Czy Stany Zjednoczone odpowiadają hiperstrajką?
Możemy więc powiedzieć, że imperium kontratakuje. Po tym, jak Rosja zademonstrowała na Ukrainie hipersoniczny Kinzhal w ciele, Amerykanie stanęli przed trudnym wyborem: albo stworzyć broń, zdolny do zniwelowania naddźwiękowych wynalazków Rosjan lub zrewidowania całej koncepcji obronnej.
Kilka amerykańskich publikacji specjalistycznych natychmiast zwróciło uwagę na tę kwestię. Obie opcje osobno kosztują cholernie dużo pieniędzy i wszyscy bardzo dobrze to rozumieją.
Co mogą zaoferować Stany Zjednoczone w odpowiedzi? Za dużo i za mało jednocześnie.
Alex Hollings wspomina, że bardzo skutecznym lekarstwem na szybkość jest… szybkość! A odpowiedzią na rosyjskie projekty hipersoniczne może być na przykład bombowiec, który może latać z prędkością około 10M. I to nie do końca fantazja.
Hollings wspomina historia „Kos” SR-71, który był w stanie wykonywać misje rozpoznawcze na niebie Libii, gdzie było bardzo niewygodnie, ponieważ Libijczycy mieli dla nich wystarczająco dużo systemów obrony powietrznej i pocisków.
Lockheed Martin zaprojektował SR-71 w oparciu o prostą koncepcję: nic nie może cię powalić, jeśli nie może cię dogonić. Maksymalna prędkość Blackbirda, Mach 3,2, ustanowiła nowe rekordy dla samolotów z napędem odrzutowym, ale aby uciec przed radzieckimi pociskami kompleksów S-75 i S-125, zdolnymi do osiągnięcia prędkości 5M, SR-71 musisz wyjść poza swoje ramy.
SR-71 okazał się bardzo szybkim samolotem, naprawdę zdolnym do unikania pocisków. W jednym z lotów major sił powietrznych USA Brian Schul ustanowił rekord prędkości 3,31M, czyli prawie 3 km/h. To prawda, że oficjalny rekord jest znacznie niższy. Ale jest coś takiego, w 950 roku SR-1976 ustanowił absolutny rekord prędkości wśród samolotów załogowych - 71 km / h.
Jak mówią, jeśli chcesz żyć, nie przyspieszysz tak szybko ...
A teraz wielu w Stanach Zjednoczonych wierzy, że naddźwiękowe prędkości nowych samolotów mogą uratować życie przed rosyjskimi i chińskimi pociskami hipersonicznymi.
Możemy się zgodzić, że historia lotów SR-71 nad Libią (i gdzie indziej) to zupełnie normalny argument. Statystyki (amerykańskie) podają, że w ciągu 30 lat służby na SR-71 wystrzelono około 4 pocisków i żaden z nich nie dotarł do celu.
Fakt, że ani jeden Blackbird nie został zestrzelony przez pocisk, jest faktem. Ale liczba 4 jest prawdopodobnie „trochę przesadzona”. Nie umniejsza to jednak właściwości SR-000.
Dziś Stany Zjednoczone szczerze pozostają w tyle za Rosją i Chinami w wyścigu naddźwiękowym, ale fakt, że najszybszy samolot na świecie w historii tego kraju jest nieco zachęcający.
Wydaje się, że dziedzictwo SR-71 zainspirowało Siły Powietrzne USA do opracowania planu wygrania hipersonicznego wyścigu zbrojeń w inny sposób. Amerykańskim wybawcą może nie jest rakieta, ale samolot: bombowiec Lockheed Martin SR-72.
Ogólnie niewiele wiadomo o ściśle tajnym programie, który rozwija technologię niezbędną do ożywienia samolotu naddźwiękowego, a kiedy to konieczne, Amerykanie wiedzą, jak zachować tajemnice.
Ale okazało się, że program ma nazwę: „Project Mayhem”. A fakt, że w mediach co jakiś czas pojawiają się starannie zredagowane wywiady na dany temat, pozwala na wyciągnięcie pewnych wniosków.
A jednocześnie można próbować wytyczyć granice między rozwojem amerykańskim, rosyjskim i chińskim w tej dziedzinie.
