Согласно последней военной доктрине страны гиперзвуковое оружие становится в ряд приоритетных разработок нашего ВПК. И раз уж тот или иной тип вооружения может оказаться перспективнее других – то возрастает и риск зарождения гонки вооружений. Если ядерный её вариант стал отправной точкой в разорении СССР, то нынешняя может стать как фарсом, так и пшиком для военных арсеналов России и США.
В ожидании
Ещё в ноябре прошлого года генеральный директор корпорации «Тактическое ракетное вооружение» (КТРВ) Борис Обносов обещал появление первых гиперзвуковых ракет воздушного базирования в России уже в течение ближайших шести лет.
«По моим оценкам, первые гиперзвуковые изделия должны появиться уже в этом десятилетии − до 2020 года. Мы подошли к этому. Речь идёт о скоростях до шести-восьми Махов (Мах примерно равен скорости звука. – прим. автора). Достижение более высоких скоростей – задача более дальней перспективы», – заявил Обносов журналистам на международной авиационно-космической выставке Airshow China 2014.
Он также отметил, что первыми появятся гиперзвуковые ракеты именно воздушного базирования, по той причине, что они, находясь на самолёте-носителе, перед стартом уже располагают некоторой начальной скоростью за счёт носителя − их проще разогнать до скорости запуска гиперзвукового прямоточного маршевого двигателя.
Обносов считает, что пилотируемые полёты на гиперзвуковых скоростях будут возможны где-то между 2030 и 2040 годами. Задача поставлена и срок обозначен, а теперь самое время сказать о подводных камнях гиперзвукового проекта.
Недооцененные 70-е
Часто времена правления Брежнева называют годами застоя, забывая о том, сколько было сделано для укрепления экономики нашей страны именно под его руководством. И первые разработки гиперзвукового оружия появились именно при Леониде Ильиче, хотя чему удивляться − воинское звание генерал-майор было присвоено Брежневу в 1944 году.
По словам академического советника Академии инженерных наук РФ Юрия Зайцева, отечественные конструкторы начали работы по созданию сверхзвуковых ракет в середине 1970-х годов. Завершить работы должны были к середине 1982 года, а уже в следующем году планировали принять ракету на вооружение. В 1980 году согласно отчётам опытный образец Х-90 достиг рекордной скорости 3 – 4 М.
Как отмечает эксперт в области энергетики Алексей Анпилогов, такой аппарат ещё был бы «сверхзвуковым» (истинный «гиперзвук» начинается на скорости 5 М), однако даже это уже намного превосходило обычные сверхзвуковые скорости таких ракет, как «Оникс», с их скоростями 2 – 2,6 М. «Кроме того, есть ещё и «Метеорит» (Х-80), который тоже достиг скорости 3 М, что выше скоростей обычных ПКР», – вспоминает он.
По словам же Зайцева, несмотря на создание учёными мощного технологического задела в этой области, позволившего бы стране стать мировым лидером, в 90-е годы власти решили остановить эти работы.
Эксперименты по гиперзвуку возобновились в России только в 2009 году. По понятным причинам пока противостоять США Россия была просто не в состоянии из-за катастрофического отставания. По информации советника, за последние десять лет Пентагон израсходовал на программу создания гиперзвуковых летательных аппаратов около 2 миллиардов долларов.
В условиях наращивания Вашингтоном технологической мощи для российской армии очень важно принять на вооружение отечественные гиперзвуковые ракеты, в том числе для преодоления создаваемой США и их союзниками глобальной ПРО, полагает эксперт. В то же время ни в одной стране мира, кроме России, нет таких сверхскоростных крылатых ракет, отметил он, напомнив, что их вынуждены были создавать из-за необходимости преодолевать многоэшелонированные системы ПВО и ПРО вероятного противника.
Преимущества гиперзвука
Новое гиперзвуковое оружие по задумке должно иметь высокую скорость, большую дальность, достаточно высокую манёвренность, малую заметность и, возможно, низкую стоимость применения, но это уже в отдалённой перспективе.
В статье «Новая гонка высокоскоростных вооружений» содиректора Программы по ядерной политике и старшего научного сотрудника Фонда Карнеги за международный мир Джеймса Эктона говорится, что в последнее время появляются чёткие признаки назревания новой гонки сверхскоростных вооружений дальнего действия, которая может оказаться весьма опасной. Так, в августе США и Китай с интервалом в 18 дней испытали ракетно-планирующее оружие.
