На этой неделе состоялся третий испытательный полет американского гиперзвукового летательного аппарата (ГЛА) X-51 AWaveRider – прототипа перспективной ракеты. Однако через 15 секунд после запуска, еще до начала работы основного двигателя, WaveRider потерял управление и упал в океан.
Предыдущее испытание, состоявшееся в прошлом году, тоже провалилось – ускоритель, разгоняющий аппарат до необходимой для запуска основного двигателя скорости, сработал не вовремя и не отделился. Однако ранее, в 2010-м, двигателю «машины» удалось проработать 200 секунд (планировалось 300), разогнав аппарат до пяти скоростей звука (5М). Продолжительность его работы, таким образом, втрое превысила предыдущий рекорд, поставленный российской/советской гиперзвуковой летающей лабораторией (ГЛЛ) «Холод». При этом, в отличие от отечественного аппарата, «американец» использовал в качестве топлива не водород, а авиационный керосин.
Нынешняя неудача, безусловно, затормозит гиперзвуковую программу США, на которую израсходовано $2 млрд. Однако это не отменяет того факта, что у Штатов уже есть ключевая для этой программы технология — работающий прототип гиперзвукового воздушно-реактивного двигателя (ГПВРД, он же скрамджет).
Потенциально такие двигатели способны разогнать летательный аппарат до 17 скоростей звука на водороде и до 8 – на углеводородном топливе. Однако для его работы необходимо добиться устойчивого горения топлива в сверхзвуковом воздушном потоке – что, по словам одного из разработчиков, ничуть не легче, чем удержать спичку зажженной в эпицентре урагана. Впрочем, еще не так давно считалось, что при использовании углеводородного топлива это в принципе невозможно, а единственным пригодным горючим для ГПРВД является взрывоопасный, создающий эксплуатационные трудности и «раздувающий» объемы топливных баков из-за низкой плотности водород. Тем не менее, начиная с 2004 года на Западе провели ряд относительно успешных испытаний летательных аппаратов — как водородных, так и «керосиновых».
В чем практический смысл двухмиллиардной программы? Проектная скорость Х-51 – 7М (около 7 тыс. км/ч для высоты 20 км), проектная дальность – 1600 км, высота полета – порядка 25 км. Иными словами, по «дальнобойности» он примерно соответствует крылатой ракете BGM-109 «Томогавк» (1600 км, с ядерной боевой частью – 2500 км) или баллистической ракете средней дальности – например, снятой с вооружения по договорам РСМД «Першинг-2» (1770 км). В чем преимущества «волнолета» по сравнению с «конкурентами»?
BGM-109 имеет дозвуковую скорость – 880 км/ч. Таким образом, полет на максимальную дальность занимает около двух часов. На протяжении этого времени ракета может быть обнаружена и уничтожена, а цель может переместиться. Безусловно, летящая на высоте порядка 60 м над землей и обладающая малой радиолокационной заметностью уже в силу размеров крылатая ракета – весьма проблемная цель для ПВО. Однако известны и успешные примеры обороны атакуемых объектов от «Томагавков» — например, иракского ядерного центра во время «Бури в пустыне».
Баллистическая ракета с дальностью того же порядка имеет среднюю скорость около 10 тыс. км/ч. Однако, во-первых, «баллистики» могут быть засечены из космоса уже в момент старта – внушительный факел от работающих ракетных двигателей достаточно хорошо заметен. Во-вторых, максимальная высота траектории баллистических ракет такой дальности приближается к 400 км, поэтому они довольно рано «засвечиваются» на радарах ПРО. В-третьих, «баллистики» — неманеврирующая цель, что делает возможным их перехват даже зенитными ракетами, наводящимися в точке упреждения. В целом при современном развитии систем ПРО баллистическая ракета средней дальности является достаточно уязвимой целью.
