Основные направления развития гиперзвукового оружия воздушного базирования в СШАЕ. Кондратюк Разработка гиперзвукового оружия и средств защиты от него стала для вооруженных сил (ВС) США на данном этапе главным приоритетом. Об этом сообщил министр обороны США Джеймс Мэттис. "Гиперзвуковые вооружения - это приоритет номер один. В плане как их разработки для себя, так и защиты от них. ... Я бы просто сказал, что для нас это приоритет номер один в разработке новых технологий", - сказал руководитель американского военного ведомства, выступая 26 апреля 2018 года на слушаниях в комитете по делам ВС сената конгресса США. Как подчеркнул в интервью первый заместитель министра обороны США Патрик Шанахан, Пентагон планирует консолидировать программы создания гиперзвукового оружия. По заявлению официальных лиц военного ведомства США, на 80 % подготовлен план, охватывающий 10 технических сфер и прописывающий, какие испытания должны быть проведены в период до 2023 года, чтобы обеспечить оперативные возможности создания гиперзвукового оружия в течение следующих 10 лет. Завершить разработку этого плана намечено на июль 2018 года. "Это будет дорожная карта по гиперзвуку, план создания прототипов гиперзвуковых вооружений", - заявил первый замминистра обороны. Как он пояснил, причина, по которой данный вопрос столь важен, заключается в том, что составление такой дорожной карты в области производства гиперзвукового оружия связано в том числе с формированием будущих проектов бюджета Пентагона. Согласно изложенным Шанаханом сведениям, эта дорожная карта будет учитываться при составлении внутренних бюджетных запросов на 2020-2025 финансовые годы, отправляемых видами ВС на рассмотрение министра обороны США. В настоящее время ряд американских авиационных специалистов предлагает сосредоточить усилия на разработке и создании "работоспособного" образца гиперзвукового оружия, прежде чем приступать к решению более сложной задачи - созданию гиперзвукового самолета. Одним из основных текущих требований к разработке первой гиперзвуковой крылатой ракеты (ГКР) является доведение к 2020 году степени готовности всех критических подсистем будущей ракеты до шестого уровня технологической готовности - TRL 6 (Technology Readiness Level). В частности, необходимо представить различные варианты тепловой защиты гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ГПВРД), системы управления ракетой, включая отработку алгоритмов управления полетом, навигации и системы наведения. По мнению главы научно-исследовательской лаборатории ВВС США (Air Force Research Laboratory - AFRL), принятие на вооружение гиперзвуковых систем вооружения (ГЗСВ), и прежде всего образца гиперзвукового летательного аппарата (ГЛА) и гиперзвуковой крылатой ракеты, даст ВС страны новое, асимметричное преимущество перед другими развивающимися государствами. ГКР класса "воздух - поверхность" будут предназначены для уничтожения РЛС противника (РЛС систем предупреждения о ракетном нападении, ПВО и ПРО), объектов инфраструктуры аэродромов дальней и стратегической авиации (командных центров, взлетно-посадочных полос, складов с авиационным вооружением), высокозащищенных командных пунктов, объектов системы управления войсками и других важных элементов обороны государства противника. ГЗСВ рассматриваются американскими специалистами также в качестве эффективного средства поражения подвижных грунтовых ракетных комплексов с МБР (например, "Тополь-М", "Ярс") и зенитных ракетных систем большой и средней дальности (модификаций комплекса С-400 и перспективных комплексов С-500). Сейчас в развитие гиперзвуковых технологий активно вовлечены ведущие американские авиационные компании, департаменты, агентства и лаборатории, включая AFRL, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), управление перспективных исследований министерства обороны США (DARPA) и министерство ВВС США. Финансирование программ и проектов по созданию ГЛА осуществляется преимущественно в рамках программных элементов (ПЭ) шестой, главной программы Пентагона. Анализ ПЭ показывает, что наиболее распространенными направлениями НИОКР в рассматриваемой области являются: Фундаментальные, прикладные и технологические работы по этим направлениям предусмотрены в рамках следующих программных элементов ВВС США: В соответствии с докладом "Гиперзвуковое оружие и национальная безопасность США: прорыв XXI века" (далее - отчет) американских экспертов Института космических исследований имени Митчелла и бывшего главы AFRL достижение успеха в разработке и создании гиперзвуковых систем вооружения зависит от следующих пяти факторов: В отчете