Rosyjski pocisk hipersoniczny Kh-47M2 Kinzhal jest z pewnością szybki (termin hipersoniczny opisuje prędkość lotu przekraczającą 5M), ale to unikalna kombinacja szybkości i zwrotności tej broni dezorientuje współczesną obronę powietrzną. Nawet najnowocześniejsze systemy obronne nie potrafią jeszcze dokładnie przechwycić pocisków poruszających się z prędkością hipersoniczną podczas zmiany kursu.
W rezultacie Rosja, Chiny i Stany Zjednoczone konkurują o rozmieszczenie różnych typów pocisków naddźwiękowych. Rosja i Chiny twierdzą, że niektóre są w eksploatacji. Stany Zjednoczone wydają się pozostawać w tyle.
Jednym z możliwych powodów tego opóźnienia, twierdzą analitycy amerykańscy, jest to, że plany Ameryki dotyczące technologii hipersonicznej są bardziej ambitne niż tylko przesuwanie głowicy bojowej poza 5M. Jednym z celów jest opracowanie samolotu hipersonicznego wielokrotnego użytku, który mógłby przebić się przez obronę powietrzną wroga, jednocześnie unikając wygórowanych kosztów jednorazowej broni hipersonicznej.
Stany Zjednoczone wykorzystały ten potencjał w wynalazkach, które nagromadziły się przez dziesięciolecia. Nie bez powodu amerykańskie rozwiązania dużych prędkości od dawna zdominowały świat, więc po prostu grzechem jest nie korzystać z nich.
Tak więc w 1957 roku Boeing zaproponował samolot kosmiczny X-20 Dyna-Soar do bombardowania i rozpoznania.
Sam Neil Armstrong znalazł się wśród pilotów wybranych do programu, aw 1967 pilot testowy sił powietrznych William „Pete” Knight poleciał na swoim napędzanym rakietą „North American” X-15A-2 z prędkością 6,7 Macha.
W 2004 r. scramjet NASA X-43A osiągnął 9,6 Macha, aw 2007 r. pojawiły się doniesienia, że Skunk Works i Siły Powietrzne pracują nad bezzałogowym dwutrybowym scramjetem SR-71, nazwanym SR-72.
Rosyjski naddźwiękowy samolot przechwytujący MiG-31, już najszybszy samolot bojowy na świecie, może teraz przenosić naddźwiękowe pociski Kinzhal, które mogą prześcignąć i przewyższyć wszystkie znane systemy obrony powietrznej.
Pojawienie się Kinzhal w wojnie na Ukrainie położyło nowy nacisk na technologię naddźwiękową, chociaż wykorzystanie tej technologii w USA może bardzo różnić się od rosyjskiego i chińskiego.
Do 2015 roku SR-72 wyszedł zza zasłony tajemnicy. Na stronie Lockheed Martin podano, że samolot może być w służbie do 2030 roku. Do marca 2018 r. Lockheed publicznie ogłosił swoje starania o rozmieszczenie SR-72, ale natychmiast po przemówieniu Putina w Kinzhal firma zredagowała wszelkie zewnętrzne odniesienia do samolotu.
Istnieją dwie opcje: albo firma zrezygnowała z wysiłku, albo praca ponownie otrzymała dofinansowanie ze strony państwa i odpowiednią pieczęć tajemnicy. Drugi wydaje się bardziej rozsądny i prawdopodobny.
Tymczasem broń hipersoniczna stosowana do tej pory przez amerykańskich konkurentów jest podobna do rakiet balistycznych, choć znacznie szybsza. Znane jako szybowce, są przyspieszane do prędkości naddźwiękowych przez pocisk, a następnie odłączają się i szybują w kierunku celu z prędkością do 20 Macha. Jak zmienia się kurs broni kierowanej rakietami, pozostaje tajemnicą, ale eksperci, tacy jak Chris Combs z University of Texas w San Antonio, który specjalizuje się w hipersonice i inżynierii kosmicznej, sugerują, że prawdopodobnie odbywa się to za pomocą kombinacji silników gazowych i samolotów aerodynamicznych. napęd hydrauliczny.
