Qua nhiều thiên niên kỷ, nhân loại đã phát triển một quy luật, theo đó, để tồn tại và đánh bại kẻ thù, vũ khí phải chính xác hơn, nhanh hơn và mạnh hơn vũ khí của kẻ thù. Vũ khí hàng không đáp ứng được các yêu cầu này trong điều kiện hiện đại. Hiện nay, ở nước ngoài, vũ khí dẫn đường trên không (UASP), cụ thể là bom dẫn đường (UAB), cỡ nòng nằm trong phạm vi rộng - từ 9 đến 13600 kg, đang được phát triển mạnh mẽ: chúng được trang bị các loại dẫn đường mới và hệ thống điều khiển, bộ phận tác chiến hiệu quả, phương pháp sử dụng chiến đấu ngày càng được cải tiến. UAB là phụ kiện không thể thiếu của các tổ hợp máy bay tấn công hiện đại (UAK) phục vụ cho các mục đích chiến thuật và chiến lược. Bất chấp mức độ hiệu quả cao của các mẫu UAB hiện đại, chúng, là một phần của UAK, không phải lúc nào cũng đáp ứng được các yêu cầu để hoàn thành các nhiệm vụ chiến đấu đầy hứa hẹn. Theo quy luật, UAK hoạt động gần tiền tuyến, trong khi tất cả hiệu quả bị mất.
Các cuộc chiến tranh cục bộ trong những thập kỷ gần đây, và hơn hết là các hoạt động quân sự ở Iraq và Afghanistan, đã cho thấy sự kém hiệu quả của các loại vũ khí chính xác cao thông thường, bao gồm cả UAB. Khi thực hiện nhiệm vụ chiến đấu, có quá nhiều thời gian trôi qua kể từ khi phát hiện mục tiêu và quyết định tấn công cho đến khi tiêu diệt được nó. Ví dụ, một máy bay ném bom B-2 Spirit, cất cánh từ một sân bay ở Hoa Kỳ, phải bay 12-15 giờ đến khu vực tấn công của mục tiêu. Vì vậy, trong điều kiện hiện đại, cần phải có các loại vũ khí phản ứng nhanh, tác chiến chính xác cao ở khoảng cách rất xa, lên tới hàng chục nghìn km.
Một trong những hướng nghiên cứu về việc đáp ứng các yêu cầu này ở nước ngoài là chế tạo thế hệ hệ thống xung kích siêu thanh mới. Công việc chế tạo máy bay siêu thanh (LA) (tên lửa) và vũ khí động năng có khả năng tiêu diệt mục tiêu chính xác cao đang được thực hiện ở Mỹ, Anh, Pháp và Đức.
Việc nghiên cứu kinh nghiệm nước ngoài đối với chúng ta là vô cùng quan trọng, vì đứng trước tổ hợp công nghiệp - quốc phòng (MIC) trong nước, như D. Rogozin đã lưu ý trong bài báo “Nước Nga cần một nền công nghiệp quốc phòng thông minh” (Báo “Krasnaya Zvezda” 2012). - Ngày 7 tháng 2 - С 3) nhiệm vụ được đặt ra “giành lại vị trí dẫn đầu công nghệ thế giới trong lĩnh vực sản xuất vũ khí trong thời gian ngắn nhất có thể”. Theo ghi nhận trong bài báo của V. V. Putin "Trở nên mạnh mẽ: đảm bảo an ninh quốc gia cho Nga" (Báo "Rossiyskaya Gazeta". - 2012. - Số 5708 (35). - 20 tháng 2. - trang 1-3) "Nhiệm vụ của thập kỷ tới là để đảm bảo rằng cấu trúc mới Các lực lượng vũ trang có thể dựa trên một công nghệ mới về cơ bản. Kỹ thuật "nhìn" xa hơn, bắn chính xác hơn, phản ứng nhanh hơn so với các hệ thống tương tự của bất kỳ kẻ thù tiềm năng nào."
