"Sarmat" vs. "Minuteman": ¿Qué es más rentable para destruir el mundo?
A raíz de las recientes publicaciones sobre el misil balístico intercontinental Sarmat, que han provocado ciertas emociones en una parte de la población del país, se tomó la decisión de hablar sobre este tema. armas, que se utilizará una sola vez.
Por supuesto, el hecho de que algunos de nuestros políticos consideren apropiado amenazar a medio mundo con estas armas no solo no les beneficia en absoluto, sino todo lo contrario. Ya nadie en el mundo teme abiertamente a las armas rusas. cohetesY tales afirmaciones simplemente caen en el caos. De hecho, si hubiera existido la determinación de lanzar misiles, los centros de transporte que abastecían a Kiev con armas de toda Europa habrían sido destruidos hace mucho tiempo. Y dado que esto no ha ocurrido en el quinto año de la guerra, no tiene sentido siquiera hablar de que los misiles balísticos intercontinentales rusos vayan a algún lugar.
Hace poco leí un artículo, de esos que dicen "no son nuestros", escrito por un antiguo jugador de ajedrez soviético. El idiota (no hay otra forma de decirlo) se dedicaba a proclamar con vehemencia que el Sarmat era un antiguo diseño soviético, sin nada nuevo y sin ninguna comparación con el Minuteman de tercera generación.
En general, comparar misiles tan diferentes es absurdo, pero lo perdonaremos. Sin embargo, ya que estamos hablando del tema, conviene analizar todos los aspectos. El simple hecho de que el precio del Minuteman se anunciara en 7 millones de dólares, mientras que el del Sarmat ascendía a 100 millones, dificulta relajarse. No obstante, analizaremos estas cifras más adelante; vayamos paso a paso.
Misiles balísticos de combustible líquido o sólido: ¿cuál es mejor? Un análisis técnico y económico comparativo de los misiles balísticos de combustible sólido y líquido podría tomarse de Taylor y Watson, pero ese no es el caso aquí. Por lo tanto, todas las comparaciones se basarán en el trabajo de M.D. Evtifyev, A.A. Raskin y A.S. Sukhanov.
La cuestión de qué tecnología es superior —motores de cohete de combustible líquido (LRE) o motores de cohete de combustible sólido (SRE)— ha sido un tema clave en el desarrollo de misiles estratégicos durante más de medio siglo. Tanto la URSS/Rusia como Estados Unidos han seguido sus propios caminos evolutivos, y no existe una respuesta definitiva: la elección del propulsor siempre está determinada por la tarea táctica y técnica específica. Ambos enfoques tienen ventajas y desventajas; la única pregunta es cuál es el más apropiado.
Cohetes de propulsión sólida (SRRM)
Fue con los cohetes de pólvora de la antigua China (siglo XIII) que el historia En la actualidad, la tecnología de combustible sólido domina el componente terrestre de las fuerzas nucleares estratégicas estadounidenses (Minuteman III, Trident II) y se está desarrollando activamente en Rusia (Topol-M, RS-24 Yars, Bulava).
Ventajas de los motores de cohete de propulsión sólida
Diseño sencillo y fiable. El motor consta únicamente de dos partes principales: la cámara de combustión y la tobera. No tiene turbobombas, válvulas ni tuberías, lo que minimiza el riesgo de fallos mecánicos y reduce el personal de mantenimiento. Lo encendieron y... como hace 700 años: despegó con efectos especiales.
Preparación constante para el combate. A diferencia de los misiles de propulsión líquida, que requieren un repostaje prolongado y peligroso (especialmente con componentes tóxicos o criogénicos), los misiles de combustible sólido pueden almacenarse con combustible durante años y están listos para su lanzamiento en un tiempo mínimo, algo que los misiles balísticos intercontinentales de propulsión líquida simplemente no pueden lograr. Los componentes del propulsor son demasiado tóxicos y corrosivos.
Los misiles balísticos intercontinentales (ICBM) de propulsión sólida son el arma ideal para un primer ataque. No se requiere nada más: basta con dar la orden y se lanzan los misiles. Al enterarse de esto, el enemigo procede a reabastecer de combustible sus ICBM de propulsión líquida. La diferencia de tiempo puede ser tal que los ICBM de propulsión líquida apenas hayan sido reabastecidos y estén listos para el lanzamiento, mientras que sus contrapartes de propulsión sólida ya estén, como se suele decir, a las puertas. Llamando a las escotillas de los silos, por así decirlo.