Innym rodzajem broni hipersonicznej, który jeszcze nie wszedł do służby w żadnym kraju, jest hipersoniczny pocisk manewrujący napędzany naddźwiękowym silnikiem strumieniowym lub strumieniowym, tą samą eksperymentalną technologią napędu, która, jak się uważa, jest używana w SR-72. Hipersoniczny pocisk manewrujący leci podobnie do samolotu lub warkot-samobójstwo, ale nie sprawdza się dobrze na niskich obrotach, bo silnik potrzebuje ogromnych ilości powietrza, których nie da się uzyskać przy niskich obrotach. Wyjściem jest wzmacniacz rakietowy do początkowego przyspieszenia.
I oczywiście w dzisiejszych czasach wszystkie bronie naddźwiękowe mają wspólną wadę: koszt. Ostatnie szacunki Pentagonu sugerowały, że obecne projekty rakiet naddźwiękowych mogą kosztować od 89,6 do 106 milionów dolarów każdy. A to jest dopiero w fazie rozwoju. To więcej niż F-35A, który jest drogi do tego stopnia, że jest uważany za nieprzyzwoity.
Jednak w sierpniu 2020 r. Siły Powietrzne stworzyły nowy program rozwoju pocisków naddźwiękowych (łącznie 70 projektów do 2021 r.). Projekt ten, znany jako „Mayhem”, ma na celu wdrożenie „wielozadaniowego krążownika” wyposażonego w silnik strumieniowy.
Pod względem kosztów naddźwiękowy samolot wielozadaniowy może zmienić zasady gry. Pod względem zdolności może to przesunąć globalną równowagę sił naddźwiękowych z powrotem w stronę Stanów Zjednoczonych.
Przede wszystkim projekt Mayhem dąży do wdrożenia hipersonicznej, wielozadaniowej platformy ISR (wywiad, obserwacja i rozpoznanie, zdolności uderzeniowe), która może przenosić co najmniej trzy rodzaje ładunku. Dwa z nich to standardowe rodzaje broni dla Sił Powietrznych USA (podobno mówimy o rakietach i bombach), trzeci będzie poświęcony starej specjalności SR-71 - wywiadowi.
Na podstawie tych dokumentów można przypuszczać, że broń opracowywana w ramach projektu Mayhem nie jest pociskiem naddźwiękowym, ale naddźwiękowym dronem o takich samych parametrach operacyjnych jak SR-72.
Wygląda też na to, że wojsko opracowuje nowy typ silnika do napędzania SR-72. Jak pokazały lata eksperymentów NASA, tradycyjny scramjet nie spełni wielofunkcyjnych wymagań projektu Mayhem, ponieważ silniki scramjet działają tylko przy dużych prędkościach. Zamiast tego wydaje się, że Lockheed Martin opracowuje mieszankę typu scramjet, w której zastosowano konwencjonalny silnik odrzutowy w celu uzyskania początkowego doładowania. Silnik tego typu byłby ogromnym krokiem naprzód w stosunku do tego, co jest obecnie dostępne i wymagałby złożonej inżynierii, aby rozwiązać wiele problemów projektowych. To prawdopodobnie powstrzymuje projekt.
Główną różnicą między silnikiem scramjet a konwencjonalnym silnikiem turboodrzutowym jest brak sprężarki, która zasila komorę spalania ogromnymi masami powietrza do spalania paliwa. Wymagane ciśnienie przepływu powietrza w scramjet jest osiągane dzięki prędkości samolotu. W związku z tym przy niskich prędkościach strumień scramjet jest całkowicie nieefektywny w porównaniu z strumieniem strumieniowym. Oznacza to, że platforma scramjet nie może latać wystarczająco wolno do lądowania i dlatego może być użyta tylko raz. Ale scramjet z mieszanym cyklem, który zawiera tradycyjny silnik odrzutowy, może latać tak jak samolot, w którym to przypadku nic nie będzie przeszkodzić w jego wielokrotnym użytkowaniu.
Jest w tym racjonalne ziarno.
Zamiast niszczyć drogi scramjet, używając go do wystrzelenia jednorazowej rakiety, Mayhem może użyć drona z mieszanym cyklem scramjet. Ten system użyje tradycyjnego silnika odrzutowego do startu i przyspieszenia do około 3 Machów przed przejściem na silnik scramjet, który przyspieszy do 5 Machów i więcej.