отмечается, что программы по разработке ГЛА Х-30, Х-33 и серии ГЛА HTV (Hypersonic Technology Vehicle) оказались слишком амбициозными, рискованными в плане технического исполнения (зачастую гиперзвуковые летательные аппараты по указанным проектам были созданы в "железе", однако из-за конструктивно-технических недостатков их летные испытания оказались неудачными) и чрезмерно дорогими (например, затраты на разработку Х-33 по программе "Венчур стар" (VentureStar) составили более 1,7 млрд долларов в сегодняшних ценах). Кроме того, для реализации этих планов требуются устойчивые к воздействию высоких температур материалы: никелевые сплавы и композиты на основе графита и керамики. Так, в 2010-2011 годах вследствие гиперзвукового аэротермодинамического нагрева обшивки и ошибок в проектировании системы теплозащиты во время летных испытаний были потеряны два ГЛА HTV-2, разработанных DARPA. В то же время достигнут ряд положительных результатов в последующих программах - Нурег-Х, HyFly (Hypersonic Flight Demonstration) и SED-WR (Scramjet Engine Demonstrator-Wave Rider). В частности, по итогам пятилетних летных испытаний ГКР Х-51А, разработанной и созданной по программе SED-WR (всего было изготовлено четыре опытных образца: первое летное испытание состоялось 26 мая 2010 года, четвертое - 1 мая 2013-го), руководство ВВС США признало последнюю успешно реализованной. Таким образом, в стране разработаны как минимум рабочий экспериментальный образец гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя для авиационной ГКР и устойчивая система ее теплозащиты. Вместе с тем согласно проекту на Х-51А не предполагалось устанавливать систему управления (наведения) и боевую часть. В частности, научно-технические проблемы управления гиперзвуковой крылатой ракетой, летящей в облаке высокотемпературной плазмы*, генерируемой в ударном слое в условиях гиперзвукового полета ракеты, до сих пор остаются нерешенными. В итоге обеспечение устойчивой работы электроники ракеты, летящей на гиперзвуковой скорости, является одной из самых сложных задач. Очевидно, имеющиеся в настоящее время научно-технические проблемы разработки, создания и развития подсистем перспективной ГКР американские специалисты будут решать в ходе реализации следующих программ.
Наиболее вероятно, часть задач будет выполнена в рамках утвержденной в 2014 году программы HSSW (High Speed Strike Weapon). Данный документ предполагает создание и испытание высокоскоростного (гиперзвукового) ударного оружия в период до 2020 года. Среди основных требований, предъявляемых руководством ВВС США к такому оружию: Программа HSSW, разработанная министерством ВВС США, реализуется совместно НИЛ ВВС и DARPA. Основными подрядчиками работ по ней являются компании "Локхид-Мартин" и "Рейтеон". Согласно заявлениям AFRL, продолжением этой программы являются две основополагающие в настоящее время концепции (подпрограммы): Осенью 2016 года DARPA заключило с компанией "Локхид-Мартин" два контракта: один на сумму 171,2 млн долларов по программе HAWC и другой, на 147,3 млн по программе TBG. Кроме того, компании "Рейтеон" выделено 174,7 млн долларов по программе HAWC. По мнению официальных лиц ВВС США, в настоящее время только у пяти американских компаний ("Боинг", "Локхид-Мартин", "Нортроп-Грум-ман", "Рейтеон миссайл системз" и "Орбитал АТК") имеется необходимый научно-технический задел для разработки и создания высокотехнологичных гиперзвуковых систем вооружения в рамках существующих концепций. Следует обратить внимание еще на одну концепцию, которая не является явным развитием программы HSSW, однако учитывает технологии создания ГЛА многоразового использования, - REACH (REusable Aircraft Concept for Hypersonics). В рамках этой концепции предполагается разработка, создание и испытание опытного образца гиперзвукового летательного аппарата многоразового использования. Американскими специалистами отмечается, что одной из основных технологических проблем данного направления является разработка, создание и испытание средних гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателей (так, ГПВРД малого размера в ближней перспективе будут оснащаться гиперзвуковые крылатые ракеты, а среднего и большого - многоразовые многоцелевые ГЛА). В НИЛ ВВС всесторонне изучают возможности создания комбинированной силовой установки для многоразовых ГЛА, в частности варианты интеграции ГПВРД с турбореактивными двухконтурными двигателями с форсажной камерой сгорания (ТРДДФ) и/или ракетными двигателями. Главная цель - создать в долгосрочной перспективе многоразовый разведывательно-ударный ГЛА (Reusable Hypersonic StrikMSR Aircraft). Примером реализации концепции REACH является начатая в 2013 году управлением перспективных исследований министерства обороны США программа XS-1 (Experimental Spaceplane) по разработке многоразового беспилотного ГЛА для запуска малоразмерных спутников на низкую орбиту, который также будет использоваться в качестве испытательной гиперзвуковой исследовательской лаборатории. Согласно тактико-техническим требованиям DARPA многоразовый беспилотный ГЛА XS-1 должен представлять собой гибрид самолета и традиционной ракеты вертикального взлета (hybrid between an airplane and a traditional vertical rocket). Предполагается, что принцип действия такого аппарата будет следующий. После вертикального старта (ракетный запуск с подъемной пусковой установки) и высокоскоростного (не менее 10 числа М) выхода на околоземную орбиту от ГЛА отстыковывается небольшая ракета-носитель (РН) с полезной нагрузкой - малоразмерным спутником военного назначения массой до 1 360 кг. В то время как РН будет выводить спутник на заданную орбиту, ГЛА должен вернуться на аэродром базирования и совершить горизонтальную посадку на обычную взлетно-посадочную полосу (по-самолетному). По замыслу руководства DARPA, время подготовки к очередному полету такого ГЛА не должно превышать нескольких часов. Столь жесткое временное требование имеет целью в случае боевых действий оперативно вывести на заданные орбиты необходимую группировку военных спутников. Кроме того, программа XS-1 нацелена на снижение стоимости запуска спутников. Командование американских ВВС стремится отказаться от использования российских ракетных двигателей РД-180 для запуска своих ИСЗ. К тому же задействование тяжелых ракет в этих целях является трудоемким и затратным мероприятием (от 10 до 100 млн долларов за один запуск). Стоимость одного запуска ГЛА XS-1 не должна превышать 5 млн долларов. Более того, содержание инфраструктуры, необходимой для обеспечения традиционных запусков спутников, требует значительных средств. Планируется, что в ходе реализации программы XS-1 благодаря высокому уровню автономности разрабатываемого многоразового аппарата потребуются минимальные инфраструктура и обслуживающий наземный персонал. Программа XS-1 включает три этапа. Первый этап (уже завершен) предполал проведение конкурса по разработке облика будущего ГЛА и выбор победителя. В результате основным подрядчиком работ по программе XS-1 была выбрана компания "Боинг" со своей концепцией многоразового ГЛА, получившего обозначение "Фантом Экспресс" (Phantom Express). Двумя другими участниками конкурса по программе XS-1 были компании "Нортроп-Грумман" и "Маетен спейс системз". Второй этап (текущий, рассчитан до 2019 года включительно) связан с отработкой гиперзвуковых технологий и технологий производства, созданием основных элементов, агрегатов и узлов многоразового ГЛА и проведением его наземных испытаний. В конструкции этого аппарата намечается использовать легкие и дешевые композиционные материалы в сочетании с улучшенной системой тепловой защиты. Ожидается, что ГЛА "Фантом Экспресс" будет оснащен ракетным двигателем AR-22 компании "Аэроджет рокетдайн" в комбинации с одноразовой разгонной ступенью. Третий этап (начиная с 2020 года) предполагает проведение 12-15 летных испытаний созданного ГЛА. Основная цель - подтвердить возможность выполнения 10 полетов за 10 дней (по одному в день). Первое испытание не предусматривает наличия на борту ГЛА полезной нагрузки, а в ходе всех последующих планируется выводить на низкую околоземную орбиту от 400 до 1 360 кг ПН. Несмотря на продолжающуюся реализацию программы XS-1, руководством министерства ВВС США в 2016 году начаты НИОКР по созданию испытательного образца гиперзвукового летательного аппарата в рамках проекта HyRAX (Hypersonic Routine and Affordable Flight experimentation). Основные требования к нему во многом совпадают с предъявляемыми программой XS-1: многоразовость использования, способность доставки различных типов полезной нагрузки и относительная дешевизна. Разница в том, что в рамках проекта HyRAX планируется создать три экспериментальных ГЛА и на каждом из них провести не менее 200 летных проверок. Такой объем испытаний предполагает наличие необходимого количества расходных материалов, запасных частей и узлов разрабатываемого ГЛА. Общее руководство проектом HyRAX и разработкой планов по созданию испытательного аппарата осуществляет научно-исследовательская лаборатория ВВС США. На первом этапе проекта она намерена заключить по меньшей мере два контракта с американскими компаниями на разработку облика летательного аппарата, который был бы способен совершать длительные полеты с гиперзвуковой скоростью. Второй этап предусматривает непосредственно конструирование, сборку, создание и тестирование систем ГЛА, а третий - проведение его летных испытаний. Предполагается, что не позднее 2020 года работы по проекту HyRAX перейдут в стадию практических испытаний. В целом специалистами НИЛ ВВС обозначены планы по проведению летных испытаний ГЛА HyRAX с различными типами полезной нагрузки, оценке эффективности используемого типа топлива для обеспечения гиперзвуковых скоростей, проверке системы теплозащиты и механической устойчивости аппарата на гиперзвуковых скоростях, функционирования комплекса датчиков и системы управления, а также ряда других подсистем ГЛА. Благодаря реализации проекта HyRAX специалисты ВВС США рассчитывают получить необходимые данные для успешного проектирования и создания перспективных многоразовых ГЛА в будущем. В ходе разработки гиперзвукового оружия ВВС США пытаются добиться унификации с СВ и ВМС по интеллектуальной составляющей, поскольку они хотели бы получить наилучшие технологии, но с разумной экономией средств. Как сообщила на сенатской комиссии 17 мая 2018 года министр ВВС США Хизер Уилсон, недавно выданный компании "Локхид-Мартин" контракт на создание опытного образца такого оружия предполагает совместные усилия с СВ и ВМС. Она заявила, что военно-воздушные силы интегрируют разработанную армией головную часть на свой ускоритель и проведут запуски с собственного самолета. Уилсон сообщила сенатскому комитету по оборонным бюджетным ассигнованиям, что головная часть разработки СВ первоначально предназначалась для ВМС, но военно-морские силы потратили бы несколько лет на определение ее диаметра. По ее словам, ВВС США не будут этого делать. Они выдали 18 апреля контракт компании "Локхид-Мартин" потенциальной стоимостью 928 млн долларов на разработку обычного гиперзвукового оружия. Сделкой предусматривается проектирование, разработка, инженерно-техническое обеспечение, интеграция, испытания, планирование логистики и поддержка интеграции на самолет всех элементов обычного гиперзвукового оружия воздушного базирования, запускаемого вне действия ПВО противника. Таким образам, анализ НИОКР и программ в области развития гиперзвуковых технологий показывает, что после 2020 года руководство ВВС и министерства обороны США отдает предпочтение одной из концепций дальнейшего развития гиперзвуковых авиационных систем вооружения: разработке, созданию и принятию на вооружение либо гиперзвуковых крылатых ракет, либо гиперзвуковых боевых ЛА планирующего типа, оснащенных твердотопливным ракетным ускорителем. Очевидно, выбор концепции будет зависеть от уровня накопленного научно-технологического задела, степени технологической готовности перспективных подсистем типа ГЗСВ и доли успешно проведенных испытаний в рамках соответствующих проектов и программ. Помимо вышеуказанных работ научно-исследовательская лаборатория ВВС США и DARPA проводят НИОКР по созданию беспилотного ГЛА многоразового использования (в рамках проекта HyRAX и программы XS-1 Experimental Spaceplane). На начальных этапах такой аппарат будет использоваться в качестве относительно дешевого средства выведения спутников двойного назначения на низкие околоземные орбиты, а также испытательной гиперзвуковой исследовательской лаборатории. Наиболее вероятно, что в 2020-е годы в Соединенных Штатах в полном объеме будут отработаны технологии создания и развития гиперзвуковых авиационных ракет средней дальности, в 2030-е - более мощных ГКР большой дальности, а в 2040-е может появиться многоразовый разведывательно-ударный ГЛА (Reusable Hypersonic Strike/ISR Aircraft). Руководство Пентагона призвало специалистов к повышению активности в области гиперзвуковых технологий с целью сдерживания усилий Китая и России в этом направлении. Согласно стратегии национальной обороны США, опубликованной в начале 2018 года, гиперзвук наряду с такими новыми технологиями, как перспективные средства вычислительной техники, аналитическая обработка большого объема данных, искусственный интеллект, автономные системы, робототехника, направленная энергия и биотехнология, гарантируют, что Соединенные Штаты Америки смогут вести эффективную борьбу и побеждать в боевых действиях будущего, отмечают американские эксперты. * Так, если частота управляющих радиосигналов близка к частотам плазмы (концентрация электронов в плазменном образовании является "критической") или меньше нее, наблюдается частичное либо полное отражение радиоволн от ионизированного слоя. Смотрите также | |||||
|
| |||||
| Просмотров: 14157 | | | |||||
| Всего комментариев: 0 | |