Ao longo dos milênios, a humanidade desenvolveu uma regra segundo a qual, para sobreviver e derrotar o inimigo, as armas devem ser mais precisas, rápidas e poderosas do que as do inimigo. As armas de aviação atendem a esses requisitos em condições modernas. Atualmente, no exterior, as armas aerotransportadas guiadas (UASP), em particular as bombas aéreas guiadas (UAB), cujo calibre varia de 9 a 13.600 kg, estão em desenvolvimento intensivo: são equipadas com novos tipos de orientação e sistemas de controle, peças de combate eficazes, métodos de uso de combate estão sendo melhorados. Os UAB são um acessório indispensável dos modernos complexos de aeronaves de ataque (UAK) para fins táticos e estratégicos. Apesar do alto nível de eficiência dos modelos modernos da UAB, eles, por fazerem parte da UAK, nem sempre atendem aos requisitos para o cumprimento de promissoras missões de combate. Como regra, o UAK opera perto da linha de frente, enquanto toda a eficiência é perdida.
As guerras locais das últimas décadas e, sobretudo, as operações militares no Iraque e no Afeganistão, revelaram a eficiência insuficiente das armas convencionais de alta precisão, incluindo UAB. Ao realizar uma missão de combate, muito tempo passa desde o momento em que o alvo é detectado e a decisão de atacar é feita até que ele seja derrotado. Por exemplo, um bombardeiro B-2 Spirit, decolando de um campo de aviação nos Estados Unidos, deve voar 12-15 horas para a área de ataque do alvo. Portanto, nas condições modernas, armas de resposta rápida e ação de alta precisão são necessárias a uma grande distância, atingindo dezenas de milhares de quilômetros.
Uma das direções das pesquisas sobre o cumprimento desses requisitos no exterior é a criação de uma nova geração de sistemas de choque hipersônico. Trabalhos de criação de aeronaves hipersônicas (LA) (mísseis) e armas cinéticas capazes de destruir alvos de alta precisão estão sendo realizados nos EUA, Grã-Bretanha, França e Alemanha.
O estudo da experiência estrangeira para nós é extremamente importante, já que em frente ao complexo industrial de defesa doméstico (MIC), como D. Rogozin observou em seu artigo "A Rússia precisa de uma indústria de defesa inteligente" (Jornal "Krasnaya Zvezda". 2012. - 7 de fevereiro - С 3) a tarefa foi definida para “reconquistar a liderança tecnológica mundial no campo da produção de armas no menor tempo possível”. Conforme observado no artigo de V. V. Putin "Ser forte: garantias de segurança nacional para a Rússia" (Jornal "Rossiyskaya Gazeta". - 2012. - No. 5708 (35). - 20 de fevereiro - pp. 1-3) "A tarefa da próxima década é para garantir que a nova estrutura As Forças Armadas pudessem contar com uma tecnologia fundamentalmente nova. A técnica que "vê" mais longe, atira com mais precisão, reage mais rápido do que sistemas semelhantes de qualquer inimigo em potencial."
Para isso, é necessário conhecer profundamente a situação, as tendências e as principais direções de atuação no exterior. É claro que nossos especialistas sempre tentaram atender a essa condição ao realizar P&D. Mas no ambiente de hoje, quando “a indústria de defesa não tem a oportunidade de alcançar alguém com calma, devemos fazer um avanço, nos tornarmos os principais inventores e fabricantes … Responder às ameaças e aos desafios de hoje significa condenar a nós mesmos para o papel eterno dos retardatários. Devemos, por todos os meios, garantir superioridade técnica, tecnológica e organizacional sobre qualquer inimigo potencial”(de um artigo de V. V. Putin).
Acredita-se que a primeira criação de aeronaves hipersônicas foi proposta na década de 1930 na Alemanha pelo professor Eigen Senger e pela engenheira Irene Bredt. Foi proposta a criação de uma aeronave lançada horizontalmente sobre uma catapulta de foguete, sob a ação de motores de foguete acelerando a uma velocidade de cerca de 5900 m / s, fazendo um voo transcontinental com alcance de 5 a 7 mil km ao longo de uma trajetória ricocheteando com um carga útil de até 10 toneladas e pouso a mais de 20 mil km do ponto de partida.
