convertirnos en inventores y fabricantes líderes … Responder a las amenazas y desafíos de hoy solo significa condenarnos a nosotros mismos al eterno papel de los rezagados. Debemos por todos los medios asegurar la superioridad técnica, tecnológica y organizativa sobre cualquier enemigo potencial”(De un artículo de V. V. Putin).
Se cree que la primera creación de un avión hipersónico fue propuesta en la década de 1930 en Alemania por el profesor Eigen Senger y la ingeniera Irene Bredt. Se propuso crear una aeronave lanzada horizontalmente sobre una catapulta de cohete, bajo la acción de motores de cohetes que aceleraran a una velocidad de aproximadamente 5900 m / s, realizando un vuelo transcontinental con un alcance de 5-7 mil km a lo largo de una trayectoria de rebote con un carga útil de hasta 10 toneladas y aterrizaje a una distancia de más de 20 mil km desde el punto de partida.
Teniendo en cuenta el desarrollo de los cohetes en la década de 1930, el ingeniero S. Korolev y el piloto-observador E. Burche (S. Korolev, E. Burche Rocket in the war // Tekhnika-youth. - 1935. - No. 5. - P. 57 -59) propuso un esquema para el uso de un avión-estratoavión de combate de cohetes: “Al ir al bombardeo, es necesario tener en cuenta el hecho de que la precisión de los impactos desde alturas medidos en decenas de kilómetros y a tremendas velocidades del estratoavión debe ser insignificante. Pero, por otro lado, es bastante posible y de gran importancia el acercamiento al objetivo en la estratosfera más allá del alcance de las armas terrestres, el descenso rápido, el bombardeo desde alturas normales que brindan la precisión requerida, y luego el ascenso a la velocidad del rayo nuevamente. a una altura inalcanzable.
El concepto de un ataque global basado en armas hipersónicas
Actualmente, esta idea está comenzando a implementarse de manera práctica. En los Estados Unidos, a mediados de la década de 1990, se formuló el concepto de Alcance Global - Poder Global. De acuerdo con él, Estados Unidos debería tener la capacidad de atacar objetivos terrestres y de superficie en cualquier parte del mundo dentro de 1-2 horas después de recibir una orden, sin usar bases militares extranjeras que utilicen armas convencionales, por ejemplo, UAB. Esto se puede hacer utilizando una nueva arma hipersónica, que consiste en una plataforma de portaaviones hipersónica y un avión autónomo con una carga de combate, en particular UAB. Las principales propiedades de tales armas son alta velocidad, largo alcance, maniobrabilidad suficientemente alta, baja visibilidad y alta eficiencia operacional.
En el marco del programa a gran escala de las Fuerzas Armadas de Estados Unidos Promt Global Strike ("Rapid Global Strike"), que permite atacar con armas convencionales (no nucleares) de acción cinética en cualquier punto del planeta en una hora, y llevado a cabo en interés del Ejército de los EE. UU., Se está desarrollando un sistema de ataque hipersónico de nueva generación con dos opciones:
• el primero, llamado AHW (Arma hipersónica avanzada), utiliza un vehículo de lanzamiento desechable como plataforma supersónica, seguido de un lanzamiento hacia el objetivo de un avión supersónico AHW (avión de planeo hipersónico también puede llamarse ojiva de maniobra) equipado con antena guiada bombas para dar en el blanco;
• el segundo, denominado sistema de ataque hipersónico FALCON HCV-2, utiliza un avión hipersónico para crear las condiciones para el lanzamiento de un avión autónomo de planeo hipersónico CAV, que vuela hacia el objetivo y lo destruye utilizando la UAB.
La primera versión de la solución técnica tiene un inconveniente importante, que es que el cohete portador que lanza un proyectil hipersónico al punto de lanzamiento del AHW puede confundirse con un misil con ojiva nuclear.
En 2003, la Fuerza Aérea y la Administración de Desarrollo Avanzado (DARPA) del Departamento de Defensa de EE. UU., Basándose en sus propios desarrollos y propuestas de la industria para sistemas hipersónicos avanzados, desarrollaron un nuevo concepto para un sistema de ataque hipersónico prometedor llamado FALCON (Force Application and Lanzamiento desde los Estados Unidos continentales Lanzamiento desde los Estados Unidos continentales ") o" Falcon ". Según este concepto, el sistema de ataque FALCON consiste en un portaaviones hipersónico reutilizable (por ejemplo, no tripulado) HCV (Hypersonic Cruise Vehicle): un avión que vuela a altitudes del orden de 40-60 km con una velocidad de crucero hipersónica, con un carga de hasta 5400 kg y un alcance de 15-17000 km) y un fuselaje controlado hipersónico reutilizable altamente maniobrable CAV (Common Aero Vehicle - aeronave autónoma unificada) con una calidad aerodinámica de 3-5. Se supone que la base de los vehículos HCV debe estar en aeródromos con una pista de hasta 3 km de largo.
Lockheed-Martin fue elegido como el desarrollador principal del aparato de ataque hipersónico HCV y el vehículo de entrega CAV para el sistema de ataque FALCON. En 2005, comenzó a trabajar en la determinación de su apariencia técnica y en la evaluación de la viabilidad tecnológica de los proyectos. Las firmas aeroespaciales más grandes de Estados Unidos (Boeing, Northrop Grumman, Andrews Space) también están involucradas en el trabajo. Debido al alto nivel de riesgo tecnológico del programa, se realizaron estudios conceptuales de varias variantes de muestras experimentales de vehículos de reparto y sus transportistas con una evaluación de las características de maniobrabilidad y controlabilidad.
Cuando se deja caer desde un portaaviones a velocidad hipersónica, puede lanzar varias cargas de combate con un peso máximo de 500 kg a un objetivo a una distancia de hasta 16.000 km. Se supone que el dispositivo está fabricado de acuerdo con un esquema aerodinámico prometedor que proporciona una alta calidad aerodinámica. Para reorientar el dispositivo en vuelo y alcanzar objetivos detectados en un radio de hasta 5400 km, se supone que su equipo incluye equipos para el intercambio de datos en tiempo real con varios sistemas de reconocimiento y puntos de control. La derrota de objetivos estacionarios altamente protegidos (enterrados) se garantizará mediante el uso de medios de destrucción de un calibre de 500 kg con una ojiva penetrante. La precisión (desviación circular probable) debe ser de unos 3 ma una velocidad objetivo de hasta 1200 m / s.
El avión de planeo hipersónico CAV con controles aerodinámicos tiene una masa de aproximadamente 900 kg, de los cuales el avión portaaviones puede transportar hasta seis, lleva dos bombas aéreas convencionales que pesan 226 kg cada una en su compartimento de combate. La precisión del uso de bombas es muy alta: 3 metros. El alcance del CAV real puede ser de unos 5000 km. En la Fig. 2 muestra un diagrama de la separación de lesiones penetrantes mediante proyectiles inflables.
El esquema del uso de combate del sistema de ataque hipersónico FALCON se parece a lo siguiente. Después de recibir la asignación, el bombardero hipersónico HCV despega de un aeródromo convencional y, utilizando un sistema de propulsión combinado (DP), acelera a una velocidad aproximadamente correspondiente a M = 6. Cuando se alcanza esta velocidad, el sistema de propulsión cambia al modo de un estatorreactor hipersónico, acelerando la aeronave a M = 10 y una altitud de al menos 40 km. En un momento dado, el avión de planeo hipersónico CAV se separa del avión portaaviones, el cual, luego de completar una misión de combate para derrotar objetivos, regresa al aeródromo de una de las bases aéreas estadounidenses en el exterior (si el CAV está equipado con su propio motor y el suministro de combustible necesario, puede regresar a los Estados Unidos continentales) (fig. 3).
Hay dos tipos de rutas de vuelo posibles. El primer tipo caracteriza una trayectoria ondulada para un avión hipersónico, que fue propuesto por el ingeniero alemán Eigen Zenger en el proyecto del bombardero durante la Segunda Guerra Mundial. El significado de la trayectoria ondulada es el siguiente. Debido a la aceleración, el dispositivo sale de la atmósfera y apaga el motor, ahorrando combustible. Luego, bajo la influencia de la gravedad, el avión regresa a la atmósfera y nuevamente enciende el motor (por un corto tiempo, solo durante 20-40 s), que nuevamente lanza el dispositivo al espacio. Tal trayectoria, además de aumentar el alcance, también contribuye al enfriamiento de la estructura del bombardero cuando está en el espacio. La altitud de vuelo no supera los 60 km y el paso de la ola es de unos 400 km. El segundo tipo de trayectoria tiene una trayectoria de vuelo clásica en línea recta.
