Batalla por el hipersonido
Dominio de la competencia aviación Las velocidades hipersónicas comenzaron durante la Guerra Fría. En esos años, los diseñadores e ingenieros de la URSS, los EE. UU. Y otros países desarrollados diseñaron nuevos aviones que podían volar 2-3 veces más rápido que la velocidad del sonido. La carrera por la velocidad ha generado muchos descubrimientos en el campo de la aerodinámica de los vuelos en la atmósfera y rápidamente alcanzó los límites de las capacidades físicas de los pilotos y el costo de fabricación de un avión. Como resultado, las oficinas de diseño de cohetes fueron las primeras en dominar el hipersonido en su descendencia: misiles balísticos intercontinentales (ICBM) y vehículos de lanzamiento. Al lanzar satélites en órbitas cercanas a la Tierra, los cohetes desarrollaron velocidades de 18000 a 25000 km / h. Esto superó con creces los parámetros límite del avión supersónico más rápido, tanto civil (Concord = 2150 km / h, Tu-144 = 2300 km / h) como militar (SR-71 = 3540 km / h, MiG-31 = 3000 km / hora)
Por separado, me gustaría señalar que al diseñar el ingeniero de aeronaves interceptor supersónico MiG-31 G.Ye. Lozino-Lozinsky utilizó materiales avanzados (titanio, molibdeno, etc.) en el diseño del fuselaje, lo que permitió que la aeronave alcanzara una altura récord de vuelo tripulado (MiG-31D) y velocidad máxima en 7000 km / h en la atmósfera superior. En 1977, el piloto de pruebas Alexander Fedotov estableció en su predecesor MiG-25 el récord mundial absoluto de altitud de vuelo: medidores 37650 (para comparación, el SR-71 tiene una altura máxima de vuelo de metros 25929). Desafortunadamente, aún no se crearon motores para volar a grandes alturas en una atmósfera altamente enrarecida, ya que estas tecnologías solo se desarrollaron en las profundidades de los institutos de investigación soviéticos y las agencias de diseño como parte de numerosos estudios experimentales.
Una nueva etapa en el desarrollo de la tecnología de hipersonido fueron los proyectos de investigación para crear sistemas aeroespaciales que combinaron las capacidades de la aviación (acrobacias aéreas y maniobras, aterrizaje en la pista) y naves espaciales (puesta en órbita, vuelo orbital, descenso desde la órbita). En la URSS y los EE. UU., Estos programas han funcionado en parte, revelando al mundo el avión orbital Buran y el Transbordador espacial.
¿Por qué parcialmente? El hecho es que el lanzamiento del avión en órbita se llevó a cabo con la ayuda de un vehículo de lanzamiento. El costo de la retirada fue enorme, alrededor de 450 millones de dólares (según el programa Space Shuttle), que fue varias veces más alto que el costo de los aviones civiles y militares más caros, no permitió que el avión orbital produjera un producto en masa. La necesidad de invertir fondos gigantescos en la creación de infraestructura que proporcione vuelos intercontinentales ultrarrápidos (centros espaciales, centros de control de vuelos, complejos de llenado de combustible) finalmente ha enterrado la perspectiva del tráfico de pasajeros.
El único cliente, al menos de alguna manera interesado en dispositivos hipersónicos, seguía siendo el ejército. Es cierto que este interés era episódico. Los programas militares de la URSS y los EE. UU. Para la creación de aeronaves aeroespaciales avanzaron por diferentes caminos. Aún así, se implementaron de manera más consistente en la URSS: desde el proyecto para crear una PKA (nave espacial de planificación) hasta MAKS (sistema espacial de aviación multipropósito) y Buran, una cadena consistente e ininterrumpida de bases científicas y técnicas que se construyeron, sobre la base de las cuales se construyó la base del futuro. Vuelos experimentales de prototipos de aviones hipersónicos.
Las agencias de diseño de cohetes continuaron mejorando sus ICBM. Con el advenimiento de los modernos sistemas de defensa aérea y los sistemas de defensa de misiles capaces de derribar unidades de combate de ICBM a gran distancia, comenzaron a imponer nuevas demandas a los elementos llamativos de los misiles balísticos. Las ojivas del nuevo ICBM debían superar la defensa aérea y de misiles del enemigo. Así que aparecieron unidades de combate capaces de superar el A / C a velocidades hipersónicas (M = 5-6).
El desarrollo de la tecnología hipersónica para las unidades de combate (ojivas) de los ICBM permitió el lanzamiento de varios proyectos para crear defensa y ofensiva hipersónica. armas - Cinética (railgun), dinámica (misiles de crucero) y espacio (impacto desde la órbita).
La revitalización de la rivalidad geopolítica entre Estados Unidos, Rusia y China reanimó el tema del hipersonido como una herramienta prometedora capaz de proporcionar una ventaja en el campo del espacio y las armas de cohetes. El mayor interés en estas tecnologías también se debe al concepto de causar el máximo daño al enemigo con armas convencionales (no nucleares), que en realidad es implementado por los países de la OTAN liderados por los Estados Unidos.
De hecho, si los comandantes militares tienen al menos un centenar de dispositivos hipersónicos no nucleares que superan fácilmente los sistemas de defensa aérea y de misiles existentes, este "último argumento de los reyes" afecta directamente el equilibrio estratégico entre las potencias nucleares. Además, en el futuro, un cohete hipersónico puede destruir elementos de fuerzas nucleares estratégicas tanto desde el aire como desde el espacio dentro de un período de no más de una hora desde el momento de la decisión hasta el momento de golpear el objetivo. Es esta ideología incluida en el programa militar estadounidense Prompt Global Strike (huelga global rápida).
¿Es este programa viable en la práctica? Los argumentos "a favor" y "en contra" se dividieron aproximadamente por igual. Vamos a resolverlo.
Programa estadounidense Prompt Global Strike
el concepto de Prompt Global Strike (PGS) fue adoptado en la década de 2000 por iniciativa del mando de las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos. Su elemento clave es la capacidad de realizar un ataque no nuclear en cualquier parte del mundo dentro de los 60 minutos posteriores a la toma de una decisión. El trabajo en el marco de este concepto se está llevando a cabo simultáneamente en varias direcciones.
Primera direccion pgsY lo más realista desde un punto de vista técnico, fue el uso de ICBM con ojivas no nucleares de alta precisión, incluidas las agrupadas, que están equipadas con un conjunto de submuniciones autoguiadas. Como prueba de esta dirección, se seleccionó el ICBM Trident II D5 basado en el mar, que ofrece elementos llamativos al rango máximo de kilómetros 11300. En este momento, se está trabajando para reducir las ojivas QUO a valores en los medidores 60-90.
La segunda dirección es PGS. seleccionados misiles de crucero hipersónicos estratégicos (SGCR). Como parte del concepto adoptado, se está implementando el subprograma X-51A Waverider (SED-WR). Por iniciativa de la Fuerza Aérea de EE. UU. Y el apoyo de DARPA, desde 2001, Pratt & Whitney y Boeing han llevado a cabo el desarrollo de un misil hipersónico.
El primer resultado del trabajo en curso debe ser el surgimiento de un demostrador de tecnología con un motor hipersónico ramjet instalado por 2020 año. Según los expertos, el SGCR con este motor puede tener los siguientes parámetros: velocidad de vuelo M = 7 - 8, rango de vuelo máximo 1300-1800 km, altitud de vuelo 10-30 km.
En mayo, 2007, después de una revisión detallada del progreso del trabajo en el X-51A WaveRider, los clientes militares aprobaron el diseño del cohete. El SGCB experimental Boeing X-51A WaveRider es un clásico misil de crucero con el scramjet ventral y la unidad de cola de cuatro consolas. Los materiales y el espesor de la protección térmica pasiva se seleccionaron de acuerdo con las estimaciones calculadas de los flujos de calor. El módulo de la nariz del cohete está hecho de tungsteno con un revestimiento de silicona, que resiste el calentamiento cinético a 1500 ° C. En la superficie inferior del cohete, donde se esperan temperaturas de hasta 830 ° C, se utilizan baldosas de cerámica que fueron desarrolladas por Boeing para el programa del transbordador espacial. El cohete X-51A debe cumplir con altos requisitos de baja visibilidad (EPR no más de 0,01 m 2). Para acelerar el producto a una velocidad correspondiente a M = 5, se planea instalar un propulsor de cohete tándem de combustible sólido.
Como el transportista principal SGKR se supone que utiliza aviones de aviones estratégicos de los EE. UU. Hasta ahora no hay información sobre cómo se colocarán estos misiles, debajo del ala o dentro del fuselaje del "estratega".