Considerando o desenvolvimento de foguetes na década de 1930, o engenheiro S. Korolev e o observador-piloto E. Burche (S. Korolev, E. Burche Rocket na guerra // Tekhnika-juventude. - 1935. - N. º 5. - P. 57 -59) propôs um esquema para a utilização de um foguete de combate a aeronave-estratoplano: “Indo para o bombardeio, é necessário levar em conta o fato de que a precisão dos acertos de altura medida em dezenas de quilômetros e a tremendas velocidades do estratoplano deve ser insignificante. Mas, por outro lado, é bem possível e de grande importância a abordagem do alvo na estratosfera fora do alcance das armas terrestres, descida rápida, bombardeio de alturas normais que fornecem a precisão necessária e, em seguida, subida rápida como um raio novamente a uma altura inatingível."
O conceito de um ataque global baseado em armas hipersônicas
Atualmente, essa ideia está começando a ser implementada na prática. Nos Estados Unidos, em meados da década de 1990, foi formulado o conceito de Global Reach - Global Power. De acordo com ele, os Estados Unidos deveriam ter a capacidade de atacar alvos terrestres e de superfície em qualquer lugar do mundo dentro de 1-2 horas após o recebimento de uma ordem, sem usar bases militares estrangeiras com armas convencionais, por exemplo, UAB. Isso pode ser feito usando uma nova arma hipersônica, composta por uma plataforma de porta-aviões hipersônica e uma aeronave autônoma com carga de combate, em particular UAB. As principais propriedades dessas armas são alta velocidade, longo alcance, manobrabilidade suficientemente alta, baixa visibilidade e alta eficiência operacional.
No âmbito do programa de larga escala das Forças Armadas dos EUA Promt Global Strike ("Rapid Global Strike"), que permite atacar com armas convencionais (não nucleares) de ação cinética em qualquer ponto do planeta em uma hora, e realizado no interesse do Exército dos EUA, um sistema de ataque hipersônico de nova geração está sendo desenvolvido em duas opções:
• o primeiro, denominado AHW (Advanced Hypersonic Weapon), utiliza um veículo lançador descartável como plataforma supersônica, seguido de um lançamento ao alvo de uma aeronave supersônica AHW (aeronave planadora hipersônica também pode ser chamada de ogiva de manobra) equipada com antena guiada bombas para atingir o alvo;
• o segundo, denominado sistema de ataque hipersônico FALCON HCV-2, utiliza uma aeronave hipersônica para criar condições para o lançamento de um avião autônomo hipersônico planador CAV, que voa até o alvo e o destrói usando o UAB.
A primeira versão da solução técnica tem uma desvantagem significativa: o foguete que lança um projétil hipersônico no ponto de lançamento do AHW pode ser confundido com um míssil com uma ogiva nuclear.
Em 2003, a Força Aérea e a Administração de Desenvolvimento Avançado (DARPA) do Departamento de Defesa dos Estados Unidos, com base em seus próprios desenvolvimentos e propostas da indústria para sistemas hipersônicos avançados, desenvolveram um novo conceito para um sistema de ataque hipersônico promissor chamado FALCON (Force Application and Lançamento dos EUA Continental, lançamento dos Estados Unidos continentais ") ou" Falcon ". De acordo com esse conceito, o sistema de ataque FALCON consiste em um porta-aviões hipersônico reutilizável (por exemplo, não tripulado) HCV (Hypersonic Cruise Vehicle - uma aeronave voando em altitudes da ordem de 40-60 km com uma velocidade de cruzeiro hipersônica, com um combate carga de até 5400 kg e um alcance de 15 -17000 km) e uma fuselagem controlada hipersônica reutilizável altamente manobrável CAV (Common Aero Vehicle - aeronave autônoma unificada) com uma qualidade aerodinâmica de 3-5. Supõe-se que a base dos veículos HCV seja em aeródromos com pista de até 3 km de extensão.