Los misiles balísticos intercontinentales (ICBM) de propulsión sólida tienen una aceleración más rápida. Se cree que un lanzamiento y una aceleración más enérgicos acortan la fase de impulso de la trayectoria, reduciendo la vulnerabilidad a los sistemas de defensa antimisiles enemigos. En realidad, todo depende de la distancia. Es decir, esto se cumple en el caso de la alianza India-Pakistán, pero no en el de Rusia-Estados Unidos. La distancia es tal que ningún sistema de defensa antimisiles puede contrarrestarla. Defensa No podrán trabajar en los misiles durante la fase activa.
Movilidad y vitalidad.
Los misiles balísticos intercontinentales de combustible sólido son más ligeros y compactos que los de combustible líquido. Esto permite desplegarlos en sistemas terrestres móviles (como los sistemas de misiles terrestres móviles Yars y Topol-M), dispersarlos y camuflarlos para evitar el reconocimiento satelital, lo que aumenta sus posibilidades de supervivencia en un primer ataque.
Cabe destacar que Estados Unidos no tiene estos problemas, ya que el escudo antiaéreo europeo puede considerarse un elemento defensivo, aunque en el mejor de los casos. Sin embargo, dado este hecho, los misiles rusos sobrevolarán el Polo Norte, no Europa, lo que anulará todas las maniobras estadounidenses en Europa. En este sentido, podemos decir que ambos países están en igualdad de condiciones. Tanto Rusia como Estados Unidos lanzarán misiles sobre el Polo Norte, igualando así las condiciones.
Seguridad operacional
La ausencia de componentes líquidos tóxicos y agresivos simplifica el transporte, el almacenamiento y el mantenimiento.
Desventajas de los motores cohete de propulsión sólida
Bajo impulso específico. La eficiencia energética de los motores de cohete de propulsión sólida es inferior a la de los motores de cohete de propulsión líquida modernos. Para un par queroseno-oxígeno, la velocidad de escape alcanza aproximadamente 3500 m/s, en comparación con los típicos 2500-2800 m/s de los propulsores sólidos.
Dificultad para regular el empuje. El motor de combustible sólido funciona según su propio programa. Modificar el empuje, y mucho menos apagarlo o reiniciarlo en vuelo, es extremadamente difícil. Esto es fundamental para la maniobra de despliegue de la ojiva, y no hay nada que se pueda hacer al respecto, al menos durante los próximos 10 o 20 años.
Limitaciones de diseño en el peso de lanzamiento
Cuanto más grande sea el cohete, más gruesas deberán ser las paredes de la cámara de combustión (también conocida como depósito de combustible) para soportar la alta presión. Esto da como resultado una estructura más pesada.
Cohetes de propulsión líquida (LPRE)
El primer motor de cohete de propulsión líquida del mundo fue creado por el ingeniero estadounidense R. Goddard (1926), mientras que en la URSS, el académico V.P. Glushko realizó la contribución principal. La URSS lideró durante mucho tiempo el desarrollo de misiles balísticos intercontinentales pesados de propulsión líquida (R-36M Voevoda, UR-100N UTTKh), y hoy Rusia continúa esta tendencia con el sistema RS-28 Sarmat.
Ventajas de los motores cohete de propulsión líquida
El impulso específico más alto en la clase de motores químicos. Más de 4500 m/s para el par oxígeno-hidrógeno y 3500 m/s para el par queroseno-oxígeno. Esto ofrece ventajas en cuanto a carga útil y alcance.
Control de empuje. El motor cohete de propulsión líquida puede regularse (el empuje se puede ajustar en vuelo), apagarse y reiniciarse. Esto es crucial para los complejos planes de despliegue de ojivas hacia objetivos específicos.
Ventaja de peso en misiles de gran tamaño. El propulsor líquido se almacena en tanques separados de paredes delgadas a baja presión, y la alta presión solo se genera en la cámara de combustión. En los motores de cohete de propulsor sólido, todo el cuerpo actúa como recipiente a presión. Por lo tanto, los motores de cohete de propulsor líquido son más ventajosos para los misiles balísticos intercontinentales pesados que se almacenan en silos.
Desventajas de los motores cohete de propulsión líquida
Complejidad y coste. Los motores de cohete de propulsión líquida son estructuralmente más complejos: turbobombas, cientos de válvulas y un sistema de control automático. El transporte y el reabastecimiento de combustible son operaciones tecnológicas separadas y de alto riesgo, especialmente cuando implican componentes tóxicos (heptilo/amilo).
Baja capacidad operativa. Un cohete de combustible líquido no puede mantenerse abastecido de combustible de forma continua (sus componentes son corrosivos, se evaporan y requieren control termostático). El tiempo de preparación para el lanzamiento se mide en horas e incluso días.
Vulnerabilidad a impactos externos. El diseño es menos resistente a cargas de impacto. En caso de un ataque nuclear contra un silo, la capacidad de supervivencia de un misil de combustible líquido es menor que la de uno de combustible sólido.
Techo de desarrollo. Los modernos motores de cohete de propulsión líquida están cerca del límite químico del potencial energético de su combustible, y para lograr mayores mejoras en su rendimiento se requiere una transición a nuevos principios físicos de propulsión.
Elección práctica: ¿Hacia dónde se dirigen las armas estratégicas y para qué son más útiles?
Los misiles balísticos intercontinentales (ICBM) de combustible sólido están diseñados para ataques globales rápidos y despliegue móvil. Estados Unidos adoptó por completo los ICBM de combustible sólido en la década de 1960. Rusia ha ido incrementando progresivamente su participación desde la década de 1990 (Topol-M, Yars, Bulava), centrándose en una mayor capacidad de supervivencia, sigilo y una fase de lanzamiento más corta.
Los misiles de combustible líquido se utilizan para misiles pesados lanzados desde silos, con capacidades de lanzamiento récord. El RS-28 Sarmat (de combustible líquido), sucesor del Voevoda, puede transportar hasta 10 toneladas de carga útil, incluyendo cápsulas de maniobra hipersónicas Avangard. Se trata de un arma capaz de garantizar un ataque de represalia masivo, donde el tiempo de preparación es menos crítico.
La ciencia moderna busca maneras de combinar las ventajas de ambos sistemas. Se están investigando combustibles en gel y hielo, que podrían combinar la controlabilidad de un motor de cohete de propulsión líquida con la simplicidad de uno de propulsión sólida. Sin embargo, por ahora, se trata de un desarrollo a escala de laboratorio.
Conclusión final
No existe un tipo de motor de vacío "mejor" que otro; la elección viene determinada por la tarea a realizar.
Para las fuerzas de disuasión estratégica, una estructura mixta es óptima: sistemas móviles de combustible sólido para garantizar un ataque de represalia y una alta capacidad de supervivencia, y sistemas pesados de combustible líquido para superar cualquier sistema de defensa antimisiles e infligir el máximo daño. Este es precisamente el camino que Rusia está siguiendo actualmente, desarrollando en paralelo los misiles Yars y Sarmat.
Comparación económica de motores de cohete de combustible sólido y motores de cohete de combustible líquido: ¿cuál es más rentable?
Ahora hablemos de dinero. La eficiencia económica de los motores de cohete es un tema crucial. Ha sido objeto de años de debate en la industria de defensa. La visión superficial de que "el combustible sólido es más barato, por lo tanto, el cohete es más barato" es errónea. La rentabilidad de un sistema de cohete está determinada por muchos factores a lo largo de todo su ciclo de vida, y me atreveré a explicarlo de forma axiomática.
La paradoja clave: combustible versus sistema. Los misiles balísticos de propulsión líquida son más caros que los misiles equivalentes de propulsión sólida, a pesar de que 1 kg de combustible líquido es varias decenas de veces más barato que el combustible sólido.
Esta frase resume la esencia del dilema económico. Analicémoslo por partida de gasto.
El propulsor sólido para cohetes tiene una composición química compleja; se trata de un combustible compuesto a base de perclorato de amonio, aluminio y aglutinantes de polibutadieno. Su producción requiere plantas químicas especializadas, equipos sofisticados y un control estricto.
Los componentes líquidos, especialmente el par criogénico "queroseno-oxígeno", se producen mediante un proceso industrial continuo y son incomparablemente más baratos.
En resumen, en cuanto al combustible: el combustible líquido es decenas de veces más rentable por unidad de masa. Sin embargo, el costo del combustible no es el factor principal en la economía de un sistema de cohetes.