PGS 3 Son programas para crear sistemas de armas cinéticas, golpeando objetivos desde la órbita de la Tierra. Los estadounidenses calcularon en detalle los resultados del uso de combate de una varilla de tungsteno de 6 metros de largo y 30 cm de diámetro, cayeron desde la órbita y golpearon un objeto terrestre a una velocidad de 3500 m / s. Según los cálculos, la energía equivalente a las 12 toneladas de trinitrotolueno (trotilo) se libera en el punto de reunión.
La justificación teórica lanzó proyectos de dos vehículos hipersónicos (Falcon HTV-2 y AHW), que serán lanzados en órbita por los vehículos de lanzamiento y en modo de combate podrán planificar en la atmósfera a una velocidad cada vez mayor al acercarse al objetivo. Si bien estos desarrollos se encuentran en la etapa de diseño preliminar y puesta en marcha experimental. Los principales problemas problemáticos son los sistemas de base en el espacio (grupos espaciales y plataformas de combate), los sistemas de selección de blancos de alta precisión y el lanzamiento seguro en órbita (cualquier lanzamiento y cualquier objeto orbital son abiertos por los sistemas rusos de alerta de ataques con misiles y de control espacial). Los estadounidenses esperan resolver el problema sigiloso después del año 2019, con el lanzamiento de un sistema aeroespacial reutilizable que pondrá la carga útil en órbita "en un avión" a través de dos etapas: un avión de transporte (basado en Boeing 747) y un avión espacial no tripulado (basado en prototipo de aparato X-37В).
Cuarta dirección pgs es un programa para crear un avión de reconocimiento hipersónico no tripulado basado en el famoso Lockheed Martin SR-71 Blackbird.
La división Lockheed, Skunk Works, está desarrollando actualmente un UAV prometedor bajo el nombre de trabajo SR-72, que debería ser el doble de la velocidad máxima del SR-71, alcanzando valores alrededor de M = 6.
El desarrollo de un explorador hipersónico está plenamente justificado. Primero, el SR-72, debido a su velocidad colosal, será poco vulnerable para los sistemas de defensa aérea. En segundo lugar, llenará los "huecos" en el trabajo de los satélites, extrayendo rápidamente la información estratégica y detectando complejos ICBM móviles, conexiones de barcos y agrupaciones de fuerzas enemigas en el teatro de operaciones.
También se están considerando dos variantes del avión SR-72, tripulado y no tripulado, y su uso como bombardero, portador de armas de precisión, tampoco está excluido. Lo más probable es que los misiles ligeros sin un motor principal puedan usarse como armas, ya que no son necesarios cuando se lanzan a la velocidad en 6 M. El peso liberado es probable que se use para aumentar la potencia de la UC. El prototipo de vuelo del avión Lockheed Martin está programado para mostrarse en el año 2023.
Proyecto chino de aviones hipersónicos DF-ZF
27 Abril 2016, la edición estadounidense del Washington Free Beacon, citando fuentes en el Pentágono, informó al mundo sobre la séptima prueba de un avión chino supersónico DZ-ZF. El avión fue lanzado desde el cosmódromo de Taiyuan (provincia de Shanxi). Según el periódico, el avión realizó maniobras a velocidades de 6400 a 11200 km / h, y cayó en el sitio de prueba en el oeste de China.
"Según la información de inteligencia de Estados Unidos, China planea usar un avión hipersónico como medio para entregar armas nucleares capaces de superar los sistemas de defensa de misiles", señala la publicación. "El DZ-ZF también puede usarse como un arma capaz de destruir un objetivo en cualquier parte del mundo en una hora".
De acuerdo con el análisis realizado por la inteligencia estadounidense de toda la serie de pruebas, los lanzamientos de la aeronave hipersónica fueron realizados por los misiles balísticos de corto alcance DF-15 y DF-16 (rango de hasta 1000 km), así como de rango medio DF-21 (rango 1800 km). No se excluyeron las pruebas adicionales de los lanzamientos en los ICBM DF-31А (rango de km 11200). De acuerdo con el programa de prueba, se conoce lo siguiente: separar del portador en las capas superiores de la atmósfera, el aparato de forma cónica con aceleración planeada hacia abajo y maniobrado en la trayectoria de la salida hacia el objetivo.
A pesar de las numerosas publicaciones de medios extranjeros de que el avión hipersónico chino (GLA) está destinado a destruir a los portaaviones estadounidenses, los expertos militares chinos se mostraron escépticos ante tales declaraciones. Señalaron el hecho bien conocido de que la velocidad supersónica de un GLA crea una nube de plasma alrededor del vehículo, que interfiere con el funcionamiento del radar a bordo durante el ajuste del rumbo y apunta a un objetivo en movimiento como un portaaviones.
Como se dijo en una entrevista con China Daily por el profesor de la PLA Rocket Forces Command College, el Coronel Shao Yonglin: “La velocidad y el rango súper altos lo convierten (GLA) en un medio excelente para destruir objetivos terrestres. En el futuro, puede reemplazar a los misiles balísticos intercontinentales ".
Según el informe del comité correspondiente del Congreso de los EE. UU., El DZ-ZF puede ser adoptado por el PLA en el año 2020, y su versión mejorada de largo alcance - por el año 2025.
Antecedentes científicos y técnicos de Rusia - aviones hipersónicos
Hipersónico tu-xnumx
En la URSS, el trabajo en un avión hipersónico comenzó en la Oficina de Diseño de Tupolev en medio de los 1970-s, basado en el avión de pasajeros de producción Tu-144. Realicé investigación y diseño de la aeronave, con una velocidad de hasta M = 6 (TU-260) y un rango de vuelo de 12000 km, así como una aeronave intercontinental hipersónica TU-360. Su distancia de vuelo era llegar a 16000 km. Incluso se preparó un avión hipersónico de pasajeros Tu-244, diseñado para volar a una altitud de 28-32 km con una velocidad de M = 4,5-5.
En febrero, 1986 en los Estados Unidos comenzó la investigación y el desarrollo para crear un avión espacial X-30 con una planta de energía de chorro de aire capaz de entrar en órbita en una versión de una sola etapa. El proyecto del Plan Nacional Aeroespacial (NASP) se caracterizó por una gran cantidad de nuevas tecnologías, cuya clave fue un motor ramjet hipersónico de modo dual, que permite volar a velocidades de M = 25. Según la información obtenida por el servicio de inteligencia de la URSS, el NASP se elaboró con fines civiles y militares.
La respuesta al desarrollo del X-30 transatmosférico (NASP) fue la resolución del gobierno de la URSS de 27 en enero y 19 en julio de 1986 sobre la creación del equivalente del avión aeroespacial estadounidense (VCS). 1 de septiembre 1986, el Ministerio de Defensa emitió una tarea técnica para un avión aeroespacial reutilizable de una sola etapa (MVKS). De acuerdo con esta asignación técnica, se suponía que MVKS debía garantizar la entrega eficiente y económica de la carga a la órbita cercana a la Tierra, el transporte intercontinental transatmosférico de alta velocidad y la solución de tareas militares tanto en la atmósfera como en el espacio cercano. De los trabajos presentados a la competencia, la Oficina de Diseño de Tupolev, la Oficina de Diseño de Yakovlev y NPO Energia aprobaron el proyecto Tu-2000.
Como resultado de estudios preliminares en el marco del programa MVKS, la planta de energía se seleccionó sobre la base de soluciones probadas y probadas. Los motores a reacción existentes (WFD) que utilizaban aire atmosférico tenían limitaciones de temperatura, se usaban en aviones cuya velocidad no excedía de M = 3, y los motores de cohetes tenían que llevar una gran cantidad de combustible a bordo y no eran adecuados para vuelos largos en la atmósfera . Por lo tanto, se tomó una decisión importante: que el avión podría volar a velocidades supersónicas y en todas las altitudes, sus motores deberían tener las características de la aviación y la tecnología espacial.
Resultó que lo más racional para una aeronave hipersónica es un motor ramjet (ramjet), que no tiene partes giratorias, en combinación con un motor turborreactor (TRD) para la aceleración. Se asumió que para vuelos con velocidades hipersónicas, el ramjet sobre hidrógeno líquido es el más adecuado. Un motor auxiliar es un motor turborreactor que funciona con queroseno o hidrógeno líquido.
Como resultado, se adoptó la variante de trabajo como una combinación de un turbofan económico que opera en el rango de velocidad M = 0-2,5, el segundo motor - RAMJET, que acelera la aeronave a M = 20 y LRE para entrar en órbita (aceleración a la primera velocidad cósmica 7,9 km / s ) y proporcionar maniobras orbitales.
