Prolog
3 stycznia 2018, zimowa burza.
W mętnych wodach kanału La Manche zamoknie cenny ładunek statku Nikifor Begichev. Partia pocisków przeciwlotniczych 40N6, przeznaczonych do systemów S-400 będących na uzbrojeniu ChRL.
Rok później, w lutym 2019 r., szczegóły niefortunnego incydentu stały się znane ze słów szefa Rostecu Siergieja Czemiezowa podczas jego wystąpienia na wystawie IDEX-2019. Partia uszkodzonych pocisków podlega w całości zniszczeniu. Pociski będą produkowane od nowa, w związku z czym realizacja „chińskiego” kontraktu została opóźniona o trzy lata i powinna zostać zakończona do końca 2020 roku.
Zły interes, czyjeś 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 się zamoczyć?
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 możliwe jest efektywne wykorzystanie go w warunkach innych niż warunki Pustyni Atakama - najsuchszego miejsca na świecie, gdzie opady deszczu nie przekraczają 50 mm rocznie.
3. Jakie jest ryzyko związane z transportem towarów drogą morską? Jeśli jakakolwiek zimowa burza tak łatwo niszczy ultrachroniony sprzęt wojskowy, to w jaki sposób masowa dostawa innych, stosunkowo delikatnych ładunków odbywa się drogą morską? Sprzęt motoryzacyjny, domowy i komputerowy, linie urządzeń produkcyjnych?
4. Dlaczego konieczne było przetransportowanie rakiet z Rosji do Chin przez Atlantyk?
* * *
Rakiety w szczelnie zamkniętym kontenerze transportowo-startowym (TPK) nie mogą zamoczyć się w codziennych warunkach. Taki jest cel TPK. Chroniony zgodnie z najwyższymi standardami „opakowanie” za pomocą wstępnie zatankowanego, fabrycznie uszczelnionego i gotowego do wystrzelenia pocisku, który nie wymaga dziesięcioleci konserwacji. 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 wielotonowego pocisku w warunkach bojowych … W tym przełajowy. Taki projekt jest niezwykle trudny do zmiażdżenia za pomocą niekompetencji, zaniedbania i improwizowanych środków. W tym celu należy zaczepić TPK dźwigiem i odpowiednio „przyczepić się” z wysokości wokół wyrzutni. Zmoczyć pojemnik, po prostu oblewając go wodą morską - to nie mieści się w ramach przyzwoitości. W tym samym czasie ani jedna rakieta w żadnym uszkodzonym pojemniku nie zmokła, ale cała impreza jako całość.
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. Zgodnie z przedstawionymi danymi, dwustopniowa rakieta jest w stanie rozwinąć maksymalną prędkość do 3 kilometrów na sekundę w locie, ma połączone celowanie, m.in. przy użyciu własnej aktywnej głowicy naprowadzającej.
Rozwój i przyjęcie do służby 40N6 SAM ciągnęły się przez 10 lat. Ostatni raz wiadomość o testowaniu tego pocisku zabrzmiała w marcu 2017 roku, kiedy minister obrony Siergiej Szojgu powiedział na telekonferencji o rozważeniu wyników państwowych testów „obiecującego systemu obrony przeciwrakietowej dalekiego zasięgu”. Wcześniej, w 2012 roku dowódca sił obrony przeciwrakietowej, generał dywizji Andrei Demin, poinformował o pomyślnych testach „pocisku dalekiego zasięgu do S-400”.
Biorąc pod uwagę wszystkie paradoksy i trudności 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 tylko wnioski. Na pokładzie nie było rakiet.
Możliwe, że nadejdzie czas, a moi faworyci też „zmokną” - „Cyrkon” z „Petrelem”.
* * *
Od kilku miesięcy szaleją pasje wokół „hiposonicznego pocisku przeciwokrętowego” i „pocisku samosterującego 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 pisarzy science fiction.
Czytasz komentarze na tematy najnowszych broni i czujesz, że wiele z nich po prostu nie reprezentuje całego paradoksu i znaczenia tej chwili. Dla wielu Zircon i Burevestnik to po prostu najnowocześniejsze rakiety, które latają szybciej i dalej niż ich poprzednicy.