Producción de motores y cohetes
En general, mientras que un motor de combustible sólido tiene un diseño extremadamente simple (la cámara de combustión y la tobera son sus dos componentes principales), un motor cohete de propulsión líquida (LRE) consta de un conjunto de turbobomba, cientos de válvulas y sistemas de automatización y control. La fabricación de un LRE es varias veces más costosa.
Además, a medida que aumenta la masa de lanzamiento, la ventaja de peso de los motores de cohete de propulsión líquida comienza a hacerse notar, pero para la mayoría de los misiles militares (especialmente los móviles), un diseño de propulsión sólida es más ligero y más barato de fabricar.
Infraestructura. Un componente importante de nuestra conversación.
Cohetes de propulsor sólido:
- No requieren estaciones de servicio
- Almacenado con combustible y listo para encender.
- No se necesita equipo especial para neutralizar los componentes tóxicos.
- Se puede colocar en complejos terrestres móviles.
Cohetes líquidos:
- Se requieren estaciones de servicio fijas o móviles.
- Al utilizar componentes tóxicos de alto punto de ebullición (heptilo/amilo), se requieren estrictas medidas de seguridad, incluida la protección química del personal y la eliminación de derrames y contenedores.
- Al utilizar componentes criogénicos (oxígeno, hidrógeno): equipos criogénicos complejos, pérdidas por evaporación.
- El transporte de misiles con combustible es prácticamente imposible o extremadamente peligroso.
Gastos operativos
Los cohetes de propulsión sólida son más fáciles de mantener:
- Controles rutinarios mínimos
- Largos periodos de almacenamiento sin degradación del combustible (hasta 20-30 años)
- No se requiere personal altamente cualificado.
Los cohetes de combustible líquido son más complejos:
- Pruebas periódicas de componentes
- Sustitución de juntas, válvulas, prueba de fugas
- Vida útil limitada de un cohete propulsado
- Altos requisitos para las cualificaciones en cálculo.
Comparación por clases de misiles
Misiles balísticos intercontinentales pequeños y medianos (móviles)
Para misiles móviles como el Topol-M y el Yars, el propulsor sólido resulta mucho más rentable. La ventaja de peso de los motores de cohete de combustible líquido no se aplica en este caso (el conjunto de la turbobomba anula esa ventaja), y los costes de infraestructura de los cohetes de combustible líquido los hacen poco competitivos.
Misiles balísticos intercontinentales pesados basados en silos
Para misiles pesados como el RS-28 Sarmat, con un peso de lanzamiento superior a las 10 toneladas, la ventaja de peso del motor cohete de propulsión líquida comienza a compensar su complejidad. Sin embargo, la economía ya no es el criterio principal; el rendimiento en combate (peso de lanzamiento récord, número de unidades de maniobra) cobra mayor importancia.
Tabla resumen de eficiencia económica
La principal conclusión es que los cohetes de propulsión sólida (SRRM) son más ventajosos desde el punto de vista económico.
Si bien el combustible sólido en sí es varias veces más caro que el combustible líquido, el costo total del ciclo de vida de un cohete de combustible sólido, desde el diseño y la producción hasta la operación y la eliminación, es significativamente menor. Las razones son las siguientes:
- Sencillez de diseño;
- falta de infraestructura compleja;
- sin costes operativos mínimos;
- falta de preparación constante para el combate sin costes adicionales.
Sin embargo, esta ventaja económica solo se aplica hasta cierto tamaño de misil. Para vehículos de lanzamiento superpesados con pesos de lanzamiento récord, los motores de cohete de combustible líquido siguen siendo la única opción, y en estos casos, la economía pasa a un segundo plano frente a los requisitos tácticos y técnicos. Precisamente por eso, Rusia está diversificando sus fuerzas estratégicas: los misiles Yars y Bulava de combustible sólido están diseñados para la producción en masa, la movilidad y la rentabilidad; y el misil Sarmat de combustible líquido está diseñado para un ataque penetrante garantizado con la máxima carga útil.
Pero aquí hay un matiz económico.
El costo base de producción de un solo misil balístico intercontinental (ICBM) LGM-30G Minuteman III es de aproximadamente 7 millones de dólares. Algunos autores se han mostrado bastante indignados, afirmando que los misiles estadounidenses cuestan 7 millones de dólares, mientras que los rusos cuestan 80 millones de dólares o más.