Gdy Mayhem znajdzie się w przestrzeni powietrznej wroga z taką prędkością, może wystrzelić konwencjonalne bomby i pociski na cele lub przeprowadzić rozpoznanie przed odlotem. Nic nowego w taktyce, SR-71 również przeleciał nad Libią.
Kuszący? O tak. Połączony silnik będzie musiał połączyć dwa różne systemy zasilania i sterowania w jednej elektrowni. Dość sprzeczne. Amerykańscy inżynierowie zajmujący się hipersonią twierdzą, że silniki, które są optymalne do startu i lotów z prędkością poddźwiękową, bardzo różnią się od silników do lotów hipersonicznych.
Problemy scramjet są w swej istocie bardzo istotne. Na przykład zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej, gdy przechodzi przez silnik z prędkością większą niż prędkość dźwięku. Eksperci nazywają to „trzymaniem płomienia”. Do tej pory żadnemu krajowi nie udało się jeszcze umieścić systemu napędu strumieniowego w rakiecie, nie mówiąc już o samolocie, chociaż USA przeprowadziły kilka zachęcających testów. Jesienią 2021 roku Northrop Grumman z powodzeniem wykonał lot scramjetem wielkości rakiety w ramach programu DARPA Hypersonic Air-breathing Weapon Concept (HAWC), a w marcu 2022 roku Lockheed Martin przetestował swój prototyp z takim samym sukcesem.
Technologia, która napędza Mayhem, jest rozszerzeniem silników scramjet używanych obecnie w HAWC, ale silniki scramjet stosowane w HAWC oferują tylko połowę (hiposonicznego) cyklu łączonego, potrzebnego dla platformy takiej jak Mayhem lub SR-72. Aby Mayhem mógł latać jak samolot, projektanci muszą wymyślić sposób na włączenie do projektu konwencjonalnego silnika odrzutowego bez blokowania przepływu powietrza w scramjet lub powodowania, że samolot jest zbyt ciężki do lotu.
Hipersoniczny wyścig zbrojeń przebiega równolegle do technologii samolotów stealth, ale mimo to wpływa na rozwój i wykorzystanie tej technologii przez wojsko. Technologia Stealth jest ograniczona fizyką, gdy jest używana w samolotach, zwłaszcza w myśliwcach.
Aby samolot mógł wykonywać akrobacje wymagane dla klasy myśliwców, musi on (samolot) potrzebować pionowych sterów, poziomych aerodynamicznych powierzchni sterowych, takich jak klapy i lotki, oraz kanałów powietrznych do zasilania turbin odrzutowych wewnątrz kadłuba. Elementy te mają tendencję do tworzenia czytelnego obrazu radarowego samolotu. Samoloty stealth nie są w rzeczywistości niewidoczne dla radaru, po prostu odbijają minimalną energię. W rzeczywistości wiele z nich można łatwo wykryć za pomocą pasm radarowych o niskiej częstotliwości.
Anteny z AFAR, zdolne do odczytywania odbić z kilku zakresów częstotliwości, szczególnie skomplikują życie samolotów stealth. Eksperci Sił Powietrznych USA obliczyli, że przy zachowaniu dotychczasowej dynamiki rozwoju systemów antenowych, po 2030 roku nawet F-22 będą miały minimalne szanse na przetrwanie w przestrzeni powietrznej.
W tym przypadku rozwój amerykańskich firm w dziedzinie samolotów naddźwiękowych wygląda bardzo, bardzo obiecująco. Szybkość równie dobrze może być w opozycji do niewidzialności, która już tak nie będzie. Bezzałogowy statek powietrzny wyprodukowany przez Mayhem mógł bezkarnie wlecieć na terytorium wroga, zaatakować cel lub zebrać dane wywiadowcze, a następnie ponownie polecieć, nie dając się zestrzelić. Jak wyjaśnił sekretarz sił powietrznych Frank Kendall o innych opracowywanych programach dotyczących dronów, brak pilota na pokładzie może pozwolić samolotowi na podejmowanie dużego ryzyka.