Эктон рассказывает о работах по созданию гиперзвуковых крылатых ракет, самолётов и управляемых боеголовок, которые в мире ведутся очень давно, но пока не вышли из разряда опытных разработок. По его информации, российские зенитные управляемые ракеты ЗРК С-300 и С-400 летают на гиперзвуке, но недолго, так же как и боевые блоки МБР (межконтинентальных баллистических ракет) в момент входа в плотные слои атмосферы.
В США в середине 1990-х годов была сформулирована концепция Global Reach − Global Power («Глобальная досягаемость − глобальная мощь»). В соответствии с ней США должны обладать возможностью нанесения ударов по любой точке планеты в течение 1 – 2 часов после поступления приказа без использования зарубежных военных баз, количество которых после окончания холодной войны существенно сократилось.
Разработки противника
Обратимся к материалу, опубликованному в издании «Вокруг Света» в статье «Гиперзвуковой кольт» Игоря Афанасьева и Дмитрия Воронцова, из которой узнаём, что в 2003 году Военно-воздушные силы и управление перспективных разработок (DARPA) Министерства обороны США провели анализ собственных разработок и предложений промышленности по перспективным гиперзвуковым системам и выработали новую концепцию перспективной ударной системы, которая получила название FALCON («Сокол», Force Application and Launch from Continental US, «Применение силы при запуске с континентальной части Соединенных Штатов»).
В рамках этой концепции сейчас сконцентрированы все усилия США по созданию гиперзвукового оружия большой дальности.
Согласно FALCON ударная система в законченном виде должна состоять из гиперзвукового многоразового (возможно, беспилотного) самолёта-носителя HCV (Hypersonic Cruise Vehicle, «летательный аппарат с гиперзвуковой крейсерской скоростью») с дальностью 15 – 17 тысяч километров и многоразового гиперзвукового планёра CAV (Common Aero Vehicle, «унифицированный летательный аппарат»).
Аппарат CAV массой примерно 900 килограммов, которых на самолёте-носителе может находиться до 6 штук, несёт в своём боевом отсеке две обычные авиабомбы массой по 226 килограммов. Точность применения бомб удивляет – всего 3 метра. Сам по себе CAV может иметь дальность до 5000 километров, а если его оснастить собственным двигателем, то и больше.
Таким образом, FALCON способен наносить высокоточный удар по точечной цели, находящейся в любой точке земного шара, через два часа после взлёта. Конфигурация и конструкция аппарата CAV отрабатываются в рамках секретного проекта Х-41, а самолёта-носителя – по программе Х-51.
Если самолёт-носитель HCV оборудовать дополнительной ракетной ступенью вместо аппаратов CAV, то он сможет выводить на низкую орбиту спутники военного назначения массой до 450 килограммов.
Соединённые Штаты работают сразу над несколькими перспективными «гиперзвуковыми» проектами: планирующей бомбой AHW (Advanced Hypersonic Weapon, перспективное гиперзвуковое оружие), разработки ведутся под эгидой Сухопутных войск США, упомянутыми беспилотными гиперзвуковыми аппаратами Falcon HTV и X-43 (построен по программе NASA «Hyper-X»), крылатой гиперзвуковой ракетой Boeing X-51 (разработана консорциумом, куда входят, например, ВВС США, Boeing, DARPA) и рядом других программ.
Самая перспективная из них – ракета Boeing X-51, которая, как утверждается, поступит на вооружение в 2017-м. В мае 2013 года она была запущена с борта самолёта B-52 на высоте 15 200 метров и затем с помощью ускорителя поднялась на высоту 18 200 метров. В ходе полёта, который продолжался в течение шести минут, ракета X-51A развила скорость в 5,1 Маха и, пролетев расстояние в 426 километров, самоуничтожилась.
Примечательно, что из-за сложности технических проблем программа FALCON разбита на два этапа. Создание полномасштабной ударной системы в составе HCV-CAV планируется не ранее 2025 – 2030 года. К этому же времени относят и планы использования гиперзвуковых аппаратов в качестве разгонных ступеней космических средств выведения.
К работам по аппаратам HCV и CAV подключены крупнейшие аэрокосмические фирмы США – Boeing, Lockheed Martin, Northrop Grumman, Andrews Space. Головным разработчиком по гиперзвуковому самолёту-носителю HCV выбрана корпорация Lockheed Martin, с которой летом 2004-го был заключен контракт на эскизное проектирование гиперзвукового бомбардировщика.
Не отстаёт от противника и наш нынешний союзник, ведь Китай также активен в «гиперзвуковой» сфере. Дело в том, что помимо пока неудачных испытаний гиперзвукового планирующего аппарата WU-14 Поднебесная ведёт разработки реактивной гиперзвуковой крылатой ракеты.
И все-таки гонка?