A Lockheed-Martin foi escolhida como desenvolvedora líder do aparelho de ataque hipersônico HCV e o veículo de entrega CAV para o sistema de ataque FALCON. Em 2005, começou a trabalhar na determinação da aparência técnica e na avaliação da viabilidade tecnológica dos projetos. As maiores empresas aeroespaciais dos Estados Unidos - Boeing, Northrop Grumman, Andrews Space - também estão envolvidas no trabalho. Devido ao alto nível de risco tecnológico do programa, estudos conceituais de diversas variantes de amostras experimentais de veículos de entrega e suas transportadoras foram realizados com uma avaliação das características de manobrabilidade e controlabilidade.
Quando lançado de um porta-aviões em velocidade hipersônica, ele pode entregar várias cargas de combate com um peso máximo de 500 kg para um alvo a uma distância de até 16.000 km. O dispositivo deve ser feito de acordo com um esquema aerodinâmico promissor que oferece alta qualidade aerodinâmica. Para redirecionar o dispositivo em vôo e atingir alvos detectados em um raio de até 5400 km, seu equipamento deve incluir equipamentos para troca de dados em tempo real com vários sistemas de reconhecimento e pontos de controle. A derrota de alvos estacionários altamente protegidos (enterrados) será assegurada pelo uso de meios de destruição de calibre de 500 kg com uma ogiva penetrante. A precisão (desvio provável circular) deve ser de cerca de 3 m a uma velocidade alvo de até 1200 m / s.
O planador hipersônico CAV com controles aerodinâmicos tem massa de aproximadamente 900 kg, podendo o porta-aviões transportar até seis, carrega em seu compartimento de combate duas bombas aéreas convencionais de 226 kg cada. A precisão do uso de bombas é muito alta - 3 metros. O alcance do CAV real pode ser cerca de 5000 km. Na fig. 2 mostra um diagrama da separação de lesões penetrantes usando conchas infláveis.
O esquema do uso de combate do sistema de ataque hipersônico FALCON é semelhante ao seguinte. Depois de receber a atribuição, o bombardeiro hipersônico HCV decola de um campo de aviação convencional e, usando um sistema de propulsão combinado (DP), acelera a uma velocidade aproximadamente correspondente a M = 6. Quando essa velocidade é atingida, o sistema de propulsão muda para o modo de um motor ramjet hipersônico, acelerando a aeronave para M = 10 e uma altitude de pelo menos 40 km. Em um determinado momento, o planador hipersônico CAV se separa do porta-aviões, que, após cumprir uma missão de combate para derrotar alvos, retorna ao campo de aviação de uma das bases aéreas ultramarinas dos Estados Unidos (se o CAV estiver equipado com motor próprio e o suprimento de combustível necessário, pode retornar ao território continental dos Estados Unidos) (fig. 3).
Existem dois tipos de trajetórias de vôo possíveis. O primeiro tipo caracteriza uma trajetória ondulada para uma aeronave hipersônica, que foi proposta pelo engenheiro alemão Eigen Zenger no projeto de bombardeiro durante a Segunda Guerra Mundial. O significado da trajetória ondulada é o seguinte. Devido à aceleração, o aparelho sai da atmosfera e desliga o motor, economizando combustível. Então, sob a influência da gravidade, o avião retorna à atmosfera e volta a ligar o motor (por um curto período, apenas por 20-40 s), que novamente joga o aparelho no espaço. Essa trajetória, além de aumentar o alcance, também contribui para o resfriamento da estrutura do bombardeiro quando está no espaço. A altitude de vôo não ultrapassa 60 km, e o passo da onda é de cerca de 400 km. O segundo tipo de trajetória tem uma trajetória de vôo clássica em linha reta.
Pesquisa experimental sobre a criação de armas hipersônicas
Modelos hipersônicos HTV (Hypersonic Test Vehicle) com uma massa de cerca de 900 kg e um comprimento de até 5 m foram propostos para avaliar seu desempenho de vôo, controlabilidade e cargas térmicas em velocidades de M = 10 - HTV-1, HTV-2, HTV-3.
O aparelho HTV-1 com duração de vôo controlada de 800 s a uma velocidade de M = 10 foi retirado dos testes devido à complexidade tecnológica na fabricação do corpo de blindagem e soluções de projeto incorretas (Fig. 4).
O aparelho HTV-2 é feito de acordo com um circuito integrado com bordas de ataque afiadas e fornece uma qualidade de 3, 5-4, que, como os desenvolvedores acreditam, proporcionará um determinado alcance de deslizamento, bem como manobrabilidade e controlabilidade usando escudos aerodinâmicos para apontar com a precisão necessária (fig. 5). De acordo com o US Congress Research Service (CRS), o dispositivo hipersônico FALCON HTV-2 é capaz de atingir alvos em alcances de até 27.000 km e velocidades de até Mach 20 (23.000 km / h).
O HTV-3 é um modelo em escala da aeronave de ataque hipersônico HCV com qualidade aerodinâmica de 4-5 (Fig. 6). O modelo é projetado para avaliar as soluções tecnológicas e de design adotadas, o desempenho aerodinâmico e de vôo, bem como a manobrabilidade e controlabilidade no interesse de um maior desenvolvimento da aeronave HCV. Os testes de voo deveriam ser realizados em 2009. O custo total dos trabalhos de fabricação do modelo e a realização dos testes de voo é estimado em US $ 50 milhões.
Os testes do complexo de choque deveriam ser realizados em 2008-2009. usando veículos de lançamento. O esquema do vôo de teste da aeronave hipersônica HTV-2 é mostrado na Fig. 7
Como os estudos mostraram, as principais questões problemáticas para a criação de uma aeronave hipersônica estarão associadas ao desenvolvimento da usina, a escolha de combustível e materiais estruturais, aerodinâmica e dinâmica de vôo e o sistema de controle.
A escolha do layout aerodinâmico e do projeto da aeronave deve ser baseada na condição de garantir o funcionamento conjunto da entrada de ar, da usina e de outros elementos da aeronave. Em velocidades hipersônicas, as questões de estudar a eficácia dos controles aerodinâmicos, com áreas mínimas de estabilização e superfícies de controle, momentos de dobradiça, especialmente ao se aproximar da área alvo a uma velocidade de cerca de 1600 m / s, tornam-se primordiais, em primeiro lugar, para garantir a resistência da estrutura e orientação de alta precisão para o objetivo.
De acordo com estudos preliminares, a temperatura na superfície do veículo hipersônico chega a 1900 ° C, enquanto para o funcionamento normal do equipamento de bordo, a temperatura dentro do compartimento não deve ultrapassar 70 ° C. Portanto, o corpo do dispositivo deve ter um invólucro resistente ao calor feito de materiais de alta temperatura e proteção térmica multicamadas com base nos materiais de construção existentes atualmente.
O veículo hipersônico está equipado com um sistema combinado de controle inercial por satélite e, no futuro, com um sistema óptico-eletrônico ponta-a-ponta ou sistema de homing do tipo radar.
Para garantir o vôo em linha reta, os mais promissores para os sistemas militares são os motores ramjet: SPVRD (motor supersônico ramjet) e motor scramjet (motor ramjet hipersônico). Têm um design simples, uma vez que praticamente não têm partes móveis (exceto a bomba de abastecimento de combustível) usando combustíveis de hidrocarbonetos convencionais.
O layout aerodinâmico e o design do aparelho CAV estão sendo elaborados dentro da estrutura do projeto X-41, e do porta-aviões - sob o programa X-51. O objetivo do programa X-51A é demonstrar as possibilidades de criação de um motor scramjet, o desenvolvimento de materiais resistentes ao calor, a integração da fuselagem e do motor, bem como outras tecnologias necessárias para voar na faixa de 4, 5-6, 5 M. Como parte desse programa, o trabalho também está em andamento para criar um míssil balístico com uma ogiva convencional, um míssil hipersônico X-51A Waverider e um drone orbital X-37B.
De acordo com a CRS, o financiamento do programa em 2011 foi de $ 239,9 milhões, dos quais $ 69 milhões foram gastos em AHW.
O Ministério da Defesa dos EUA conduziu outro teste de uma nova bomba hipersônica deslizante AHW (Advanced Hypersonic Weapon). O teste da munição ocorreu em 17 de novembro de 2011. O principal objetivo do teste foi testar a munição para manobrabilidade, controlabilidade e resistência aos efeitos de alta temperatura. Sabe-se que o AHW foi lançado na alta atmosfera por meio de um foguete impulsionador lançado de uma base aérea no Havaí (Fig. 9). Depois de separar a munição do míssil, ele planejou e atingiu um alvo nas Ilhas Marshall perto do Atol Kwajalein, localizado a quatro mil quilômetros a sudoeste do Havaí, a uma velocidade hipersônica cinco vezes maior que a do som. O vôo durou menos de 30 minutos.
Segundo a porta-voz do Pentágono, Melinda Morgan, o objetivo dos testes de munição foi coletar dados sobre a aerodinâmica do AHW, seu manuseio e resistência a altas temperaturas.
Os últimos testes do HTV-2 ocorreram em meados de agosto de 2011 e não tiveram sucesso (Fig. 10).
Segundo especialistas, é possível adotar um sistema hipersônico de choque de primeira geração de nova geração até 2015. Considera-se necessário realizar até 16 lançamentos por dia em veículo lançador descartável. O custo de lançamento é de cerca de US $ 5 milhões.
A criação de um sistema de ataque em grande escala não é esperada antes de 2025-2030.
A ideia do uso militar de um estratoplano movido a foguete, proposta por S. Korolev e E. Burche na década de 1930, a julgar pelas pesquisas realizadas nos Estados Unidos, começa a ser implementada em projetos de criação de um nova geração de armas de ataque hipersônico.
O uso de UAB como parte de um veículo autônomo hipersônico ao atacar um alvo exige muito da garantia de uma orientação de alta precisão em condições de voo hipersônico e proteção térmica do equipamento contra os efeitos do aquecimento cinético.
A exemplo do trabalho realizado nos Estados Unidos para a criação de armas hipersônicas, vemos que as possibilidades de uso de combate da UAB estão longe de se esgotar e são determinadas não apenas pelas características táticas e técnicas da própria UAB, que fornece o determinado alcance, precisão e probabilidade de destruição, mas também por meio de entrega. Além disso, a implementação deste projeto também pode resolver a tarefa pacífica de entregar prontamente carga ou equipamento de resgate em perigo para qualquer parte do mundo.
O material apresentado nos leva a pensar seriamente sobre o conteúdo das principais direções de desenvolvimento dos sistemas domésticos de greve dirigida até 2020-2030. Ao mesmo tempo, é necessário levar em consideração a declaração de D. Rogozin (Rogozin D. Trabalho sobre o algoritmo exato // Defesa Nacional. - 2012. - Não. 2. - P. 34-406): “… devemos abandonar a ideia de “alcançar e ultrapassar” … E é improvável que iremos rapidamente reunir forças e capacidades que nos permitiriam alcançar países de alta tecnologia em velocidades incríveis. Isso não precisa ser feito. Precisamos de outra coisa, muito mais complicada … É preciso calcular o rumo da luta armada com perspectiva de até 30 anos, para determinar esse ponto, para chegar. Para entender o que precisamos, isto é, preparar armas não para amanhã ou mesmo depois de amanhã, mas para uma semana histórica que se avizinha … Repito, não pensem no que estão fazendo nos EUA, França, Alemanha, pense no que eles terão em 30 anos. E você deve criar algo que seja melhor do que eles têm agora. Não os siga, tente entender para onde tudo está indo, e então nós venceremos."
Ou seja, é necessário entender se tal tarefa surgiu para nós e, em caso afirmativo, como resolvê-la.