Nie są to jednak tylko rakiety. Osiągnęliśmy nowy, rewolucyjny kamień milowy w rozwoju nauki i postępu. Dzieje się to po raz pierwszy w historii, aby dwa kraje rozwinięte, którzy byli jeszcze wczoraj na tym samym poziomie technicznym, następnego ranka dzieliła ich przepaść technologiczna nie do przebycia. Tak, że wczoraj obie strony używają łuków i strzał, a dziś jedni nadal biegają z łukami, a inni - karabinem maszynowym.
Przepraszamy, niektórzy tworzą poddźwiękowy pocisk LRASM, a my mamy hipersoniczny 9-muchy „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 kręgach naukowych, a także wynikami pośrednimi. Niemiecki „V-2” nie pojawił się od zera. Pierwszy działający model silnika rakietowego na paliwo ciekłe został zbudowany przez Amerykanina R. Goddarda w 1926 roku, legendarny GIRD zajmował się tym tematem, a wszystko opierało się na formułach napędu odrzutowego uzyskanych przez N. Żukowskiego i K. Cielkowskiego.
Kompleks lotniczy Kinzhal bazuje na wykorzystaniu amunicji ze sprawdzonego Iskandera OTRK, a same wystrzeliwane z powietrza pociski balistyczne są znane od co najmniej pół wieku (np. sowiecki X-15).
Szybowiec hipersoniczny Avangard to kolejna udana próba manewrowania z kosmiczną prędkością w górnych warstwach atmosfery. Wcześniej istniały Spiral, BOR, Buran. Przyspieszenie do prędkości 27 Macha za pomocą ICBM również nie budzi wątpliwości. Zwykła prędkość głowic w transatmosferycznej fazie lotu.
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 60. XX wieku. wykorzystał dzieło Marshalla Tulina (to jest nazwa, a nie tytuł); Przeprowadzono testy szybkiej amunicji podwodnej (RAMICS). Jednak wojsko nie było zainteresowane niekierowaną bronią podwodną - ani powolną, ani szybką.
A teraz dochodzimy do stworzenia 9-huśtawki „Cyrkon”. Absolutny rekord. Żaden z istniejących wcześniej pocisków przeciwokrętowych nie był w stanie 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. Mowa o reaktorach do statków kosmicznych (Topaz i BES-5 Buk), najbliższych „analogach” pod względem masy i wymiarów elektrowni Burevestnik.
Rakieta poddźwiękowa, zachowująca wymiary „Kaliber” i lecąca z prędkością 270 m/s, zgodnie z prawami natury będzie wymagała silnika o mocy co najmniej 4 MW. W rezerwie konstruktorzy mają tylko około pół tony na instalację silnika rakietowego (zamiast zwykłego silnika turboodrzutowego i rezerw paliwa).
Najpotężniejszy i najdoskonalszy z małych reaktorów stworzonych w praktyce („Topaz”) o masie własnej 320 kg miał moc cieplną 150 kW. To wszystko, co mogli 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 gorącą strefę reaktora. Przy prędkości lotu 270 m/s powietrze spędzi tysięczne sekundy w komorze roboczej, podczas której po prostu nie zdąży się nagrzać. Jego przewodność cieplna jest zbyt niska. Aby być pewnym tego, co zostało powiedziane, wystarczy na chwilę poruszyć ręką nad włączonym piecem.
W konwencjonalnym silniku turboodrzutowym cząsteczki paliwa mieszają się z czynnikiem roboczym - powietrzem. Gdy mieszanina zapala się, powstają gorące gazy spalinowe, tworząc ciąg odrzutowy. W przypadku turboodrzutowego NRE będziesz musiał poświęcić znaczną część masy silnika na parującą powłokę ablacyjną Obszar roboczy. Gorące cząstki w postaci zawiesiny (lub pary) muszą zmieszać się z przepływem 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 pozwoliło dosłownie „wcisnąć” powietrze między zespoły paliwowe atomowego silnika strumieniowego rozgrzanego do 1600 ° C. Przy niższych prędkościach płyn roboczy (powietrze) nie byłby w stanie pokonać powstałego oporu przy takim silniku projekt.