Возникший логичный вопрос о возможности гонки вооружений указывает на ещё один подвопрос – заменит ли данное оружие армейский потенциал, станет ли дополнением или сдерживающим фактором? И пока чёткого ответа здесь нет, то и говорить о гонках преждевременно.
Но сама по себе гиперзвуковая тема не оставляет экспертов равнодушными. Главный редактор журнала «Беспилотная авиация» Денис Федутинов полагает, что «интерес к гиперзвуку обусловлен тем, что гиперзвуковые скорости могут стать одним из факторов, которые в конфликтах будущего будут обеспечивать преимущества той или иной стороны, обладающей подобными возможностями. Это могут быть как пилотируемые, так и беспилотные летательные аппараты», – считает Федутинов.
«Вместе с тем возможность появления в перспективе гиперзвуковых летательных аппаратов отнюдь не отменяет необходимости развития других направлений в системах вооружения и военной техники, − добавляет он. − Очевидно, что работы в области широкого спектра разнообразных систем оружия будут продолжаться параллельно».
По его мнению, новая гонка вооружений только начинает разворачиваться, однако «в существующих реалиях она не может приобрести те масштабы, которые имели место в советскую эпоху».
В свою очередь, главный редактор журнала «Арсенал Отечества» полковник запаса и военный эксперт Виктор Мураховский называет гиперзвуковое оружие дополнительным средством. «Ядерное оружие никуда не исчезнет. Обычные средства поражения тоже никуда не исчезнут. Это будет дополнительная возможность действительно иметь средство сдерживания, которое позволит отражать агрессию без применения ядерного вооружения», – считает эксперт.
Кроме того, Мураховский отмечает и дороговизну разрабатываемых новинок. «Это не просто достаточно дорогое, а очень дорогое «удовольствие», потому что нужны новейшие технологические решения по созданным материалам, по системам управления. Понятно, что здесь необходимо создать научно-технический задел. Всё это будет достаточно длительно и очень дорого».
Потому на данном этапе говорить о конкретике пока не получается. Из начала 70-х годов вынырнули дорогостоящие разработки, которые несут опасность, если и не сопоставимую с ядерным ударом, то близкую к ней – стоимость назвать никто не может, разве что всем ясно одно: по затратности гиперзвуковая тема – это далеко не автомат Калашникова.
Не говоря уже о том, что есть ещё и вопрос экологии, связанный с применением гиперзвукового оружия. Впрочем, военный обозреватель «Новой газеты» Павел Фельгенгауэр напомнил о политизированности экологов, сравнив имеющиеся опасения с шумом вокруг «безвредных» генно-модифицированных организмов, а Виктор Мураховский засомневался в частоте полётов такой техники.
Показательным остаётся то обстоятельство, что вся имеющаяся сегодня информация по гиперзвуковому оружию касается даже если и не очень далёкого, но будущего. Поэтому своеобразная гонка вооружений в создании новейших гиперзвуковых летательных аппаратов или боевых частей, ракет с такими характеристиками уже идёт, но скорее авансом.
Ведь всем ясно, что такое оружие появится, неясно лишь, кто кого успеет обскакать в результате. И лучше бы, чтобы совершенство разработок будущего нам не пришлось ощутить на себе в каком-то из локальных конфликтов.
В свою очередь, Денис Федутинов подтвердил, что на настоящий момент всё, что есть в части гиперзвуковых летательных аппаратов, – экспериментальные образцы. «Несмотря на принципиальную востребованность темы, разработанных и серийно выпускаемых гиперзвуковых летательных аппаратов пока ещё не существует. Это означает, что ряд технических вопросов ещё требует решения.
Тема непростая – полёт на гиперзвуковых скоростях существенно отличается не только от полёта на дозвуке, но и от полёта на сверхзвуке. Поэтому я бы не взялся прогнозировать возможные сроки успешной реализации подобного рода проектов», – заключил эксперт.
Гладко только на бумаге
По вопросу технических проблем мы обратились к уже упомянутому эксперту в области энергетики Алексею Анпилогову. Он-то и разложил по полочкам существующую проблематику в области гиперзвуковых летательных аппаратов.
Как пояснил Алексей, гиперзвуковой двигатель изначально оптимизируется на использование «условно-бесплатного» окислителя из атмосферы планеты Земля. «Как следствие, требуется оптимизировать данный аппарат под движение в рамках реальной земной атмосферы, в которой такой гиперзвуковой полёт при нынешнем уровне материалов возможен только на больших высотах (выше 10 километров).
Ниже с гиперзвуковыми скоростями летать нереально – летательный аппарат просто очень быстро перегреется, и начнётся разрушение его конструкции. Можно надеяться на какие-то «прорывы» в материаловедении, но это пока ещё только идеи – реальных материалов теплозащиты и схем теплоотвода у нас нет», – рассказывает эксперт о первой проблеме.