При этом баллистические ракеты – феноменально неэффективное средство доставки по соотношению стартовой массы и полезной нагрузки. Химические ракетные двигатели сочетают огромную тягу с еще более чудовищной прожорливостью, а баллистические полеты в принципе энергозатратны. В итоге, например, «Першинг-2» при стартовой массе в 7,4 т нес боевую часть в 399 кг. Для сравнения – «Томагавки» несут почти столько же при собственном весе около полутора тонн.
Теперь сравним с гиперзвуковыми ракетами. Скорость и подлетное время, в общем, сопоставимы с таковым у «Першинг-2». При этом Х-51, во-первых, использует гораздо более экономичный воздушно реактивный двигатель. Во-вторых, не забирается на высоту 400 км, «сообщая» о своем присутствии всем окрестным радарам ПРО. В-третьих — способен активно маневрировать. Заметим, что как показали испытания, проведенные в 2007-м шведской SaabBofors, на скоростях 5,5 М возможны сложные маневры даже в плотных слоях атмосферы. В итоге перехват WaveRider возможен только если перехватчик заметно превосходит последнего в скорости и маневренности. Сейчас таких перехватчиков просто нет.
Существующие комплексы ПРО также неспособны бороться с гиперзвуковыми ракетами класса X-51. При этом даже в случае принципиальной возможности поражения высокая скорость цели резко уменьшает зону перехвата.
Иными словами, WaveRider сочетает подлетное время, сопоставимое с баллистическими ракетами средней дальности, с гораздо меньшей заметностью и фактической неуязвимостью по отношению к современной ПВО/ПРО. Между тем, в свое время руководство СССР пошло на все, чтобы убрать «Першинги» из Европы, разменяв их на гораздо большее количество собственных ракет средней дальности – и не зря. 8-10-минутное подлетное время американских ракет превращало их в почти идеальное средство обезоруживающего и «обезглавливающего» удара – у подвергшихся атаке просто не оставалось времени на ответную реакцию. В случае доведения Х-51 до серии ситуация воспроизведется в ухудшенном варианте – при том, что создание ядерных вариантов «волнолетов» вполне возможно.
При этом применение ГПРВД не ограничивается аппаратами средней дальности. С одной стороны, по мнению консультативной группы HАТО по космическим исследованиям и разработкам (AGARD), скрамджеты могут быть широко использованы в чисто тактических системах малой дальности – это противотанковые ракеты (предназначенные также для поражения укреплений), ракеты «воздух-воздух» и малокалиберные (30-40 мм) снаряды для поражения воздушных целей. Еще одно вероятное направление – использование ГПВРД в противоракетах, предназначенных для перехвата баллистических ракет на начальном участке траектории.
С другой стороны, применение гиперзвуковых технологий способно привести к появлению принципиально новых классов стратегических систем. Наиболее консервативный вариант – использование гиперзвуковых аппаратов в качестве «маневрирующих боеголовок» для традиционных баллистических ракет.
Отметим, что баллистическая ракета большой дальности мало уязвима на среднем участке траектории (поскольку окружена огромным количеством легких ложных целей, дипольными отражателями и постановщиками помех), но уязвима на начальном и конечном участках траектории (легкие ложные цели отсеиваются самой атмосферой, в итоге боеголовку сопровождает только небольшое количество тяжелых ЛЦ). При этом и боеголовка, и ее «свита» представляют собой набор неманеврирующих баллистических целей, что радикально облегчает задачу ПРО. Однако скоростная и маневрирующая «машина» с ГПВРД практически неуязвима для нынешних средств ПВО и ПРО. В итоге, объединив классическую МБР с гиперзвуковым маневрирующим боевым блоком, можно добиться надежного прорыва соответствующего эшелона противоракетной обороны.
Иными словами, речь идет о технологии, способной действительно совершить переворот в военном деле. Гиперзвуковая угроза неизбежно станет реальностью в весьма обозримом будущем.
Евгений Пожидаев
Источник: www.rosbalt.ru
18.08.12.