Investigación experimental sobre la creación de armas hipersónicas
Se propusieron modelos hipersónicos HTV (Hypersonic Test Vehicle) con una masa de aproximadamente 900 kg y una longitud de hasta 5 m para evaluar su rendimiento de vuelo, controlabilidad y cargas térmicas a velocidades de M = 10 - HTV-1, HTV-2, HTV-3.
El aparato HTV-1 con una duración de vuelo controlada de 800 sa una velocidad de M = 10 fue retirado de las pruebas debido a la complejidad tecnológica en la fabricación del cuerpo de protección térmica y soluciones de diseño incorrectas (Fig.4).
El aparato HTV-2 está hecho de acuerdo con un circuito integrado con bordes de ataque afilados y proporciona una calidad de 3, 5-4, que, como creen los desarrolladores, proporcionará un rango de planeo determinado, así como maniobrabilidad y controlabilidad utilizando escudos aerodinámicos. para apuntar con la precisión requerida (fig. 5). Según el Servicio de Investigación del Congreso de EE. UU. (CRS), el dispositivo hipersónico FALCON HTV-2 es capaz de alcanzar objetivos a distancias de hasta 27.000 km y velocidades de hasta Mach 20 (23.000 km / h).
El HTV-3 es un modelo a escala del avión de ataque hipersónico HCV con una calidad aerodinámica de 4-5 (Fig. 6). El modelo está diseñado para evaluar las soluciones tecnológicas y de diseño adoptadas, el rendimiento aerodinámico y de vuelo, así como la maniobrabilidad y la capacidad de control en interés de un mayor desarrollo de la aeronave HCV. Se suponía que las pruebas de vuelo se realizarían en 2009. El costo total del trabajo en la fabricación del modelo y la realización de las pruebas de vuelo se estima en 50 millones de dólares.
Se suponía que las pruebas del complejo de choque se llevarían a cabo en 2008-2009. utilizando vehículos de lanzamiento. El esquema del vuelo de prueba del avión hipersónico HTV-2 se muestra en la Fig. 7.
Como han demostrado los estudios, las principales cuestiones problemáticas para la creación de un avión hipersónico estarán asociadas con el desarrollo de la planta de energía, la elección del combustible y los materiales estructurales, la aerodinámica y dinámica de vuelo, y el sistema de control.
La elección del diseño aerodinámico y el diseño de la aeronave debe basarse en la condición de garantizar el funcionamiento conjunto de la toma de aire, la planta de energía y otros elementos de la aeronave. A velocidades hipersónicas, los problemas de estudiar la efectividad de los controles aerodinámicos, con áreas mínimas de estabilización y superficies de control, momentos de bisagra, especialmente cuando se acerca al área objetivo a una velocidad de aproximadamente 1600 m / s, se vuelven primordiales, en primer lugar, para Asegure la fuerza de la estructura y la guía de alta precisión a la meta.
Según estudios preliminares, la temperatura en la superficie del vehículo hipersónico alcanza los 1900 ° C, mientras que para el funcionamiento normal del equipo de a bordo, la temperatura dentro del compartimiento no debe exceder los 70 ° C. Por lo tanto, el cuerpo del dispositivo Debe tener una carcasa resistente al calor hecha de materiales de alta temperatura y protección térmica multicapa basada en los materiales de construcción existentes actualmente.
El vehículo hipersónico está equipado con un sistema combinado de control por satélite inercial y, en el futuro, con un sistema de localización óptica-electrónico o de radar de extremo a extremo.
Para asegurar un vuelo en línea recta, los más prometedores para los sistemas militares son los motores ramjet: SPVRD (motor ramjet supersónico) y motor scramjet (motor ramjet hipersónico). Son de diseño simple, ya que prácticamente no tienen partes móviles (a excepción de la bomba de suministro de combustible) utilizando combustibles de hidrocarburos convencionales.
El diseño aerodinámico y el diseño del aparato CAV se están elaborando en el marco del proyecto X-41 y el avión de transporte, en el marco del programa X-51. El objetivo del programa X-51A es demostrar las posibilidades de crear un motor scramjet, el desarrollo de materiales resistentes al calor, la integración del fuselaje y el motor, así como otras tecnologías necesarias para el vuelo en el rango de 4, 5-6, 5 M. Como parte de este programa, también se está trabajando para crear un misil balístico con una ojiva convencional, un misil hipersónico X-51A Waverider y un dron orbital X-37B.
Según CRS, la financiación del programa en 2011 fue de $ 239,9 millones, de los cuales $ 69 millones se gastaron en AHW.
El Ministerio de Defensa de EE. UU. Realizó otra prueba de una nueva bomba hipersónica deslizante AHW (Arma hipersónica avanzada). La prueba de la munición se llevó a cabo el 17 de noviembre de 2011. El objetivo principal de la prueba fue probar la munición en cuanto a maniobrabilidad, capacidad de control y resistencia a los efectos de las altas temperaturas. Se sabe que AHW se lanzó a la atmósfera superior utilizando un cohete propulsor lanzado desde una base aérea en Hawai (Fig. 9). Después de separar las municiones del misil, planeó y alcanzó un objetivo en las Islas Marshall cerca del atolón Kwajalein, ubicado a cuatro mil kilómetros al suroeste de Hawai, a una velocidad hipersónica cinco veces la velocidad del sonido. El vuelo duró menos de 30 minutos.
Según la portavoz del Pentágono, Melinda Morgan, el propósito de probar la munición era recopilar datos sobre la aerodinámica del AHW, su manejo y resistencia a altas temperaturas.
Las últimas pruebas del HTV-2 se realizaron a mediados de agosto de 2011 y no tuvieron éxito (Fig. 10).
Según los expertos, es posible adoptar un sistema hipersónico de choque de primera generación de nueva generación para 2015. Se considera necesario proporcionar hasta 16 lanzamientos por día utilizando un vehículo de lanzamiento de un solo uso. El costo de lanzamiento es de aproximadamente $ 5 millones.
Se espera la creación de un sistema de huelga a gran escala no antes de 2025-2030.
La idea del uso militar de un avión estratoavión propulsado por cohetes, propuesta por S. Korolev y E. Burche en la década de 1930, a juzgar por las investigaciones realizadas en Estados Unidos, comienza a implementarse en proyectos para crear un nueva generación de armas de ataque hipersónicas.
El uso de la UAB como parte de un vehículo autónomo hipersónico cuando se ataca a un objetivo exige mucho para garantizar una guía de alta precisión en condiciones de vuelo hipersónico y protección térmica del equipo contra los efectos del calentamiento cinético.
En el ejemplo del trabajo realizado en Estados Unidos para crear armas hipersónicas, vemos que las posibilidades de uso combativo de la UAB están lejos de agotarse y están determinadas no solo por las características tácticas y técnicas de la propia UAB, que proporciona el alcance, la precisión y la probabilidad de destrucción dados, pero también mediante la entrega. Además, la implementación de este proyecto también puede resolver la pacífica tarea de entregar rápidamente carga o equipo de rescate en peligro a cualquier parte del mundo.
El material presentado nos hace pensar seriamente en el contenido de las principales direcciones de desarrollo de los sistemas de huelga guiada nacionales hasta 2020-2030. Al mismo tiempo, es necesario tener en cuenta la declaración de D. Rogozin (Rogozin D. Trabajar en el algoritmo exacto // Defensa Nacional. - 2012. - No. 2. - P. 34-406): “. … debemos abandonar la idea de “alcanzar y adelantar” … Y es poco probable que reunamos rápidamente fuerzas y capacidades que nos permitan alcanzar a países de alta tecnología a velocidades increíbles. No es necesario hacerlo. Necesitamos algo más, mucho más complicado … Hay que calcular el rumbo de una lucha armada con perspectiva de hasta 30 años, para determinar ese punto, para llegar a él. Para entender lo que necesitamos, es decir, preparar armas no para mañana ni para pasado mañana, sino para una semana histórica por delante … repito, no pienses en lo que están haciendo en USA, Francia, Alemania, piensa en lo que tendrán en 30 años. Y debes crear algo que sea mejor de lo que tienen ahora. No los sigas, trata de entender hacia dónde va todo y entonces ganaremos.
Es decir, es necesario entender si nos ha surgido tal tarea y, en caso afirmativo, cómo resolverla.