Ze względu na inną zasadę działania i kolosalne koszty energii rakieta SLAM (Projekt Pluto, Tory-IIC) okazała się prawdziwym potworem o masie startowej 27 ton. to inny obszar technologii, który nie ma nic wspólnego z materiałem filmowym pokazywanym przez Petrela, na którym widać pociski poddźwiękowe o wymiarach konwencjonalnego Calibre.
Jak dotąd nie ma oficjalnego wyjaśnienia, w jaki sposób rozwiązano problem z próbami w locie „jednorazowego” reaktora jądrowego w momencie nieuchronnego upadku rakiety.
Poddźwiękowe pociski manewrujące stanowią zagrożenie ze względu na masowe użycie. W innych warunkach pojedyncza bardzo droga wyrzutnia rakiet o napędzie jądrowym krążąca w powietrzu godzinami stanie się łatwą ofiarą dla wroga. Idea poddźwiękowego pocisku nuklearnego pozbawiona jest jakiegokolwiek praktycznego i militarnego sensu. Z osiągniętych zalet - 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 pokrycia parującego jądra na długie godziny lotu.
* * *
Zwolennicy "Burevestnika" odwołują się do osiągnięć postępu technicznego, wierząc, że nowoczesne technologie są dziesiątki razy lepsze od wyników rozwoju ubiegłego wieku. Niestety tak nie jest.
W powieściach science fiction z tamtych czasów astronauci nazywali Ziemię z Marsa, kręcąc tarczą telefonu. Jak w Belyaev: „Erg Noor usiadł przy dźwigniach maszyny liczącej”. Niestety, żaden z pisarzy science fiction nie odgadł kierunku postępu, który zwrócił się ku ścieżce doskonalenia mikroelektroniki. Jeśli chodzi o energię jądrową, lotnictwo i technologie kosmiczne, jesteśmy w rzeczywistości na tym samym poziomie technologicznym. Tylko marginalne 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 pod tym względem są świetnymi 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.
Jaka jest istota tych ilustracji?
Pierwszy RTG miał moc 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 bardzo małe.
RTG, pomimo swojej zwartości, całkowicie nie nadaje się do roli nuklearnego silnika odrzutowego. W przeciwieństwie do kontrolowanej reakcji łańcuchowej „bateria jądrowa” wykorzystuje energię naturalnego rozpadu izotopów. Stąd absolutnie skąpa moc cieplna: RTG „Nowe Horyzonty” – tylko około 4 kW, 35 razy mniej niż kosmiczny reaktor „Topaz”.
Drugim punktem jest stosunkowo niska temperatura powierzchni elementów aktywnych RTG, podgrzana do zaledwie kilkuset °C. Dla porównania próbka operacyjna jądrowego silnika rakietowego Tori-IIC miała temperaturę rdzenia 1600 ° C. Inna sprawa, że „Tory” ledwo mieściły się na peronie kolejowym.
Ze względu na swoją prostotę szeroko stosowane są RTG. Teraz możliwe jest tworzenie mikroskopijnych „baterii jądrowych”. W poprzednich dyskusjach przytaczano mnie jako przykład „Anioła” RTG jako oczywistego osiągnięcia 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 W. Inną rzeczą jest to, jak ten przykład odnosi się do 4-megawatowego silnika jądrowego pocisku samosterującego?
Słaba energia RTG jest rekompensowana ich bezpretensjonalnością, niezawodnością i brakiem ruchomych części. Na szczęście istniejące statki kosmiczne nie wymagają dużej ilości energii. Moc nadajnika Voyagera to 18 W (jak żarówka w lodówce), ale to wystarcza na sesje komunikacyjne na odległość 18 miliardów km.
Naukowcy krajowi i zagraniczni pracują nad zwiększeniem mocy elektrycznej z „akumulatorów”, wprowadzają 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 rzeczywiste reaktory małogabarytowe, możliwości takich systemów na obecnym poziomie zademonstrował Topaz. W najlepszym przypadku od półtora do dwustu kilowatów - przy masie instalacji około 300 kg.
* * *
Czas zwrócić uwagę na drugiego bohatera dzisiejszej recenzji. ASM "Cyrkon".