Так, например, американский экспериментальный аппарат X-43, который достигал «высокого» гиперзвука (9,6 M), мог удерживать этот режим не более 10 секунд, американская же гиперзвуковая ракета Х-51 смогла в последнем полёте удержать гиперзвуковой режим (якобы на скорости всего лишь 5,1 М) целых 6 минут.
Но есть и вторая загвоздка, ведь оптимизация двигателя для гиперзвука подразумевает, что он в чём-то эффективнее обычного ракетного двигателя, в котором и горючее, и окислитель (вместе именуемые топливом) берётся с собой в виде начальной нагрузки летательного аппарата.
«То есть мы сравниваем гораздо более отработанный и надёжный ракетный двигатель, для которого не надо возиться с подготовкой окислителя из окружающей атмосферы – и конкурентный с ним гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Оба они пригодны, в отличие от турбореактивного двигателя или прямоточного сверхзвукового двигателя, для полётов со скоростями, большими чем 5 М, но есть и существенные отличия между ними.
При этом гиперзвуковой воздушно-реактивный двигатель, конечно же, вроде как выигрывает у ракетного двигателя в удельном импульсе, но вот его реальная конструкция, в отличие от уже отработанного десятилетиями жидкостного ракетного двигателя или ракетного двигателя твёрдого топлива, − тайна за семью печатями.
Поэтому-то сейчас часто при испытаниях «гиперзвука» испытывают лишь его отдельные принципиальные блоки, а не полностью готовый аппарат. И используют для этого как раз разгонные ЖРД или РДТТ», – разбирает особенности пока ещё не существующего оружия эксперт.
Убедительно выглядит многослойность предстоящих разработок на примере усилий конкурентов. Возьмём для примера вооружение противника. Уже упоминавшийся Advanced Hypersonic Weapon («Перспективное гиперзвуковое оружие»).
AHW является высокоточным управляемым боевым блоком, имеющим биконическую форму с четырьмя аэродинамическими поверхностями. При изготовлении AHW использованы сталь, титан, алюминий, вольфрам, тантал, хром, никель, углеродное волокно, диоксид кремния и ряд других материалов.
Аппарат оснащён системой самоуничтожения, аппаратурой телеметрии, датчиками для измерения характеристик аппарата и условий полёта, литий-ионными и никель-марганцевыми аккумуляторами.
Некоторые источники полагают, что наведение AHW обеспечивается инерциальной навигационной системой, комплексированной с системой коррекции по данным приёмника сигналов спутниковой навигационной системы GPS (Navstar), предполагая при этом возможность установки пассивной системы самонаведения на конечном участке полёта.
Так вот, он, по сути, был просто пристроен к ракете, после чего его разогнали до десятка Махов, а потом аппарат обрушили на «условного противника» – то есть отрабатывали исключительно инерционное движение и планирование с гиперзвуковыми скоростями. «Понятное дело, поскольку штучка для военных – всё там одноразовое, с желанием снести всё на своём пути теплом и светом в конце траектории», – шутит эксперт Анпилогов и переходит к третьей проблеме.
«Наконец, оптимизация такого двигателя для гиперзвука (причём не ракетного, а именно прямоточного воздушно-реактивного двигателя) подразумевает опять-таки, что кто-то разгонит летательный аппарат от скорости 0 М до 1 М (дозвук), а потом – от 1 М до 5 М (сверхзвук).
Для этого, в общем-то, есть испытанный сверхзвуковой турбореактивный, сверхзвуковой прямоточный или ракетный двигатель – но это опять-таки выводит на первый план простой вопрос: а зачем вообще нужен гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель или ещё что-то подобное, если мы всё равно должны ставить на аппарат массу «вспомогательных» систем, без которых наш «пепелац» не может даже стартовать?» – задаётся вопросом эксперт.
Кроме того, убеждён Анпилогов, гиперзвуковые двигатели из-за их стоимости должны быть многоразовыми, а существующие материалы пока что все одноразовые – они либо теряют свои свойства при гиперзвуке очень быстро, либо вообще сгорают при входе в атмосферу с гиперзвуковой скоростью, как абляционная тепловая защита.
Даже за океаном не отрицают, что для создания системы FALCON необходимо решить массу проблем технического характера, среди которых самыми главными обозначают создание двигателя, способного устойчиво работать на гиперзвуковых скоростях, и нагрев конструкции при полёте в атмосфере. Кроме того, как уже было сказано, сроки остаются всё ещё отдалёнными: 2025 – 2030 годы.
Автор:
