Ile sekund lata „Petrel” i „Cyrkon”
Prolog
3 stycznia 2018, zimowa burza.
Na wzburzonych wodach kanału La Manche cenny ładunek statku Nikifor Begichev zamoknie. Partia pocisków przeciwlotniczych 40N6 przeznaczonych do systemów S-400 będących na uzbrojeniu ChRL.
Rok później, w lutym 2019 r., szczegóły niefortunnego incydentu poznamy ze słów szefa Rostecu Siergieja Czemiezowa podczas przemówienia na wystawie IDEX-2019. Partia uszkodzonych rakiet ma zostać w całości zniszczona. Pociski będą produkowane od nowa, w związku z czym realizacja „chińskiego” kontraktu została opóźniona o trzy lata i powinna się zakończyć przed końcem 2020 roku.
Zły interes, kolejne zaniedbanie... Jednak historia z mokrymi rakietami nabiera zupełnie nieoczekiwanych odcieni, jeśli spojrzeć na sytuację w logiczny sposób:
1. W jaki sposób pociski w zamkniętych pojemnikach transportowych i startowych mogą zamoczyć się?
2. Na jakie warunki klimatyczne przeznaczony jest system obrony powietrznej S-400? Jak odporny jest kompleks przeciwlotniczy na opady w postaci deszczu i deszczu ze śniegiem? Czy da się go skutecznie wykorzystać w warunkach odmiennych od warunków Pustyni Atakama – najsuchszego miejsca na świecie, gdzie opady nie przekraczają 50 mm rocznie.
3. Jakie jest ryzyko związane z transportem towarów drogą morską? Jeśli jakakolwiek zimowa burza tak łatwo niszczy super chroniony sprzęt wojskowy, to jak masowa dostawa drogą morską innego, stosunkowo delikatnego ładunku. Sprzęt motoryzacyjny, AGD i komputerowy, linie urządzeń produkcyjnych?
4. Dlaczego konieczne było przetransportowanie rakiet z Rosji do Chin przez Atlantyk?
* * *
Pociski w zamkniętym pojemniku do transportu i wystrzeliwania (TLC) nie mogą zamoczyć się w warunkach domowych. Taki jest cel TPK. Chroniona zgodnie z najwyższymi standardami, napędzana, fabrycznie zaplombowana i gotowa do startu rakieta, która nie wymaga konserwacji przez dziesięciolecia. Relatywnie mówiąc, TPK z rakietą można zanurzyć w bagnie, a następnie usunąć i wykorzystać zgodnie z przeznaczeniem.
TPK zapewnia maksymalny poziom ochrony przed wszelkiego rodzaju wstrząsami, wibracjami, opadami atmosferycznymi i innymi niekorzystnymi warunkami zewnętrznymi, nieuniknione podczas transportu wielotonowej rakiety w warunkach bojowych. W tym na trudnym terenie. Taka konstrukcja jest niezwykle trudna do zmiażdżenia przy pomocy niekompetencji, zaniedbania i improwizowanych środków. W tym celu należy zaczepić TPK dźwigiem i odpowiednio „przyczepić” go z wysokości na wyrzutni. Namaczanie pojemnika przez zwykłe polewanie go wodą morską jest niezwykłe. W tym samym czasie ani jedna rakieta w żadnym uszkodzonym pojemniku nie zmokła, ale cała impreza.
Pocisk przeciwlotniczy ultradalekiego zasięgu 40N6 jest kluczowym elementem systemu S-400. To ona powinna zapewnić kompleksowi deklarowany zasięg przechwytywania 400 km z możliwością zapewnienia obrony przeciwrakietowej w bliskim kosmosie. Według przedstawionych danych dwustopniowy pocisk jest w stanie osiągnąć w locie maksymalną prędkość do 3 kilometrów na sekundę, ma łączne naprowadzanie na cele, m.in. przy użyciu własnej aktywnej głowicy naprowadzającej.
Opracowanie i przyjęcie systemu obrony przeciwrakietowej 40N6 było nieco opóźnione o 10 lat. Ostatni raz wiadomości Test tego pocisku zabrzmiał w marcu 2017 roku, kiedy minister obrony Siergiej Szojgu ogłosił na telekonferencji, że rozważane są wyniki państwowych testów „obiecujących pocisków dalekiego zasięgu”. Wcześniej, w 2012 roku, dowódca Sił Obrony Powietrznej generał dywizji Andrei Demin poinformował o udanych testach „pocisku dalekiego zasięgu do S-400”.
Biorąc pod uwagę wszystkie paradoksy i zawiłości w rozwoju 40N6, dziwny incydent w Kanale La Manche, dziwny wybór drogi zaopatrzenia i dziwne konsekwencje wypadku, w którym wszyscy zaangażowani udają, że nic szczególnego się nie wydarzyło, można wyciągnąć jeden wniosek. pociągnięty. Na pokładzie nie było rakiet.
Możliwe, że nadejdzie czas, a moi faworyci też „zmokną” - „Cyrkon” z „Petrelem”.
* * *
Od miesięcy szaleją pasje wokół „hiposonicznych pocisków przeciwokrętowych” i „pocisków manewrujących z napędem jądrowym”. Odczucie jest takie, że Oficjalne media na najwyższym szczeblu zaczęły mówić o gotowości do przyjęcia technologii, która jeszcze kilka lat temu pojawiła się tylko w dziełach science fiction.
Czytanie komentarzy na najnowsze tematy broń i czujesz, że wielu po prostu nie zdaje sobie sprawy z paradoksu i znaczenia tej chwili. Dla wielu Zircon i Burevestnik to tylko najnowsze rakiety, które latają szybciej i dalej niż ich poprzednicy.
Nie są to jednak tylko pociski. Osiągnęliśmy nowy, rewolucyjny kamień milowy w rozwoju nauki i postępu. Zdarzyło się to po raz pierwszy w historii. dwa kraje rozwinięte, którzy byli wczoraj na tym samym poziomie technicznym, następnego ranka dzieliła nieprzenikniona technologiczna przepaść. Tak, że wczoraj obie strony używały łuków i strzał, a dziś niektórzy nadal biegają z łukami, a inni mają karabin maszynowy.
Przepraszam, niektórzy tworzą poddźwiękową rakietę LRASM, a my mamy naddźwiękową 9-maszynową cyrkon.
Nagłe pojawienie się supertechnologii rodzi pytania. Mówiąc najprościej, nikt nie może sobie wyobrazić, jak stało się to możliwe.
Pojawienie się jakiejkolwiek technologii jest zawsze poprzedzone dyskusjami w środowisku naukowym, a także wynikami pośrednimi. Niemiecki „V-2” nie pojawił się od zera. Pierwszy działający prototyp silnika rakietowego na paliwo ciekłe został zbudowany przez Amerykanina R. Goddarda w 1926 roku, legendarny GIRE zajmował się tym tematem w naszym kraju, a wszystko opierało się na formułach napędu odrzutowego uzyskanych przez N. Zhukovsky'ego i K. Ciołkowski.
Lotnictwo kompleks Kinzhal opiera się na wykorzystaniu amunicji ze sprawdzonego Iskandera OTRK, a same wystrzeliwane z powietrza rakiety balistyczne są znane od co najmniej pół wieku (np. sowiecki Ch-15).
Szybowiec hipersoniczny Avangard to kolejna udana próba manewrowania z prędkością kosmiczną w górnych warstwach atmosfery. Wcześniej istniały „Spirala”, „BOR”, „Buran”. Przyspieszenie do prędkości 27 Macha za pomocą ICBM również nie budzi wątpliwości. Zwykła prędkość głowic w segmencie lotów egzoatmosferycznych.
Jako przykład często przytaczana jest torpeda Szkwal, która według zagranicznych ekspertów rzekomo naruszyła prawa fizyczne i w rezultacie udowodniła, że niemożliwe jest możliwe. To po prostu piękna legenda. Zjawisko superkawitacji badano po obu stronach oceanu. W Stanach Zjednoczonych największy autorytet w tej dziedzinie w latach 1960. XX wieku. wykorzystał dzieło Marshalla Thulina (to jest imię, a nie tytuł); przetestowano szybkostrzelną amunicję podwodną (RAMICS). Jednak wojsko nie było zainteresowane niekierowaną bronią podwodną - ani powolną, ani szybką.
A teraz dochodzimy do stworzenia 9-maszyny „Cyrkon”. Absolutny rekord. Żaden z pocisków przeciwokrętowych, które istniały przed nim, nie mógł rozwinąć nawet 1/3 wskazanej prędkości.
W przypadku Burevestnika mówimy o stworzeniu instalacji jądrowej, który ma 25 razy większą moc cieplną niż wszystkie znane małe reaktory jądrowe. Mówimy o reaktorach do statków kosmicznych („Topaz” i BES-5 „Buk”), najbliższych „analogach” elektrowni Burevestnik pod względem masy i wymiarów.
Rakieta poddźwiękowa, która zachowuje wymiary „Kaliber” i leci z prędkością 270 m / s, zgodnie z prawami natury, będzie potrzebowała silnika o mocy co najmniej 4 MW. W rezerwie projektanci mają tylko około pół tony na instalację silnika jądrowego (zamiast zwykłego silnika turboodrzutowego i rezerw paliwa).
Najmocniejszy i najdoskonalszy z powstałych w praktyce reaktorów małogabarytowych (Topaz), o masie własnej 320 kg, miał moc cieplną 150 kW. To wszystko, co można było osiągnąć przy obecnym poziomie rozwoju technicznego.
25-krotna różnica w sile przekłada dalszą rozmowę na frywolną płaszczyznę. To jak próba zbudowania ciężarówki, w której nie ma nic potężniejszego niż silnik do kosiarki.
Zabawnych momentów jest o wiele więcej. Na przykład metody wymiany ciepła w jądrowym silniku odrzutowym. Nie ma sensu przepuszczać powietrza przez rozgrzaną do czerwoności strefę reaktora. Przy prędkości lotu 270 m / s powietrze będzie przewodziło tysięczne sekundy w komorze roboczej, podczas której po prostu nie ma czasu na rozgrzanie. Ma za małą przewodność cieplną. Aby przekonać się o tym, co zostało powiedziane, wystarczy przez sekundę przytrzymać rękę nad dołączonym piecem.
W konwencjonalnym silniku turboodrzutowym cząsteczki paliwa mieszają się z płynem roboczym - powietrzem. Gdy mieszanina jest zapalana, powstają gorące gazy spalinowe, które wytwarzają ciąg strumieniowy. W przypadku turboodrzutowca YARD będzie to konieczne poświęcić znaczną część masy silnika na parującą powłokę ablacyjną Obszar roboczy. Gorące cząstki w postaci zawiesiny (lub pary) muszą zmieszać się ze strumieniem powietrza i podgrzać je do temperatury tysiąca stopni, tworząc ciąg strumieniowy. Ze względu na obecność cząstek radioaktywnych spaliny będą śmiertelne. Ci, którzy wystrzelili taki pocisk, ryzykują śmierć, zanim dotrze do wroga.
Czy można obejść się bez parowania, zapewniając bezpośredni transfer ciepła - gdy ściany rdzenia stykają się z powietrzem? Mogą. Wymaga to jednak zupełnie innych warunków.
Amerykańskie projekty początku lat 60-tych. Rozwiązać problem ze względu na prędkość 3M, co umożliwiło dosłownie „przepychanie” powietrza między zespołami paliwowymi jądrowego silnika strumieniowego, podgrzanego do 1600 ° C. Przy niższych prędkościach płyn roboczy (powietrze) nie mógł pokonać powstałego oporu przy takiej konstrukcji silnika.