Projekt hipersonicznego pocisku wycieczkowego był początkowo naprawdę interesujący, dopóki nie zaczął się skokowy wzrost prędkości. Od oryginalnych 5-6 Machów - do 8M, teraz to już 9M! 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 według projektu i energii od oryginalnej rakiety 5-Mach, a zależność nie jest bynajmniej liniowa.
Różnicę w konstrukcjach samolotów ze wzrostem prędkości - nawet przy znacznie skromniejszych wartościach (od jednego Macha - do 2,6M), widać wyraźnie na przykładach pocisków manewrujących ZM14 "Caliber" i 3M55 "Onyx".
Średnica poddźwiękowego „Kaliber” wynosi 0,514 m, masa startowa – 2300 kg, masa głowicy – 500 kg. Masa silnika „suchego” 82 kg, max. trakcja 0, 45 ton.
Średnica naddźwiękowego Onyxa wynosi 0,67 metra, masa startowa 3000 kg, masa głowicy 300 kg (-40% w porównaniu do Calibre). Sucha masa silnika 200 kg (2, 4 razy więcej). Maks. ciąg 4 ton (8, 8 razy wyższy), przy odpowiednim zużyciu paliwa.
Zasięg tych pocisków na małej wysokości różnią się o około 15 razy.
Żadne ze znanych rozwiązań technicznych nie pozwala zbliżyć się do deklarowanych cech „Cyrkonu”. Prędkość - do 9M, zasięg lotu według różnych źródeł od 500 do 1000 km. O ograniczonych wymiarach, pozwalających 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 wstępnych 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 oparte na jakichś zupełnie nowych zasadach fizycznych.
Praktyczne badania hipersoniczne, których wyniki były publicznie dostępne, wykazały, co następuje. X-51 „Waverider” z naddźwiękowym silnikiem strumieniowym przyspieszył do 5,1M i przejechał z tą prędkością 400 km. Warto zauważyć, że Amerykanie podkręcili 1,8-tonowy „pusty”, z czego większość wydano na ochronę termiczną. Bez śladu głowicy bojowej, składanych konsol lub głowicy naprowadzającej, które można znaleźć w pociskach wojskowych. Start został wykonany z B-52 z prędkością 900 km / hw rozrzedzonych warstwach atmosfery, co znacznie zmniejszyło wymagania dotyczące masy i rozmiaru rakiety startowej. Na podstawie analizy różnych próbek broni rakietowej na samym wzmacniaczu zaoszczędzono co najmniej tonę.
Najnowsze wieści nadeszły z Chin - test szybowca hipersonicznego Starry Sky-2. Jak się okazało, wcale nie „Waverrider”. Jest to naddźwiękowa fala szybowcowa, która za pomocą pocisku balistycznego nabiera prędkości 5, 5 m, a następnie szybuje na zasadzie bezwładności, stopniowo zwalniając w gęstych warstwach atmosfery. „Młodszy brat” krajowej „Awangardy”. Nasi wschodni sąsiedzi byli w stanie zapewnić niezbędną ochronę termiczną i działanie elementów sterujących na hiperdźwięku, ale stworzenie scramjeta nie wchodzi w rachubę. Szybowiec nie ma silnika.
* * *
Wyjaśnienie paradoksu? Nie wyobrażam sobie nawet, jak zakończy się historia z superpociskami. 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 pobożnie wierzyła w istnienie takiej broni. Z zagranicznymi ekspertami z NI wszystko będzie łatwiejsze, nadal nie są w stanie odróżnić szybowca od samolotu z silnikiem scramjet, dla nich wszystko jest „zagrożeniem”, bez względu na to, co pokazujesz.
„Cyrkon” z „Petrelem” pokonał wszystkie rozsądne bariery i nadal orał przestrzeń międzydźwiękową. Najprawdopodobniej powtórzą ścieżkę legend z początku XXI wieku - plazmowego „generatora ukrycia” i rakiety Kh-90 „Koala” - bohaterów publikacji tamtych lat. Jednak od „Koali”, idącego do celu na wysokości 90 km, przynajmniej były jakieś obliczenia, a nawet model.