Debido a la complejidad de resolver un conjunto de tareas científicas, técnicas y tecnológicas para crear un programa MVKS de una sola etapa, el programa se dividió en dos etapas: la creación de un avión experimental hipersónico con una velocidad de vuelo de hasta M = 5-6, y el desarrollo de un prototipo o sistema de videoconferencia orbital que proporciona el experimento de vuelo. Vuelos, hasta la caminata espacial. Además, en la segunda etapa del trabajo de MVKS, se planificó crear variantes del bombardero espacial Tu-2000B, que fue diseñado como un avión biplaza con un rango de kilómetros de 10000 y un peso de despegue de toneladas de 350. Se suponía que seis motores propulsados por hidrógeno líquido proporcionaban la velocidad M = 6-8 a una altitud de 30-35 km.
Según los expertos OKB ellos. A.N.Tupolev, se suponía que el costo de construcción de un VKS sería de aproximadamente 480 millones de dólares, en precios de 1995 del año (a un costo de OCR 5,29 mil millones de dólares). El costo de lanzamiento estimado debería haber sido 13,6 millones de dólares, con el número de arranques 20 por año.
Por primera vez, el diseño del avión Tu-2000 se mostró en la exposición Mosaeroshow-92. Antes de que se detuviera el trabajo en el año 1992, para el Tu-2000, se hizo lo siguiente: la caja del ala hecha de aleación de níquel, elementos del fuselaje, tanques de combustible criogénico y líneas de combustible compuesto.
M-19 atómico
Un "competidor" de larga data en aviones estratégicos OKB im. Tupolev - Planta experimental de construcción de maquinaria (ahora EMZ them. Myasishchev) también participó en el desarrollo de videoconferencias de una sola etapa en el marco de la investigación y el desarrollo "Cold-2". El proyecto se llamó "M-19" e incluyó un estudio sobre los siguientes temas:
Tema 19-1. Creación de un laboratorio volador con una planta de energía con combustible de hidrógeno líquido, desarrollo de tecnología para trabajar con combustible criogénico;
Theme19-2. Trabajos de diseño para determinar la apariencia de un avión hipersónico;
Tema 19-3. Trabajos de diseño para determinar la apariencia de un prometedor sistema de videoconferencia;
Tema 19-4. Trabajos de diseño para determinar la apariencia de alternativas.
Sistema de propulsión nuclear con propulsión nuclear..
El trabajo en el futuro VKS se llevó a cabo bajo la supervisión directa del Diseñador General V.M. Myasishchev y el diseñador general A.D. Tohuntsa Para llevar a cabo los componentes de I + D, se aprobaron planes de trabajo conjuntos con empresas del MAP de la URSS, entre ellas: TsAGI, CIAM, NIIAS, ITPM y muchas otras, así como con el Instituto de Investigación de la Academia de Ciencias y el Ministerio de Defensa.
La apariencia del VKS M-19 de una etapa se determinó después de estudiar numerosas opciones de configuración aerodinámica alternativas. En cuanto a los estudios de las características de una central eléctrica de tipo nuevo, los modelos Scramjet se llevaron a cabo en túneles de viento a velocidades correspondientes a los números M = 3-12. Para evaluar la efectividad futura del VKS, también se desarrollaron modelos matemáticos del aparato y la planta de energía de propulsión nuclear combinada (YARD).
El uso de VCS con un sistema de propulsión nuclear combinado sugirió posibilidades mejoradas para la exploración intensiva del espacio cercano a la Tierra, incluidas las órbitas geoestacionarias remotas, y las áreas del espacio profundo, incluida la Luna y el espacio cercano a la Luna.
La presencia de una instalación nuclear a bordo del VCS también permitiría su uso como un potente centro de energía para la operación de nuevos tipos de armas espaciales (vigas, armas de rayos, medios para influir en las condiciones climáticas, etc.).
El sistema de propulsión combinada (KDU) incluye:
El motor de cohete de propulsión nuclear (YARD) basado en un reactor nuclear con protección radiológica;
Motores de doble turborreactor 10 (DTRDF) con intercambiadores de calor en los circuitos internos y externos y en el posquemador;
Motores ramjet hipersónicos (scramjet);
Dos turbocompresores para garantizar el flujo de hidrógeno a través de los intercambiadores de calor DTRDF;
Nodo de distribución con unidades de turbobomba, intercambiadores de calor y válvulas de tubería, sistemas de control de combustible.
El hidrógeno se usó como combustible para DTDRDF y scramjet, también fue el medio de trabajo en el circuito cerrado de la NRE.
En su forma final, el concepto M-19 tenía este aspecto: el despegue y la aceleración inicial del VKS de 500-ton funciona como un avión de propulsión nuclear con motores de ciclo cerrado, y el hidrógeno sirve como refrigerante que transfiere el calor del reactor a diez turborreactores. A medida que se realiza la aceleración y el ascenso, el hidrógeno comienza a fluir hacia las cámaras de poscombustión de los motores turbofan, y un poco más tarde hacia el GPRVD directo. Finalmente, a una altitud de 50 km, a una velocidad de vuelo de más de 16M, se activa un rotor atómico de radiación nuclear con un empuje de 320 mc, que proporcionó una salida a la órbita de trabajo en altitud 185-200 en kilómetros. Con una masa de despegue de aproximadamente 500 toneladas, el V-X M-19 tuvo que lanzarse a una órbita de referencia con una inclinación de 57,3 °, una carga útil de aproximadamente 30-40 toneladas.
Es necesario tener en cuenta el poco conocido hecho de que, al calcular las características de la KDU en un turborreactor, el flujo de cohetes y los regímenes de vuelo hipersónico, se utilizaron los resultados de los estudios experimentales y los cálculos realizados en Tsiam, Tsagi e ITAM de la Academia de Ciencias de la URSS.
Ajax "- hipersonido de una manera nueva
El trabajo sobre la creación de un avión hipersónico se llevó a cabo en el SKB "Neva" (San Petersburgo), sobre la base de que se formó la Empresa de Investigación Científica Estatal de velocidades hipersónicas (ahora OJSC NIPGS HC "Leninets").
En NIPGS para crear GLA se acercó a una forma fundamentalmente nueva. El concepto Alax se lanzó al final de los 80. Vladimir Lvovich Freistadt. Su esencia es que el GLA no tiene protección térmica (a diferencia de la mayoría de los VKS y GLA). El flujo de calor que surge durante el vuelo hipersónico se inyecta en el HVA para aumentar su recurso energético. Por lo tanto, Alax GLA fue un sistema aerotermodinámico abierto que convirtió parte de la energía cinética de la corriente de aire hipersónica en química y eléctrica, resolviendo simultáneamente el problema de enfriar el fuselaje. Con este fin, se diseñaron los componentes principales de un reactor de recuperación de calor químico con un catalizador ubicado debajo de la estructura del avión.
La guarnición del avión en los lugares más estresados térmicamente tenía una capa de dos capas. Entre las capas de la cubierta se colocó un catalizador de material resistente al calor ("lana de níquel"), que era un subsistema de enfriamiento activo con reactores químicos de recuperación de calor. Según los cálculos, en todos los modos de vuelo hipersónico, la temperatura de los elementos de la aeronave GLA no superó 800-850 ° С.
El GLA incluye un motor de chorro de aire de flujo directo con combustión supersónica y un motor principal (sustentador), un motor químico magneto-plasma (MPCD) integrado con la estructura del avión. El MPCD fue diseñado para controlar el flujo de aire usando un acelerador magnético dinámico de gas (acelerador MHD) y generar electricidad usando un generador MHD. El generador tenía una potencia de hasta 100 MW, que era suficiente para alimentar un láser capaz de golpear varios objetivos en órbitas cercanas a la Tierra.
Se asumió que el MPCD en marcha podrá cambiar la velocidad de vuelo en una amplia gama de números de Mach de vuelo. Debido a la desaceleración del flujo hipersónico por el campo magnético, se crearon condiciones óptimas en la cámara de combustión supersónica. Cuando se probó en TsAGI, se reveló que el combustible de hidrocarburo creado bajo el concepto Ajax se quema varias veces más rápido que el hidrógeno. El acelerador MHD podría "acelerar" los productos de combustión, aumentando la velocidad máxima de vuelo a M = 25, lo que garantizaba el acceso a la órbita cercana a la Tierra.
La versión civil de la aeronave hipersónica se calculó en la velocidad de vuelo de 6000-12000 km / h, el rango de vuelo es de hasta 19000 km y el transporte de pasajeros de 100. No hay información sobre los desarrollos militares del proyecto Ajax.