Ze względu na inną zasadę działania i kolosalne koszty energii rakieta SLAM (Project Pluto, Tori-IIC) okazała się prawdziwym potworem o masie startowej 27 ton. to inne pole techniczne, który nie ma nic wspólnego z ujęciami pokazywanymi przez Burevestnik, które pokazują pociski poddźwiękowe o wymiarach konwencjonalnego Calibre.
Jak dotąd nie ma oficjalnego wyjaśnienia, w jaki sposób problem z próbami w locie „jednorazowego” reaktora jądrowego został rozwiązany w momencie nieuchronnego upadku rakiety.
Pociski poddźwiękowe stanowią zagrożenie ze względu na masowe użycie. W innych warunkach pojedyncza superdroga wyrzutnia rakiet z silnikiem jądrowym, krążąca w powietrzu godzinami, stanie się łatwym łupem dla wroga. Pomysł z poddźwiękowym pociskiem nuklearnym pozbawiony jest jakiegokolwiek praktycznego i militarnego znaczenia. Spośród osiągniętych korzyści tylko prędkość ślimaka i zwiększona podatność w porównaniu z istniejącymi ICBM.
To wszystko są drobiazgi, głównym problemem jest stworzenie zwartej instalacji jądrowej o mocy 25 większej niż Topaz i wystarczających rezerwach wyparnej powłoki rdzenia na długie godziny lotu.
* * *
Zwolennicy Burevestnika odwołują się do osiągnięć postępu technologicznego, wierząc, że nowoczesne technologie są dziesiątki razy lepsze od wyników rozwoju ubiegłego wieku. A tak niestety nie jest.
W powieściach science fiction z tamtych czasów astronauci dzwonili na Ziemię z Marsa, kręcąc tarczą telefonu. Jak Belyaev: „Erg Noor usiadł przy dźwigniach maszyny liczącej”. Niestety, żaden z pisarzy science fiction nie odgadł kierunku postępu, który skręcił na ścieżkę doskonalenia mikroelektroniki. Jeśli chodzi o energię jądrową, lotnictwo i technologie kosmiczne, jesteśmy w rzeczywistości na tym samym poziomie technologicznym. Nieznaczne zwiększenie wydajności i bezpieczeństwa przy jednoczesnym dążeniu do obniżenia kosztów konstrukcji.
Powyżej - radioizotopowy generator termoelektryczny misji Apollo 14, na dole - RTG sondy New Horizons (uruchomionej w 2006 r.), jednego z najpotężniejszych i najbardziej zaawansowanych RTG, jakie kiedykolwiek stworzono w praktyce. NASA ze swoimi stacjami i łazikami jest pod tym względem wielkimi artystami. W naszym kraju natomiast kierunek z RTG nie był priorytetem, dla satelitów rozpoznawczych z radarami wymagane były zupełnie inne pojemności, więc stawką były reaktory. Stąd wyniki, takie jak Topaz.
Jaki jest sens tych ilustracji?
Pierwszy RTG miał moc elektryczną 63 W, nowoczesny aż 240 W. Nie dlatego, że jest czterokrotnie doskonalszy, ale po prostu banalnie większy i zawiera 11 kg plutonu, w porównaniu z 3,7 kg plutonu w przenośnym SNAP-27 z odległych lat 60-tych.
Wymagane jest tutaj małe wyjaśnienie. Moc cieplna - ilość ciepła wytwarzanego przez sam reaktor. Energia elektryczna - ile ciepła jest w rezultacie zamieniane na energię elektryczną. energia. W przypadku RTG obie wartości są dość małe.
RTG, pomimo swojej zwartości, całkowicie nie nadaje się do roli jądrowego silnika odrzutowego. W przeciwieństwie do kontrolowanej reakcji łańcuchowej „bateria jądrowa” wykorzystuje energię naturalnego rozpadu izotopów. Stąd absolutnie skąpa moc cieplna: RTG „Nowe Horyzonty” ma tylko około 4 kW, 35 razy mniej niż kosmiczny reaktor „Topaz”.
Drugim punktem jest stosunkowo niska temperatura powierzchni elementów aktywnych RTG podgrzanych do zaledwie kilkuset °C. Dla porównania, obecna próbka jądrowego silnika odrzutowego Tori-IIC miała temperaturę rdzenia 1600 °C. Inna sprawa, że „Tori” ledwo mieściła się na peronie kolejowym.
Ze względu na swoją prostotę, RTG stały się powszechne. Możliwe stało się stworzenie mikroskopijnych „baterii jądrowych”. W poprzednich dyskusjach przytaczano mnie jako przykład RTG „Anioł” jako oczywiste osiągnięcie postępu. RTG ma kształt walca o średnicy 40 mm i wysokości 60 mm; i zawiera tylko 17 gramów dwutlenku plutonu o mocy elektrycznej około 0,15 wata. Inna sprawa - jak ten przykład wypada w porównaniu z 4-megawatowym silnikiem jądrowym pocisku samosterującego?
Słaba energia RTG jest rekompensowana ich bezpretensjonalnością, niezawodnością i brakiem ruchomych części. Na szczęście istniejące statki kosmiczne nie wymagają dużo energii. Moc nadajnika Voyagera to 18 watów (jak żarówka w lodówce), ale to wystarcza na sesje komunikacyjne z odległości 18 miliardów km.
Naukowcy krajowi i zagraniczni pracują nad zwiększeniem mocy elektrycznej z „akumulatorów”, wprowadzając wydajniejszy silnik Stirlinga zamiast termopary o sprawności 3% (Kilopower, 2017). Ale nikomu jeszcze nie udało się zwiększyć mocy cieplnej bez zwiększania wymiarów. Współczesna nauka nie nauczyła się jeszcze, jak zmienić okres półtrwania plutonu.
Jeśli chodzi o prawdziwe małe reaktory, Topaz zademonstrował możliwości takich systemów na obecnym poziomie. W najlepszym przypadku od półtora do dwustu kilowatów - przy masie instalacji około 300 kg.
* * *
Czas zwrócić uwagę na drugiego bohatera dzisiejszej recenzji. RCC „Cyrkon”.
Projekt hipersonicznego pocisku wycieczkowego był na początku naprawdę interesujący, dopóki nie zaczął się nagły wzrost prędkości. Od początkowych 5-6 machów do 8 machów, teraz 9 machów! Projekt przerodził się w kolejną wystawę absurdu.
Ci, którzy składają takie stwierdzenia, przynajmniej rozumieją, jaka katastrofalna różnica leży między tymi wartościami podczas lotu w atmosferze? Samolot naddźwiękowy poruszający się z prędkością 9M powinien być radykalnie inny w projektowaniu i energii od oryginalnej rakiety Mach 5, a zależność nie jest bynajmniej liniowa.
Różnice w konstrukcji samolotów wraz ze wzrostem prędkości – nawet przy znacznie mniejszych wartościach (od jednego Macha – do 2,6M) widać wyraźnie na przykładach pocisków manewrujących ZM14 Calibre i 3M55 Onyx.
Średnica poddźwiękowego „Kaliber” wynosi 0,514 m, masa początkowa – 2300 kg, masa głowicy – 500 kg. Masa silnika „na sucho” 82 kg, max. ciąg 0,45 tony.
Średnica naddźwiękowego Onyxa wynosi 0,67 metra, masa startowa 3000 kg, masa głowicy bojowej 300 kg (-40% w porównaniu do Calibre). Sucha masa silnika to 200 kg (2,4 razy więcej). Maks. ciąg 4 tony (8,8 razy wyższy), przy odpowiednim zużyciu paliwa.
