Гиперзвуковое оружие

Самый быстрый аргумент безопасности

Сверхзвуковой гамбит

В 2018 году случилось незаурядное событие. До него риторика ядерного сдерживания позволяла восточному и западному блокам оставаться в условиях относительного стратегического паритета. При этом Запад в силу многих десятилетиями складывавшихся факторов оказывал со своей стороны сильнейшее давление на экономическом поле. Однако все изменилось, когда Россия внезапно анонсировала наличие у нее стратегического рычага невероятной силы. Причиной такой метаморфозы стала разработка принципиально нового средства сдерживания XXI века — гиперзвуковые ракеты «Авангард», «Циркон» и «Кинжал».

Очень быстро стало ясно, что против них бессильна любая система противоракетной обороны, существующая в мире. Более того, как отмечают эксперты, надежной защиты от гиперзвука не будет еще в течение ближайших 20 лет. Ее смогут обеспечить только орбитальные лазерные платформы, но их создание пока лежит в области научной фантастики. Это, в свою очередь, означает, что еще долгое время не будет и гиперзвукового паритета. В лице гиперзвукового оружия наша страна получила козырь в рукаве, и громкость нашего внешнеполитического рупора резко возросла.

Больше, чем скорость

Так чем же гиперзвуковая ракета отличается от обычной?

Конечно, скоростью. Но не только.

Скорость звука в воздухе — 340 м/с, или один мах. Если аппарат летит быстрее, его называют сверхзвуковым.

Гиперзвуковое движение начинается со скорости в пять махов — это 1700 м/с, или 6100 км/ч.

Кто-то может сказать, что ничего нового в таком оружии нет, ведь такие скорости были достигнуты баллистическими ракетами, разработанными в России еще в далекие 60-е годы прошлого столетия. Например, боеголовки знаменитой межконтинентальной баллистической ракеты Р-36М, прозванной западными оружейными экспертами «Сатаной», на этапе снижения имеют скорость около семи махов. Чем не гиперзвук?

Проблема в том, что баллистические ракеты достигают гиперзвуковой скорости за счет гравитации. Сначала они забрасываются на границу космоса, а оттуда почти неуправляемо летят к земле, ускоряясь за счет притяжения, то есть попросту падают. Настоящий гиперзвуковой аппарат XXI века должен самостоятельно развивать в атмосфере скорость от пяти и более махов и, разумеется, быть полностью управляемым и маневренным.

Создать такую систему было невероятно сложно, но очень заманчиво. Предел в пять махов как пограничное значение скорости между сверхзвуком и гиперзвуком был выбран неслучайно. На аппараты, летящие со скоростью выше пяти махов, физические законы действуют по-особенному. Обтекающие их во время полета молекулы воздуха создают так называемый скачок уплотнения, который приводит к образованию потоков сжатого воздуха под крыльями и корпусом. Это дает аппарату, летящему параллельно земле, дополнительную подъемную силу.

Другими словами, держать в воздухе разогнанную до гиперзвука ракету гораздо проще, чем сверхзвуковую или обычную. Малые энергозатраты на поддержание полета дают такой системе огромные преимущества. Низкий расход топлива обеспечивает аппарату большую дальность полета и возможность маневра.

Способность изменять траекторию полета — основное отличие современной гиперзвуковой ракеты от той же «Сатаны».

Баллистическая головная часть идет к земле по предсказуемой траектории, которую без труда вычисляют системы ПРО и определяют, в какой точке объект окажется через несколько минут. К этому времени там уже будут ракеты-перехватчики. А вот произвольно меняющую курс гиперзвуковую ракету просчитать невозможно, именно поэтому она является идеальным и неуязвимым стратегическим оружием.

Краткая история нового гиперзвука

Так почему же гиперзвук появился только в 2018 году, да и то исключительно у России? Если коротко, то ключевую роль сыграли два фактора: высочайшая мотивация и технологический аэрокосмической отрасли, где наша страна всегда была впереди планеты всей.

К началу 2010-х годов Россия оказалась буквально обложена военными базами НАТО, часть из которых могла быть использована для превентивного ядерного удара. Другая часть обеспечивала защиту западных партнеров от ответного залпа баллистических ракет. Россия в буквальном смысле оказалась зажатой между огнями.

В таких условиях асимметричный ход конем являлся вопросом выживания. И Россия сделала его неожиданно быстро благодаря уже имеющимся технологическим наработкам по гиперзвуку. Например, в основу стратегического межконтинентального ракетного комплекса наземного базирования – «Авангард» легли наработки советского космического шаттла «Спираль» в части его разгонной ракетной ступени.

Они позволили дать современным ракетам тот необходимый старт, чтобы они смогли на приближении к цели достигать знаменитой теперь на весь мир скорости 28 мах (9,5 км в секунду).