Concepto ruso de hipersonido - cohetes y PAK DA
El trabajo realizado en la URSS y en los primeros años de la existencia de la nueva Rusia en tecnologías hipersónicas sugiere que la metodología doméstica original y los antecedentes científicos y técnicos se han conservado y utilizado para crear el GLA ruso, tanto en el diseño de cohetes como de aviones.
En el año 2004, durante los ejercicios de comando y personal "Seguridad 2004", el Presidente de Rusia V.V. Putin hizo una declaración, aún perturbando la mente del "público". “Se llevaron a cabo experimentos y algunas pruebas ... Pronto, las Fuerzas Armadas rusas recibirán complejos de combate capaces de operar a distancias intercontinentales, a velocidad hipersónica, con gran precisión, con una amplia maniobra en altura y dirección de impacto. Estos complejos harán que cualquier modelo de defensa de misiles sea poco realista, existente o prospectivo ".
Algunos medios de comunicación nacionales han interpretado esta declaración de la mejor manera posible. Por ejemplo: "En Rusia, se desarrolló el primer cohete hipersónico de maniobra del mundo, que se lanzó desde un bombardero Tu-160 estratégico en febrero 2004, cuando se realizaron los ejercicios de comando y control" Seguridad 2004 "
De hecho, en los ejercicios se lanzó el misil balístico PC-18 Stilet con un nuevo equipo de combate. En lugar de una ojiva convencional, había un dispositivo en el PC-18 capaz de cambiar la altura y la dirección de vuelo, y así superar cualquier defensa antimisiles, incluida la estadounidense. Aparentemente, la unidad probada durante los simulacros de seguridad 2004 era un misil de crucero hipersónico (HRS) X-90 poco conocido desarrollado en el ICD de Raduga al comienzo de los 1990.
A juzgar por las características de rendimiento de este misil, el bombardero estratégico Tu-160 puede llevar a bordo dos X-90. El resto de las características se ven así: la masa del cohete es 15 tons, el motor principal es el scramjet, el acelerador es el motor de cohete propulsante sólido, la velocidad de vuelo es 4-5 M, la altura de lanzamiento es 7000-XXXXX el número de ojivas - 7000, el poder de la ojiva - 20000 CT.
En la disputa de que el avión o el cohete es mejor, los aviones se pierden más a menudo, ya que los cohetes resultaron ser más rápidos y más eficientes. Y el avión se convirtió en el portador de misiles de crucero capaces de golpear objetivos a una distancia de 2500-5000 km. Al lanzar un cohete al objetivo, el bombardero estratégico no entró en la zona de la defensa aérea opuesta, por lo que no tenía sentido hacerlo hipersónico.
La "competencia hipersónica" entre el avión y el cohete se está acercando a un nuevo desenlace con un resultado predecible: los misiles están nuevamente por delante del avión.
Estimamos la situación. Armados con la aviación de largo alcance, que forma parte del VKS de Rusia, están los turbopropulsores 60 Tu-95MS y 16 y los bombarderos a reacción Tu-160. La vida útil de Tu-95MS vence después de 5-10 años. El Ministerio de Defensa decidió aumentar el número de unidades Tu-160 a 40. Se está trabajando para actualizar el Tu-160. Por lo tanto, el nuevo Tu-160M pronto comenzará a llegar al VKS. Tupolev Design Bureau es también el principal desarrollador del prometedor complejo de aviación de largo alcance (PAK DA).
Nuestro "probable adversario" no se está reclinando, él está invirtiendo dinero en el desarrollo del concepto de Prompt Global Strike (PGS). Las posibilidades del presupuesto militar de los EE. UU. En términos de financiamiento exceden significativamente las capacidades del presupuesto ruso. El Ministerio de Finanzas y el Ministerio de Defensa están discutiendo sobre la cantidad de fondos para el programa de armamento estatal para el período hasta 2025. Y estamos hablando no solo de los gastos actuales para la compra de nuevas armas y equipo militar, sino también de desarrollos prometedores, que incluyen las tecnologías PAK DA y GLA.
En la creación de municiones hipersónicas (misiles o proyectiles) no está todo claro. La clara ventaja del hipersonido es la velocidad, el corto tiempo para alcanzar el objetivo, la alta garantía de superar la defensa aérea y los sistemas de defensa de misiles. Sin embargo, existen muchos problemas: el alto costo de las municiones desechables, la complejidad del control al cambiar la trayectoria de vuelo. Estas deficiencias fueron argumentos decisivos en la reducción o el cierre de programas en un hipersonido tripulado, es decir, un avión hipersónico.
El problema del alto costo de las municiones se puede resolver con la presencia a bordo de una aeronave de un complejo de computación poderoso para calcular los parámetros de bombardeo (lanzamiento), que convierte bombas y misiles comunes en armas de alta precisión. Los sistemas de computación a bordo similares instalados en las ojivas de misiles hipersónicos pueden equipararse a la clase de armas de precisión estratégica, que, según los expertos militares del PLA, pueden reemplazar los complejos de ICBM. La presencia de aviones de misiles estratégicos de largo alcance pondrá en duda la necesidad de mantener la aviación de largo alcance, ya que tiene limitaciones en la velocidad y la eficacia del uso de combate.
La aparición en el arsenal de cualquier misil antiaéreo hipersónico (GZR) del ejército obligará a la aviación estratégica a "esconderse" en los aeródromos, ya que La distancia máxima a partir de la cual se pueden usar los misiles de crucero bombardero, tal GZR se superará en unos pocos minutos. Aumentar el alcance, la precisión y la maniobrabilidad del GZR les permitirá derribar a los ICBM enemigos a cualquier altitud, así como interrumpir un ataque masivo de bombarderos estratégicos antes de que alcancen las líneas de lanzamiento de misiles de crucero. El piloto del "estratega" probablemente detectará el lanzamiento del GZR, pero es poco probable que pueda desviar el avión de la derrota.
Los desarrollos de GLA, que ahora se llevan a cabo de manera intensiva en países desarrollados, muestran que están buscando una herramienta confiable (arma) que pueda destruir el arsenal nuclear del enemigo antes de usar armas nucleares, como el último argumento en defensa de la soberanía estatal. Las armas hipersónicas pueden usarse en los principales centros de poder político, económico y militar del estado.
Hypersound en Rusia no se olvida, se está trabajando para desarrollar armas de misiles basadas en esta tecnología (Sarmat ICBM, Rubezh ICBM, X-90), pero confiar en un solo tipo de armamento (arma milagrosa, ") Al menos estaría mal.
Todavía no hay claridad en la creación del PAK SÍ, ya que los requisitos básicos para su uso previsto y uso de combate aún son desconocidos. Los bombarderos estratégicos existentes, como componentes de la tríada nuclear de Rusia, están perdiendo gradualmente su importancia debido a la aparición de nuevos tipos de armas, incluidas las hipersónicas.
El curso de "contención" de Rusia, proclamado como la tarea principal de la OTAN, es objetivamente capaz de conducir a una agresión contra nuestro país, en el cual el Ejército del Tratado del Atlántico Norte estará preparado y armado con medios modernos. En cuanto a la cantidad de personal y armamentos, la OTAN supera a Rusia por 5 - 10 veces. Se está construyendo un "cinturón sanitario" alrededor de Rusia, incluyendo bases militares y posiciones de defensa de misiles. En esencia, los eventos dirigidos por la OTAN se describen en términos militares como entrenamiento operativo de un teatro de operaciones (teatro de operaciones). En este caso, la principal fuente de suministros de armas sigue siendo Estados Unidos, como fue el caso en la Primera y Segunda Guerra Mundial.
Un bombardero estratégico hipersónico puede, dentro de una hora, estar en cualquier punto del globo sobre cualquier objeto militar (base) desde el cual se asegura el suministro de recursos a las fuerzas militares, incluido el "cinturón sanitario". Poco vulnerable a los sistemas de defensa antimisiles y de defensa aérea, puede destruir tales objetos con poderosas armas no nucleares de alta precisión. La presencia de tal GLA en tiempos de paz será un factor disuasivo adicional para los partidarios de las aventuras militares globales.
El GLA civil puede convertirse en una base técnica para un avance en el desarrollo de vuelos intercontinentales y tecnologías espaciales. Los antecedentes científicos y técnicos de los proyectos Tu-2000, M-19 y Ajax siguen siendo relevantes y pueden estar en demanda.