Zasięg tych pocisków na małej wysokości różnią się o współczynnik 15.
Żadne ze znanych rozwiązań technicznych nie pozwala zbliżyć się do deklarowanych właściwości cyrkonu. Prędkość - do 9M, zasięg lotu według różnych źródeł od 500 do 1000 km. Z ograniczonymi wymiarami, które pozwalają na umieszczenie „Cyrkonu” w pionowym szybie kompleksu ogniowego statku 3S14, przeznaczonego dla „Onyksu” i „Kaliber”.
To w pełni wyjaśnia niechęć do dzielenia się jakimikolwiek szczegółami na temat „Cyrkonu”, nie ma nawet przybliżonych informacji o jego wyglądzie (pomimo faktu, że „Sztylet” i „Peresvet” „błyszczą” we wszystkich szczegółach). Opublikowanie jakichkolwiek konkretów natychmiast wywoła pytania specjalistów, na które nie będzie można udzielić jednoznacznej odpowiedzi. Nie da się tego wszystkiego wytłumaczyć istniejącymi technologiami.
To musi być UFO na jakichś zupełnie nowych zasadach fizycznych.
Badania naddźwiękowe w praktyce, których wyniki zostały udostępnione publicznie, wykazały, co następuje. X-51 Waverider z naddźwiękowym strumieniem strumieniowym przyspieszył do 5,1 Macha i przejechał z tą prędkością 400 km. Warto zauważyć, że Amerykanie rozproszyli 1,8-tonowy „półfabrykat”, którego większość masy przeznaczono na ochronę termiczną. Bez śladu głowicy bojowej, składanych konsol czy głowicy samonaprowadzającej, jaką mają pociski wojskowe. Start został przeprowadzony z B-52 z prędkością 900 km / h w rozrzedzonych warstwach atmosfery, co znacznie zmniejszyło wymagania dotyczące masy i rozmiaru rakiety startowej. Na podstawie analizy różnych typów broni rakietowej na samym dopalaczu zaoszczędzono co najmniej tonę.
Najnowsze wieści nadeszły z Chin - test szybowca hipersonicznego Starry Sky-2. Jak się okazało, wcale nie Waverider. Jest to naddźwiękowy szybowiec-falowiec, który za pomocą pocisku balistycznego nabiera prędkości 5,5 M, a następnie szybuje z powodu bezwładności, stopniowo zwalniając w gęstych warstwach atmosfery. „Młodszy brat” krajowej „Awangardy”. Nasi wschodni sąsiedzi byli w stanie zapewnić niezbędną ochronę termiczną i naddźwiękową pracę elementów sterujących, ale nie ma mowy o stworzeniu scramjeta. Szybowiec nie ma silnika.
* * *
Wyjaśnienie paradoksu? Nie wyobrażam sobie nawet, jak zakończy się historia z superrakietami. W zasadzie skończy się to w najbardziej oczywisty sposób, jak „mokre” rakiety przeciwlotnicze z chińskiego kontraktu. Inna sprawa, jak zostanie to wyjaśnione opinii publicznej, która mocno wierzy w istnienie takiej broni. Z zagranicznymi ekspertami NI wszystko będzie łatwiejsze, nadal nie są w stanie odróżnić szybowca od samolotu ze scramjetem, wszystko jest dla nich „zagrożeniem”, bez względu na to, co pokazujesz.
„Cyrkon” z „Petrelem” pokonał wszelkie rozsądne bariery i nadal surfuje w przestrzeni międzydźwiękowej. Najprawdopodobniej powtórzą ścieżkę legend z początku XXI wieku - plazmowego „generatora ukrycia” i rakiety X-90 Koala - bohaterów publikacji tamtych lat. Jednak od "Koali", jadącego do celu na wysokości 90 km, przynajmniej były jakieś obliczenia, a nawet układ.
informacja