Однако главной проблемой всех новых гиперзвуковых ракет оставался их чудовищный нагрев за счет трения о молекулы газов в атмосфере. Фактически они летят в облаке раскаленной плазмы, нагретой до 2000 ºС. Здесь пригодилось покрытие, разработанное для космического корабля «Буран».

Речь идет о ниобиевом сплаве в сочетании с дисилицидом молибдена, способном выдерживать невероятные перегревы, отражая тепло наружу. Поверхность новых ракет покрыли лакированными пластинами из вышеупомянутого материала, что сразу же нивелировало все проблемы. Его фантастические свойства обеспечили защиту механизмов ракеты даже от высокотемпературной плазмы, что не только позволило им летать на запредельных скоростях, но и преодолевать плазменные завесы - одно из средств противоракетной обороны.

Неуловимая мощь

Решив задачи перегрева, российские инженеры приступили к созданию уникального модуля управления полетом и маневрирования гиперзвуковых ракет. Технические характеристики модуля, разумеется, остаются засекреченными, но принципиально о его работе можно сказать то, что он позволяет ракетам работать в двух режимах построения траектории, переводя их в категорию аэробаллистических.

Всего таких режимов для ракет существует три.

В первом используют подъемную силу с целью максимального увеличения дальности полета ракеты. При этом траектория полета растягивается в направлении движения, она также останется баллистической (как брошенный камень - по параболе), сохраняя основную кривую с восходящим и нисходящим участками. Это дает максимальный вклад аэродинамической подъемной силы, но делает движение ракеты предсказуемым, а значит, становится возможен ее перехват.

Второй вариант - горизонтальная траектория на заданной высоте, например, на 10-12 километрах, где меньше всего расход топлива. При этом подъемная сила будет уравновешена весом ракеты, что не даст ей снижаться. Ракета будет подходить к цели, постепенно снижаясь, что вызовет увеличение сопротивления воздуха. Это ощутимо снижает ее скорость и уменьшает дальность полета, хотя и увеличивает точность попадания.

В третьем случае ракету можно направить по «маловысотному профилю полета», когда она будет огибать выступы рельефа местности, двигаясь близко к земле. Такой полет требует постоянных интенсивных маневров ракеты для преодоления возвышенностей, однако ее время полета будет минимальным за счет экономии времени на взлете и спуске. Она достигнет цели примерно в три раза быстрее, и при этом полет будет максимально скрытным. Такой подход оптимален для поражения систем ПВО противника, поскольку оставляет минимум времени на перехват ракеты, а сам перехват осложняется маневрами посреди рельефа местности.

Полет аэробаллистической ракеты комбинирует элементы классической баллистической траектории для максимального разгона и аэродинамического маневрирования при снижении. Это позволяет получить высокую скорость полета, точность попадания (до одного метра, как у «Кинжала») и защиту от ПРО противника, которые банально не успевают или физически не могут перехватить цель.

К слову, для такой точности в «Кинжалах» и другом гиперзвуковом вооружении России применяется оптическая головка самонаведения, использующая так называемый корреляционно-экстремальный метод. В бортовой компьютер ракеты загружаются фотографии местности, окружающей цель, сделанные спутником или беспилотником. По этим снимкам система распознает нужную местность, достигает ее и переводит ракету в режим самонаведения, что позволяет ракете поразить движущуюся цель, которая нередко успевает сместиться за время полета. Благодаря этому русские гиперзвуковые ракеты могут поражать не только стационарные цели, но и движущиеся, например, плывущие корабли и даже автомобили.

Триумвират безопасности

Сегодня Россия располагает своеобразной гиперзвуковой триадой: «Авангарды» наземного базирования, морские противокорабельные комплексы «Циркон» и авиационные ракеты «Кинжал». Эти системы позволили нашей стране получить тактико-стратегическое преимущество на международной арене, ведь даже в некоторых ведущих инженерных державах Запада только начало разработок подобных технологий было запланировано на 2022 год. С другой стороны, некоторые из этих стран ведут разработки с 2010 года, но особых успехов не достигли. Возможно, все дело в отсутствии технологического наследия прошлого, а может быть, современные конструкторы и физики Запада уже не те, что были в начале прошлого века.

Как бы то ни было, реально работающее и принятое на вооружение в военных силах страны гиперзвуковое оружие в современных реалиях – это новейшее средство политического и психологического влияния. Громкость рупора нашей страны во внешнеполитической сфере резко возросла, притом что мир от этого не встал на порог ядерного апокалипсиса. Единичные точечные применения «Кинжалов» для снижения наступательного потенциала некоторых из агрессивно настроенных по отношению к России стран стали доказательством того, что мы создаем новейшее вооружение не для развязывания новых конфликтов, а для того, чтобы они никогда не случились.