¿Cuál será el futuro de PAK DA? Subsónico con SGKR o hipersónico con armas convencionales modificadas, para decidir a los clientes: el Ministerio de Defensa y el Gobierno de Rusia.
“Quien más antes de la batalla gane por cálculo preliminar, tiene muchas oportunidades. Quien más antes de la batalla no gane por cálculo, tiene pocas posibilidades. Quien tiene muchas oportunidades - gana. Quien tiene pocas posibilidades - no gana. Además, el que no tiene ninguna posibilidad en absoluto ". / Sun Tzu, "El arte de la guerra" /
Experto militar Alexei Leonkov
Por separado, me gustaría señalar que al diseñar el ingeniero de aeronaves interceptor supersónico MiG-31 G.Ye. Lozino-Lozinsky utilizó materiales avanzados (titanio, molibdeno, etc.) en el diseño del fuselaje, lo que permitió que la aeronave alcanzara una altura récord de vuelo tripulado (MiG-31D) y velocidad máxima en 7000 km / h en la atmósfera superior. En 1977, el piloto de pruebas Alexander Fedotov estableció en su predecesor MiG-25 el récord mundial absoluto de altitud de vuelo: medidores 37650 (para comparación, el SR-71 tiene una altura máxima de vuelo de metros 25929). Desafortunadamente, aún no se crearon motores para volar a grandes alturas en una atmósfera altamente enrarecida, ya que estas tecnologías solo se desarrollaron en las profundidades de los institutos de investigación soviéticos y las agencias de diseño como parte de numerosos estudios experimentales.
Una nueva etapa en el desarrollo de la tecnología de hipersonido fueron los proyectos de investigación para crear sistemas aeroespaciales que combinaron las capacidades de la aviación (acrobacias aéreas y maniobras, aterrizaje en la pista) y naves espaciales (puesta en órbita, vuelo orbital, descenso desde la órbita). En la URSS y los EE. UU., Estos programas han funcionado en parte, revelando al mundo el avión orbital Buran y el Transbordador espacial.
¿Por qué parcialmente? El hecho es que el lanzamiento del avión en órbita se llevó a cabo con la ayuda de un vehículo de lanzamiento. El costo de la retirada fue enorme, alrededor de 450 millones de dólares (según el programa Space Shuttle), que fue varias veces más alto que el costo de los aviones civiles y militares más caros, no permitió que el avión orbital produjera un producto en masa. La necesidad de invertir fondos gigantescos en la creación de infraestructura que proporcione vuelos intercontinentales ultrarrápidos (centros espaciales, centros de control de vuelos, complejos de llenado de combustible) finalmente ha enterrado la perspectiva del tráfico de pasajeros.
El único cliente, al menos de alguna manera interesado en dispositivos hipersónicos, seguía siendo el ejército. Es cierto que este interés era episódico. Los programas militares de la URSS y los EE. UU. Para la creación de aeronaves aeroespaciales avanzaron por diferentes caminos. Aún así, se implementaron de manera más consistente en la URSS: desde el proyecto para crear una PKA (nave espacial de planificación) hasta MAKS (sistema espacial de aviación multipropósito) y Buran, una cadena consistente e ininterrumpida de bases científicas y técnicas que se construyeron, sobre la base de las cuales se construyó la base del futuro. Vuelos experimentales de prototipos de aviones hipersónicos.
Las agencias de diseño de cohetes continuaron mejorando sus ICBM. Con el advenimiento de los modernos sistemas de defensa aérea y los sistemas de defensa de misiles capaces de derribar unidades de combate de ICBM a gran distancia, comenzaron a imponer nuevas demandas a los elementos llamativos de los misiles balísticos. Las ojivas del nuevo ICBM debían superar la defensa aérea y de misiles del enemigo. Así que aparecieron unidades de combate capaces de superar el A / C a velocidades hipersónicas (M = 5-6).
El desarrollo de la tecnología hipersónica para las unidades de combate (ojivas) de los ICBM permitió el lanzamiento de varios proyectos para crear defensa y ofensiva hipersónica. armas - Cinética (railgun), dinámica (misiles de crucero) y espacio (impacto desde la órbita).
La revitalización de la rivalidad geopolítica entre Estados Unidos, Rusia y China reanimó el tema del hipersonido como una herramienta prometedora capaz de proporcionar una ventaja en el campo del espacio y las armas de cohetes. El mayor interés en estas tecnologías también se debe al concepto de causar el máximo daño al enemigo con armas convencionales (no nucleares), que en realidad es implementado por los países de la OTAN liderados por los Estados Unidos.
De hecho, si los comandantes militares tienen al menos un centenar de dispositivos hipersónicos no nucleares que superan fácilmente los sistemas de defensa aérea y de misiles existentes, este "último argumento de los reyes" afecta directamente el equilibrio estratégico entre las potencias nucleares. Además, en el futuro, un cohete hipersónico puede destruir elementos de fuerzas nucleares estratégicas tanto desde el aire como desde el espacio dentro de un período de no más de una hora desde el momento de la decisión hasta el momento de golpear el objetivo. Es esta ideología incluida en el programa militar estadounidense Prompt Global Strike (huelga global rápida).
¿Es este programa viable en la práctica? Los argumentos "a favor" y "en contra" se dividieron aproximadamente por igual. Vamos a resolverlo.
Programa estadounidense Prompt Global Strike
el concepto de Prompt Global Strike (PGS) fue adoptado en la década de 2000 por iniciativa del mando de las Fuerzas Armadas de los Estados Unidos. Su elemento clave es la capacidad de realizar un ataque no nuclear en cualquier parte del mundo dentro de los 60 minutos posteriores a la toma de una decisión. El trabajo en el marco de este concepto se está llevando a cabo simultáneamente en varias direcciones.
Primera direccion pgsY lo más realista desde un punto de vista técnico, fue el uso de ICBM con ojivas no nucleares de alta precisión, incluidas las agrupadas, que están equipadas con un conjunto de submuniciones autoguiadas. Como prueba de esta dirección, se seleccionó el ICBM Trident II D5 basado en el mar, que ofrece elementos llamativos al rango máximo de kilómetros 11300. En este momento, se está trabajando para reducir las ojivas QUO a valores en los medidores 60-90.
La segunda dirección es PGS. seleccionados misiles de crucero hipersónicos estratégicos (SGCR). Como parte del concepto adoptado, se está implementando el subprograma X-51A Waverider (SED-WR). Por iniciativa de la Fuerza Aérea de EE. UU. Y el apoyo de DARPA, desde 2001, Pratt & Whitney y Boeing han llevado a cabo el desarrollo de un misil hipersónico.
El primer resultado del trabajo en curso debe ser el surgimiento de un demostrador de tecnología con un motor hipersónico ramjet instalado por 2020 año. Según los expertos, el SGCR con este motor puede tener los siguientes parámetros: velocidad de vuelo M = 7 - 8, rango de vuelo máximo 1300-1800 km, altitud de vuelo 10-30 km.
En mayo, 2007, después de una revisión detallada del progreso del trabajo en el X-51A WaveRider, los clientes militares aprobaron el diseño del cohete. El SGCB experimental Boeing X-51A WaveRider es un clásico misil de crucero con el scramjet ventral y la unidad de cola de cuatro consolas. Los materiales y el espesor de la protección térmica pasiva se seleccionaron de acuerdo con las estimaciones calculadas de los flujos de calor. El módulo de la nariz del cohete está hecho de tungsteno con un revestimiento de silicona, que resiste el calentamiento cinético a 1500 ° C. En la superficie inferior del cohete, donde se esperan temperaturas de hasta 830 ° C, se utilizan baldosas de cerámica que fueron desarrolladas por Boeing para el programa del transbordador espacial. El cohete X-51A debe cumplir con altos requisitos de baja visibilidad (EPR no más de 0,01 m 2). Para acelerar el producto a una velocidad correspondiente a M = 5, se planea instalar un propulsor de cohete tándem de combustible sólido.
Como el transportista principal SGKR se supone que utiliza aviones de aviones estratégicos de los EE. UU. Hasta ahora no hay información sobre cómo se colocarán estos misiles, debajo del ala o dentro del fuselaje del "estratega".
PGS 3 Son programas para crear sistemas de armas cinéticas, golpeando objetivos desde la órbita de la Tierra. Los estadounidenses calcularon en detalle los resultados del uso de combate de una varilla de tungsteno de 6 metros de largo y 30 cm de diámetro, cayeron desde la órbita y golpearon un objeto terrestre a una velocidad de 3500 m / s. Según los cálculos, la energía equivalente a las 12 toneladas de trinitrotolueno (trotilo) se libera en el punto de reunión.