Oznaczałoby to znaczne oszczędności kosztów. Większość amerykańskiego arsenału rakiet i bomb wystrzeliwanych z powietrza ma wartość od dziesiątek tysięcy do kilku milionów dolarów każdy. Zamiast postrzegać tę broń jako przestarzałą, nadal mogłaby być równie skuteczna, gdyby była dostarczana do celów z prędkością naddźwiękową z wnętrza komory bombowej samolotu. Odrzutowiec z cyklem kombinowanym, taki jak planowany dla SR-72, mógłby pozwolić USA zrównoważyć zdolności rakietowe o dużej prędkości używane przez Rosję i Chiny, a także mógłby przenosić wiele istniejących amunicji w Ameryce w erę hipersoniczną.
Niestety, umieszczenie różnych ładunków w naddźwiękowym samolocie wymaga więcej subtelności niż proste zawieszenie podskrzydłowe.
„Przejście do Mach 5 i wyższych generuje ekstremalne poziomy ciepła, co skutkuje potrzebą innowacyjnych materiałów, czujników i elektroniki, aby wytrzymać te prędkości przez całą drogę”, mówi Dave Berganini, wiceprezes ds. systemów naddźwiękowych i uderzeniowych w Lockheed Martin. Kontrola Ognia".
Oznacza to, że zawieszenie zewnętrzne jako takie nie ma zastosowania do prędkości powyżej 5 km / h, ponieważ może spowodować zniszczenie broni z temperatury. I być może urządzenie też będzie musiało manewrować…
Ponieważ oficjalne informacje są skąpe, istnieją pewne wskazówki, że Siły Powietrzne USA i ich partnerzy z Mayhem mogą być bardzo daleko w rozwoju broni hipersonicznej. Dokładniej, hipersoniczne nośniki broni.
Okazuje się, że Stany Zjednoczone poszły nieco inną ścieżką rozwoju. Rosja i Chiny zaczęły tworzyć broń naddźwiękową, czyli pociski. W rzeczywistości tak, zadziałało, ale te systemy uzbrojenia są bardzo drogie. Amerykańscy projektanci zdecydowali, że bardziej obiecującą opcją jest stworzenie nośnika broni wielokrotnego użytku, zdolnego do poruszania się z prędkością naddźwiękową.
Wiesz, to wszystko przypomina nieco wyścig kosmiczny, który rozegrał się w niedawnej przeszłości. ZSRR opierał się na stosunkowo niedrogich statkach jednorazowego użytku, podczas gdy w USA nacisk kładziono na statki wielokrotnego użytku. W efekcie po wielu latach Amerykanie z pewnością wyjdą na prowadzenie z nowymi i co najważniejsze tanimi statkami wielokrotnego użytku.
Koszt dostarczenia 1 kg ładunku na niską orbitę odniesienia przez rosyjski Proton to około 2 dolarów, podczas gdy Falcon robi to za 800 dolarów i obiecuje, że będzie jeszcze niższy.
Wielokrotnego użytku naddźwiękowy bombowiec z pewnością będzie bardziej opłacalny niż jednorazowa hipersoniczna broń rakietowa, przynajmniej dlatego, że może trafić kilka celów jednocześnie i prawdopodobnie powróci i powtórzy lot.
Dlatego istnieją pewne przesłanki, aby amerykańscy inżynierowie długo i mocno wbijali się w ten temat, bo wynik będzie tego wart. Biorąc pod uwagę, ile firm w Stanach Zjednoczonych jest zaangażowanych w rozwój w dziedzinie lotnictwa, wynik może być pozytywny, a cokolwiek przyjmiemy, wielocyklowy scramjet, nośnik hipersoniczny jako całość, jest kwestią „kiedy”, a nie "jeśli".
Rosyjskie „Sztylety” były również uważane za fikcję i fantazję kilka lat temu.
Dziś można z uśmiechem mówić o pragnieniach Amerykanów, ale lepiej tego nie robić. Lekcja Elona Muska jest wciąż świeża. To „Kiedy leci, wtedy porozmawiamy” spowodowało utratę ogromnej części rynku kosmicznego dla Rosji. Tak więc „kiedy” może wydarzyć się w bardzo niedalekiej przyszłości.
Rezultat prac amerykańskich koncernów lotniczych może być taki, że US Air Force będzie dysponować hipersonicznym nośnikiem broni konwencjonalnej. I z takim prawdopodobieństwem rozwoju wydarzeń trzeba będzie się liczyć.
Jednak czas wciąż gra po stronie Rosji i Chin. Ale - tylko na razie.
informacja