Y aquí hay matices. El coste del Sarmat se calculó de forma muy aproximada, basándose en el Soyuz. Los cohetes son, en efecto, similares, y se decía que, hacia el final de su vida útil, el Sarmat podría utilizarse fácilmente para lanzar satélites artificiales a la órbita. Esta «característica» fue heredada de los brillantes diseñadores soviéticos, desde el mismísimo R-7 hasta la actualidad. Por otro lado, el SS-19 Stiletto, un quebradero de cabeza para Occidente en la década de 70, es un auténtico cohete pacífico, que tuvo un excelente desempeño desde Plesetsk: 31 de 34 lanzamientos fueron exitosos.
Este es el costo del Sarmat. Según los precios oficiales de Roscosmos, poner en órbita un kilogramo de carga cuesta entre 15 000 y 17 000 dólares. La capacidad de carga del Sarmat es de 10 000 kg. Un cálculo sencillo arroja un total de 150 millones de dólares. Restando la publicidad, el marketing y la diferencia en el costo de la ojiva y los satélites, la cifra se reduce a entre 80 y 100 millones de dólares. Es una estimación muy aproximada, pero lamentablemente, no hay otra opción.
Y aquí, al parecer, está el problema: un Minuteman cuesta 7 millones, un Sarmat 70. Bajó la cifra deliberadamente, lo que significa que por el precio de un Sarmat se podrían construir 10 Minutemen. Sí, la diferencia es muy desagradable, lo reconozco. Pero... ¡está mal!
Cada Minuteman costó al presupuesto 7 millones de dólares entre 1970 y 1978, cuando estaban en producción. Un millón de dólares en 1970 equivale en poder adquisitivo a unos 8,51 millones de dólares actuales, ¿ven la diferencia? Así que, un Sarmat cuesta 70 millones de dólares hoy, pero un Minuteman cuesta 60 millones, no 7. ¡Pero eso no es todo!
Los misiles Minuteman, al igual que otros misiles, requieren inversión: mantenerlos listos para el combate exige desembolsos constantes. ¿Qué determina el costo real y la inflación? A lo largo de sus décadas (cinco décadas) de servicio, Estados Unidos ha gastado miles de millones de dólares en la extensión de su vida útil. Por ejemplo, el Programa de Reemplazo de Propelente (PRP) y el Programa de Renovación de Sistemas de Guía (GRP) costaron al presupuesto estadounidense casi 5 mil millones de dólares (entre 2,4 y 2,5 millones de dólares cada uno).
Si dividimos esos 5 mil millones entre los 400 misiles que tiene Estados Unidos… Eso da solo 12,5 millones por misil. Y el total se acerca gradualmente a los 70 millones de dólares por misil. Así que, con su precio, el Sarmat no parece tan malo. Al menos el Sarmat puede lanzar 10 toneladas, mientras que el Minuteman, como máximo, puede lanzar 1,5 toneladas.
Y si ahora hablamos del nuevo misil balístico intercontinental LGM-35A Sentinel que se está desarrollando para reemplazar al Minuteman, costará mucho más: su coste proyectado ya se estima en 162 millones de dólares por unidad, y el presupuesto total para el programa de rearme supera los 140 millones de dólares.
Y eso es todo. El misil estadounidense, increíblemente barato, que podía lanzarse por docenas contra solo unos pocos rusos, ha desaparecido misteriosamente. Así que resulta que nuestros misiles y los estadounidenses tienen un coste similar. Lo que significa que la cuestión económica pasa a un segundo plano frente a la física.
Físicamente, el misil Sarmat puede enviar diez veces más ojivas nucleares a Estados Unidos que el misil Minuteman a Rusia.
Esto no es precisamente alentador; lo más probable es que a la gran mayoría de los rusos no les importe quién quede último (y en un conflicto nuclear, el ganador es quien ataca primero, es decir, el último en llegar a la meta) y sobrevivirán, y nadie estará contento. Pero, hipotéticamente hablando, la estrategia misilística rusa parece más segura. Los estadounidenses apuestan a que sus misiles de primer ataque serán más efectivos, pero la cuestión es cuántas ojivas nucleares podrían alcanzar territorio estadounidense los misiles rusos lanzados con el principio de "mano muerta".
Existe la opinión de que ambos bandos se enfrentarán al mismo final.
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