La justificación teórica lanzó proyectos de dos vehículos hipersónicos (Falcon HTV-2 y AHW), que serán lanzados en órbita por los vehículos de lanzamiento y en modo de combate podrán planificar en la atmósfera a una velocidad cada vez mayor al acercarse al objetivo. Si bien estos desarrollos se encuentran en la etapa de diseño preliminar y puesta en marcha experimental. Los principales problemas problemáticos son los sistemas de base en el espacio (grupos espaciales y plataformas de combate), los sistemas de selección de blancos de alta precisión y el lanzamiento seguro en órbita (cualquier lanzamiento y cualquier objeto orbital son abiertos por los sistemas rusos de alerta de ataques con misiles y de control espacial). Los estadounidenses esperan resolver el problema sigiloso después del año 2019, con el lanzamiento de un sistema aeroespacial reutilizable que pondrá la carga útil en órbita "en un avión" a través de dos etapas: un avión de transporte (basado en Boeing 747) y un avión espacial no tripulado (basado en prototipo de aparato X-37В).
Cuarta dirección pgs es un programa para crear un avión de reconocimiento hipersónico no tripulado basado en el famoso Lockheed Martin SR-71 Blackbird.
La división Lockheed, Skunk Works, está desarrollando actualmente un UAV prometedor bajo el nombre de trabajo SR-72, que debería ser el doble de la velocidad máxima del SR-71, alcanzando valores alrededor de M = 6.
El desarrollo de un explorador hipersónico está plenamente justificado. Primero, el SR-72, debido a su velocidad colosal, será poco vulnerable para los sistemas de defensa aérea. En segundo lugar, llenará los "huecos" en el trabajo de los satélites, extrayendo rápidamente la información estratégica y detectando complejos ICBM móviles, conexiones de barcos y agrupaciones de fuerzas enemigas en el teatro de operaciones.
También se están considerando dos variantes del avión SR-72, tripulado y no tripulado, y su uso como bombardero, portador de armas de precisión, tampoco está excluido. Lo más probable es que los misiles ligeros sin un motor principal puedan usarse como armas, ya que no son necesarios cuando se lanzan a la velocidad en 6 M. El peso liberado es probable que se use para aumentar la potencia de la UC. El prototipo de vuelo del avión Lockheed Martin está programado para mostrarse en el año 2023.
Proyecto chino de aviones hipersónicos DF-ZF
27 Abril 2016, la edición estadounidense del Washington Free Beacon, citando fuentes en el Pentágono, informó al mundo sobre la séptima prueba de un avión chino supersónico DZ-ZF. El avión fue lanzado desde el cosmódromo de Taiyuan (provincia de Shanxi). Según el periódico, el avión realizó maniobras a velocidades de 6400 a 11200 km / h, y cayó en el sitio de prueba en el oeste de China.
"Según la información de inteligencia de Estados Unidos, China planea usar un avión hipersónico como medio para entregar armas nucleares capaces de superar los sistemas de defensa de misiles", señala la publicación. "El DZ-ZF también puede usarse como un arma capaz de destruir un objetivo en cualquier parte del mundo en una hora".
De acuerdo con el análisis realizado por la inteligencia estadounidense de toda la serie de pruebas, los lanzamientos de la aeronave hipersónica fueron realizados por los misiles balísticos de corto alcance DF-15 y DF-16 (rango de hasta 1000 km), así como de rango medio DF-21 (rango 1800 km). No se excluyeron las pruebas adicionales de los lanzamientos en los ICBM DF-31А (rango de km 11200). De acuerdo con el programa de prueba, se conoce lo siguiente: separar del portador en las capas superiores de la atmósfera, el aparato de forma cónica con aceleración planeada hacia abajo y maniobrado en la trayectoria de la salida hacia el objetivo.
A pesar de las numerosas publicaciones de medios extranjeros de que el avión hipersónico chino (GLA) está destinado a destruir a los portaaviones estadounidenses, los expertos militares chinos se mostraron escépticos ante tales declaraciones. Señalaron el hecho bien conocido de que la velocidad supersónica de un GLA crea una nube de plasma alrededor del vehículo, que interfiere con el funcionamiento del radar a bordo durante el ajuste del rumbo y apunta a un objetivo en movimiento como un portaaviones.
Como se dijo en una entrevista con China Daily por el profesor de la PLA Rocket Forces Command College, el Coronel Shao Yonglin: “La velocidad y el rango súper altos lo convierten (GLA) en un medio excelente para destruir objetivos terrestres. En el futuro, puede reemplazar a los misiles balísticos intercontinentales ".
Según el informe del comité correspondiente del Congreso de los EE. UU., El DZ-ZF puede ser adoptado por el PLA en el año 2020, y su versión mejorada de largo alcance - por el año 2025.
Antecedentes científicos y técnicos de Rusia - aviones hipersónicos
Hipersónico tu-xnumx
En la URSS, el trabajo en un avión hipersónico comenzó en la Oficina de Diseño de Tupolev en medio de los 1970-s, basado en el avión de pasajeros de producción Tu-144. Realicé investigación y diseño de la aeronave, con una velocidad de hasta M = 6 (TU-260) y un rango de vuelo de 12000 km, así como una aeronave intercontinental hipersónica TU-360. Su distancia de vuelo era llegar a 16000 km. Incluso se preparó un avión hipersónico de pasajeros Tu-244, diseñado para volar a una altitud de 28-32 km con una velocidad de M = 4,5-5.
En febrero, 1986 en los Estados Unidos comenzó la investigación y el desarrollo para crear un avión espacial X-30 con una planta de energía de chorro de aire capaz de entrar en órbita en una versión de una sola etapa. El proyecto del Plan Nacional Aeroespacial (NASP) se caracterizó por una gran cantidad de nuevas tecnologías, cuya clave fue un motor ramjet hipersónico de modo dual, que permite volar a velocidades de M = 25. Según la información obtenida por el servicio de inteligencia de la URSS, el NASP se elaboró con fines civiles y militares.
La respuesta al desarrollo del X-30 transatmosférico (NASP) fue la resolución del gobierno de la URSS de 27 en enero y 19 en julio de 1986 sobre la creación del equivalente del avión aeroespacial estadounidense (VCS). 1 de septiembre 1986, el Ministerio de Defensa emitió una tarea técnica para un avión aeroespacial reutilizable de una sola etapa (MVKS). De acuerdo con esta asignación técnica, se suponía que MVKS debía garantizar la entrega eficiente y económica de la carga a la órbita cercana a la Tierra, el transporte intercontinental transatmosférico de alta velocidad y la solución de tareas militares tanto en la atmósfera como en el espacio cercano. De los trabajos presentados a la competencia, la Oficina de Diseño de Tupolev, la Oficina de Diseño de Yakovlev y NPO Energia aprobaron el proyecto Tu-2000.
Como resultado de estudios preliminares en el marco del programa MVKS, la planta de energía se seleccionó sobre la base de soluciones probadas y probadas. Los motores a reacción existentes (WFD) que utilizaban aire atmosférico tenían limitaciones de temperatura, se usaban en aviones cuya velocidad no excedía de M = 3, y los motores de cohetes tenían que llevar una gran cantidad de combustible a bordo y no eran adecuados para vuelos largos en la atmósfera . Por lo tanto, se tomó una decisión importante: que el avión podría volar a velocidades supersónicas y en todas las altitudes, sus motores deberían tener las características de la aviación y la tecnología espacial.
Resultó que lo más racional para una aeronave hipersónica es un motor ramjet (ramjet), que no tiene partes giratorias, en combinación con un motor turborreactor (TRD) para la aceleración. Se asumió que para vuelos con velocidades hipersónicas, el ramjet sobre hidrógeno líquido es el más adecuado. Un motor auxiliar es un motor turborreactor que funciona con queroseno o hidrógeno líquido.
Como resultado, se adoptó la variante de trabajo como una combinación de un turbofan económico que opera en el rango de velocidad M = 0-2,5, el segundo motor - RAMJET, que acelera la aeronave a M = 20 y LRE para entrar en órbita (aceleración a la primera velocidad cósmica 7,9 km / s ) y proporcionar maniobras orbitales.
Debido a la complejidad de resolver un conjunto de tareas científicas, técnicas y tecnológicas para crear un programa MVKS de una sola etapa, el programa se dividió en dos etapas: la creación de un avión experimental hipersónico con una velocidad de vuelo de hasta M = 5-6, y el desarrollo de un prototipo o sistema de videoconferencia orbital que proporciona el experimento de vuelo. Vuelos, hasta la caminata espacial. Además, en la segunda etapa del trabajo de MVKS, se planificó crear variantes del bombardero espacial Tu-2000B, que fue diseñado como un avión biplaza con un rango de kilómetros de 10000 y un peso de despegue de toneladas de 350. Se suponía que seis motores propulsados por hidrógeno líquido proporcionaban la velocidad M = 6-8 a una altitud de 30-35 km.
Según los expertos OKB ellos. A.N.Tupolev, se suponía que el costo de construcción de un VKS sería de aproximadamente 480 millones de dólares, en precios de 1995 del año (a un costo de OCR 5,29 mil millones de dólares). El costo de lanzamiento estimado debería haber sido 13,6 millones de dólares, con el número de arranques 20 por año.
Por primera vez, el diseño del avión Tu-2000 se mostró en la exposición Mosaeroshow-92. Antes de que se detuviera el trabajo en el año 1992, para el Tu-2000, se hizo lo siguiente: la caja del ala hecha de aleación de níquel, elementos del fuselaje, tanques de combustible criogénico y líneas de combustible compuesto.
M-19 atómico
Un "competidor" de larga data en aviones estratégicos OKB im. Tupolev - Planta experimental de construcción de maquinaria (ahora EMZ them. Myasishchev) también participó en el desarrollo de videoconferencias de una sola etapa en el marco de la investigación y el desarrollo "Cold-2". El proyecto se llamó "M-19" e incluyó un estudio sobre los siguientes temas:
Tema 19-1. Creación de un laboratorio volador con una planta de energía con combustible de hidrógeno líquido, desarrollo de tecnología para trabajar con combustible criogénico;
Theme19-2. Trabajos de diseño para determinar la apariencia de un avión hipersónico;
Tema 19-3. Trabajos de diseño para determinar la apariencia de un prometedor sistema de videoconferencia;
Tema 19-4. Trabajos de diseño para determinar la apariencia de alternativas.
Sistema de propulsión nuclear con propulsión nuclear..
El trabajo en el futuro VKS se llevó a cabo bajo la supervisión directa del Diseñador General V.M. Myasishchev y el diseñador general A.D. Tohuntsa Para llevar a cabo los componentes de I + D, se aprobaron planes de trabajo conjuntos con empresas del MAP de la URSS, entre ellas: TsAGI, CIAM, NIIAS, ITPM y muchas otras, así como con el Instituto de Investigación de la Academia de Ciencias y el Ministerio de Defensa.
La apariencia del VKS M-19 de una etapa se determinó después de estudiar numerosas opciones de configuración aerodinámica alternativas. En cuanto a los estudios de las características de una central eléctrica de tipo nuevo, los modelos Scramjet se llevaron a cabo en túneles de viento a velocidades correspondientes a los números M = 3-12. Para evaluar la efectividad futura del VKS, también se desarrollaron modelos matemáticos del aparato y la planta de energía de propulsión nuclear combinada (YARD).
El uso de VCS con un sistema de propulsión nuclear combinado sugirió posibilidades mejoradas para la exploración intensiva del espacio cercano a la Tierra, incluidas las órbitas geoestacionarias remotas, y las áreas del espacio profundo, incluida la Luna y el espacio cercano a la Luna.
La presencia de una instalación nuclear a bordo del VCS también permitiría su uso como un potente centro de energía para la operación de nuevos tipos de armas espaciales (vigas, armas de rayos, medios para influir en las condiciones climáticas, etc.).
El sistema de propulsión combinada (KDU) incluye:
El motor de cohete de propulsión nuclear (YARD) basado en un reactor nuclear con protección radiológica;
Motores de doble turborreactor 10 (DTRDF) con intercambiadores de calor en los circuitos internos y externos y en el posquemador;
Motores ramjet hipersónicos (scramjet);
Dos turbocompresores para garantizar el flujo de hidrógeno a través de los intercambiadores de calor DTRDF;
Nodo de distribución con unidades de turbobomba, intercambiadores de calor y válvulas de tubería, sistemas de control de combustible.
El hidrógeno se usó como combustible para DTDRDF y scramjet, también fue el medio de trabajo en el circuito cerrado de la NRE.
En su forma final, el concepto M-19 tenía este aspecto: el despegue y la aceleración inicial del VKS de 500-ton funciona como un avión de propulsión nuclear con motores de ciclo cerrado, y el hidrógeno sirve como refrigerante que transfiere el calor del reactor a diez turborreactores. A medida que se realiza la aceleración y el ascenso, el hidrógeno comienza a fluir hacia las cámaras de poscombustión de los motores turbofan, y un poco más tarde hacia el GPRVD directo. Finalmente, a una altitud de 50 km, a una velocidad de vuelo de más de 16M, se activa un rotor atómico de radiación nuclear con un empuje de 320 mc, que proporcionó una salida a la órbita de trabajo en altitud 185-200 en kilómetros. Con una masa de despegue de aproximadamente 500 toneladas, el V-X M-19 tuvo que lanzarse a una órbita de referencia con una inclinación de 57,3 °, una carga útil de aproximadamente 30-40 toneladas.
Es necesario tener en cuenta el poco conocido hecho de que, al calcular las características de la KDU en un turborreactor, el flujo de cohetes y los regímenes de vuelo hipersónico, se utilizaron los resultados de los estudios experimentales y los cálculos realizados en Tsiam, Tsagi e ITAM de la Academia de Ciencias de la URSS.
Ajax "- hipersonido de una manera nueva
El trabajo sobre la creación de un avión hipersónico se llevó a cabo en el SKB "Neva" (San Petersburgo), sobre la base de que se formó la Empresa de Investigación Científica Estatal de velocidades hipersónicas (ahora OJSC NIPGS HC "Leninets").
En NIPGS para crear GLA se acercó a una forma fundamentalmente nueva. El concepto Alax se lanzó al final de los 80. Vladimir Lvovich Freistadt. Su esencia es que el GLA no tiene protección térmica (a diferencia de la mayoría de los VKS y GLA). El flujo de calor que surge durante el vuelo hipersónico se inyecta en el HVA para aumentar su recurso energético. Por lo tanto, Alax GLA fue un sistema aerotermodinámico abierto que convirtió parte de la energía cinética de la corriente de aire hipersónica en química y eléctrica, resolviendo simultáneamente el problema de enfriar el fuselaje. Con este fin, se diseñaron los componentes principales de un reactor de recuperación de calor químico con un catalizador ubicado debajo de la estructura del avión.
La guarnición del avión en los lugares más estresados térmicamente tenía una capa de dos capas. Entre las capas de la cubierta se colocó un catalizador de material resistente al calor ("lana de níquel"), que era un subsistema de enfriamiento activo con reactores químicos de recuperación de calor. Según los cálculos, en todos los modos de vuelo hipersónico, la temperatura de los elementos de la aeronave GLA no superó 800-850 ° С.
El GLA incluye un motor de chorro de aire de flujo directo con combustión supersónica y un motor principal (sustentador), un motor químico magneto-plasma (MPCD) integrado con la estructura del avión. El MPCD fue diseñado para controlar el flujo de aire usando un acelerador magnético dinámico de gas (acelerador MHD) y generar electricidad usando un generador MHD. El generador tenía una potencia de hasta 100 MW, que era suficiente para alimentar un láser capaz de golpear varios objetivos en órbitas cercanas a la Tierra.
Se asumió que el MPCD en marcha podrá cambiar la velocidad de vuelo en una amplia gama de números de Mach de vuelo. Debido a la desaceleración del flujo hipersónico por el campo magnético, se crearon condiciones óptimas en la cámara de combustión supersónica. Cuando se probó en TsAGI, se reveló que el combustible de hidrocarburo creado bajo el concepto Ajax se quema varias veces más rápido que el hidrógeno. El acelerador MHD podría "acelerar" los productos de combustión, aumentando la velocidad máxima de vuelo a M = 25, lo que garantizaba el acceso a la órbita cercana a la Tierra.
La versión civil de la aeronave hipersónica se calculó en la velocidad de vuelo de 6000-12000 km / h, el rango de vuelo es de hasta 19000 km y el transporte de pasajeros de 100. No hay información sobre los desarrollos militares del proyecto Ajax.
Concepto ruso de hipersonido - cohetes y PAK DA
El trabajo realizado en la URSS y en los primeros años de la existencia de la nueva Rusia en tecnologías hipersónicas sugiere que la metodología doméstica original y los antecedentes científicos y técnicos se han conservado y utilizado para crear el GLA ruso, tanto en el diseño de cohetes como de aviones.
En el año 2004, durante los ejercicios de comando y personal "Seguridad 2004", el Presidente de Rusia V.V. Putin hizo una declaración, aún perturbando la mente del "público". “Se llevaron a cabo experimentos y algunas pruebas ... Pronto, las Fuerzas Armadas rusas recibirán complejos de combate capaces de operar a distancias intercontinentales, a velocidad hipersónica, con gran precisión, con una amplia maniobra en altura y dirección de impacto. Estos complejos harán que cualquier modelo de defensa de misiles sea poco realista, existente o prospectivo ".
Algunos medios de comunicación nacionales han interpretado esta declaración de la mejor manera posible. Por ejemplo: "En Rusia, se desarrolló el primer cohete hipersónico de maniobra del mundo, que se lanzó desde un bombardero Tu-160 estratégico en febrero 2004, cuando se realizaron los ejercicios de comando y control" Seguridad 2004 "
De hecho, en los ejercicios se lanzó el misil balístico PC-18 Stilet con un nuevo equipo de combate. En lugar de una ojiva convencional, había un dispositivo en el PC-18 capaz de cambiar la altura y la dirección de vuelo, y así superar cualquier defensa antimisiles, incluida la estadounidense. Aparentemente, la unidad probada durante los simulacros de seguridad 2004 era un misil de crucero hipersónico (HRS) X-90 poco conocido desarrollado en el ICD de Raduga al comienzo de los 1990.
A juzgar por las características de rendimiento de este misil, el bombardero estratégico Tu-160 puede llevar a bordo dos X-90. El resto de las características se ven así: la masa del cohete es 15 tons, el motor principal es el scramjet, el acelerador es el motor de cohete propulsante sólido, la velocidad de vuelo es 4-5 M, la altura de lanzamiento es 7000-XXXXX el número de ojivas - 7000, el poder de la ojiva - 20000 CT.
En la disputa de que el avión o el cohete es mejor, los aviones se pierden más a menudo, ya que los cohetes resultaron ser más rápidos y más eficientes. Y el avión se convirtió en el portador de misiles de crucero capaces de golpear objetivos a una distancia de 2500-5000 km. Al lanzar un cohete al objetivo, el bombardero estratégico no entró en la zona de la defensa aérea opuesta, por lo que no tenía sentido hacerlo hipersónico.
La "competencia hipersónica" entre el avión y el cohete se está acercando a un nuevo desenlace con un resultado predecible: los misiles están nuevamente por delante del avión.
Estimamos la situación. Armados con la aviación de largo alcance, que forma parte del VKS de Rusia, están los turbopropulsores 60 Tu-95MS y 16 y los bombarderos a reacción Tu-160. La vida útil de Tu-95MS vence después de 5-10 años. El Ministerio de Defensa decidió aumentar el número de unidades Tu-160 a 40. Se está trabajando para actualizar el Tu-160. Por lo tanto, el nuevo Tu-160M pronto comenzará a llegar al VKS. Tupolev Design Bureau es también el principal desarrollador del prometedor complejo de aviación de largo alcance (PAK DA).
Nuestro "probable adversario" no se está reclinando, él está invirtiendo dinero en el desarrollo del concepto de Prompt Global Strike (PGS). Las posibilidades del presupuesto militar de los EE. UU. En términos de financiamiento exceden significativamente las capacidades del presupuesto ruso. El Ministerio de Finanzas y el Ministerio de Defensa están discutiendo sobre la cantidad de fondos para el programa de armamento estatal para el período hasta 2025. Y estamos hablando no solo de los gastos actuales para la compra de nuevas armas y equipo militar, sino también de desarrollos prometedores, que incluyen las tecnologías PAK DA y GLA.
En la creación de municiones hipersónicas (misiles o proyectiles) no está todo claro. La clara ventaja del hipersonido es la velocidad, el corto tiempo para alcanzar el objetivo, la alta garantía de superar la defensa aérea y los sistemas de defensa de misiles. Sin embargo, existen muchos problemas: el alto costo de las municiones desechables, la complejidad del control al cambiar la trayectoria de vuelo. Estas deficiencias fueron argumentos decisivos en la reducción o el cierre de programas en un hipersonido tripulado, es decir, un avión hipersónico.
El problema del alto costo de las municiones se puede resolver con la presencia a bordo de una aeronave de un complejo de computación poderoso para calcular los parámetros de bombardeo (lanzamiento), que convierte bombas y misiles comunes en armas de alta precisión. Los sistemas de computación a bordo similares instalados en las ojivas de misiles hipersónicos pueden equipararse a la clase de armas de precisión estratégica, que, según los expertos militares del PLA, pueden reemplazar los complejos de ICBM. La presencia de aviones de misiles estratégicos de largo alcance pondrá en duda la necesidad de mantener la aviación de largo alcance, ya que tiene limitaciones en la velocidad y la eficacia del uso de combate.
La aparición en el arsenal de cualquier misil antiaéreo hipersónico (GZR) del ejército obligará a la aviación estratégica a "esconderse" en los aeródromos, ya que La distancia máxima a partir de la cual se pueden usar los misiles de crucero bombardero, tal GZR se superará en unos pocos minutos. Aumentar el alcance, la precisión y la maniobrabilidad del GZR les permitirá derribar a los ICBM enemigos a cualquier altitud, así como interrumpir un ataque masivo de bombarderos estratégicos antes de que alcancen las líneas de lanzamiento de misiles de crucero. El piloto del "estratega" probablemente detectará el lanzamiento del GZR, pero es poco probable que pueda desviar el avión de la derrota.
Los desarrollos de GLA, que ahora se llevan a cabo de manera intensiva en países desarrollados, muestran que están buscando una herramienta confiable (arma) que pueda destruir el arsenal nuclear del enemigo antes de usar armas nucleares, como el último argumento en defensa de la soberanía estatal. Las armas hipersónicas pueden usarse en los principales centros de poder político, económico y militar del estado.
Hypersound en Rusia no se olvida, se está trabajando para desarrollar armas de misiles basadas en esta tecnología (Sarmat ICBM, Rubezh ICBM, X-90), pero confiar en un solo tipo de armamento (arma milagrosa, ") Al menos estaría mal.
Todavía no hay claridad en la creación del PAK SÍ, ya que los requisitos básicos para su uso previsto y uso de combate aún son desconocidos. Los bombarderos estratégicos existentes, como componentes de la tríada nuclear de Rusia, están perdiendo gradualmente su importancia debido a la aparición de nuevos tipos de armas, incluidas las hipersónicas.
El curso de "contención" de Rusia, proclamado como la tarea principal de la OTAN, es objetivamente capaz de conducir a una agresión contra nuestro país, en el cual el Ejército del Tratado del Atlántico Norte estará preparado y armado con medios modernos. En cuanto a la cantidad de personal y armamentos, la OTAN supera a Rusia por 5 - 10 veces. Se está construyendo un "cinturón sanitario" alrededor de Rusia, incluyendo bases militares y posiciones de defensa de misiles. En esencia, los eventos dirigidos por la OTAN se describen en términos militares como entrenamiento operativo de un teatro de operaciones (teatro de operaciones). En este caso, la principal fuente de suministros de armas sigue siendo Estados Unidos, como fue el caso en la Primera y Segunda Guerra Mundial.
Un bombardero estratégico hipersónico puede, dentro de una hora, estar en cualquier punto del globo sobre cualquier objeto militar (base) desde el cual se asegura el suministro de recursos a las fuerzas militares, incluido el "cinturón sanitario". Poco vulnerable a los sistemas de defensa antimisiles y de defensa aérea, puede destruir tales objetos con poderosas armas no nucleares de alta precisión. La presencia de tal GLA en tiempos de paz será un factor disuasivo adicional para los partidarios de las aventuras militares globales.
El GLA civil puede convertirse en una base técnica para un avance en el desarrollo de vuelos intercontinentales y tecnologías espaciales. Los antecedentes científicos y técnicos de los proyectos Tu-2000, M-19 y Ajax siguen siendo relevantes y pueden estar en demanda.
¿Cuál será el futuro de PAK DA? Subsónico con SGKR o hipersónico con armas convencionales modificadas, para decidir a los clientes: el Ministerio de Defensa y el Gobierno de Rusia.
“Quien más antes de la batalla gane por cálculo preliminar, tiene muchas oportunidades. Quien más antes de la batalla no gane por cálculo, tiene pocas posibilidades. Quien tiene muchas oportunidades - gana. Quien tiene pocas posibilidades - no gana. Además, el que no tiene ninguna posibilidad en absoluto ". / Sun Tzu, "El arte de la guerra" /
Experto militar Alexei Leonkov
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