Để đạt được điều này, cần phải nắm rõ thực trạng, xu hướng và hướng đi chính của công việc ở nước ngoài. Tất nhiên, các chuyên gia của chúng tôi luôn cố gắng đáp ứng điều kiện này khi thực hiện R&D. Nhưng trong môi trường ngày nay, khi “ngành công nghiệp quốc phòng không có cơ hội bình tĩnh bắt kịp ai đó, chúng ta phải bứt phá, trở thành những nhà phát minh và nhà sản xuất hàng đầu … Để đối phó với những mối đe dọa và thách thức của ngày hôm nay đồng nghĩa với việc tự lên án chính mình đến vai trò vĩnh cửu của những kẻ tụt hậu. Chúng ta phải bằng mọi cách đảm bảo ưu thế về kỹ thuật, công nghệ, tổ chức trước bất kỳ kẻ thù tiềm tàng nào”(Trích một bài báo của V. V. Putin).
Người ta tin rằng việc chế tạo máy bay siêu thanh đầu tiên được đề xuất vào những năm 1930 ở Đức bởi Giáo sư Eigen Senger và kỹ sư Irene Bredt. Người ta đã đề xuất tạo ra một chiếc máy bay được phóng theo phương ngang trên máy phóng tên lửa, dưới tác dụng của động cơ tên lửa tăng tốc đến tốc độ khoảng 5900 m / s, thực hiện một chuyến bay xuyên lục địa với phạm vi 5-7 nghìn km theo một quỹ đạo ricocheting với một trọng tải đến 10 tấn và hạ cánh cách điểm xuất phát hơn 20 nghìn km.
Xem xét sự phát triển của tên lửa trong những năm 1930, kỹ sư S. Korolev và nhà quan sát phi công E. Burche (S. Korolev, E. Burche Tên lửa trong chiến tranh // Tekhnika-thanh niên. - 1935. - Số 5. - Tr 57 -59) đề xuất phương án sử dụng máy bay chiến đấu tên lửa địa tầng: “Đi ném bom, cần tính đến độ chính xác của các cú đánh từ độ cao tính bằng hàng chục km và ở tốc độ khủng khiếp của địa tầng. nên không đáng kể. Nhưng mặt khác, điều hoàn toàn có thể xảy ra và có tầm quan trọng lớn là cách tiếp cận mục tiêu ở tầng bình lưu ngoài tầm với của vũ khí mặt đất, hạ cánh nhanh chóng, ném bom từ độ cao bình thường mang lại độ chính xác cần thiết, rồi lại bay lên nhanh như chớp. đến một độ cao không thể đạt được."
Khái niệm về một cuộc tấn công toàn cầu dựa trên vũ khí siêu thanh
Hiện tại, ý tưởng này đang bắt đầu được triển khai thực tế. Tại Hoa Kỳ vào giữa những năm 1990, khái niệm Global Reach - Sức mạnh toàn cầu đã được hình thành. Theo đó, Hoa Kỳ phải có khả năng tấn công các mục tiêu mặt đất và mặt đất ở bất kỳ đâu trên thế giới trong vòng 1-2 giờ sau khi nhận được lệnh, mà không sử dụng các căn cứ quân sự nước ngoài sử dụng vũ khí thông thường, ví dụ như UAB. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng vũ khí siêu thanh mới, bao gồm bệ đỡ tàu sân bay siêu thanh và máy bay tự hành có tải trọng chiến đấu, cụ thể là UAB. Các đặc tính chính của vũ khí đó là tốc độ cao, tầm xa, khả năng cơ động đủ cao, tầm nhìn thấp và cao hiệu quả hoạt động.
Trong khuôn khổ chương trình quy mô lớn Cuộc tấn công toàn cầu của Lực lượng vũ trang Hoa Kỳ ("Rapid Global Strike"), cho phép tấn công bằng vũ khí thông thường (phi hạt nhân) có động năng tại bất kỳ điểm nào trên hành tinh trong vòng một giờ, và được thực hiện vì lợi ích của Quân đội Hoa Kỳ, một hệ thống tấn công siêu thanh thế hệ mới đang được phát triển theo hai phương án:
• đầu tiên, gọi là AHW (Advanced Hypersonic Weapon), sử dụng phương tiện phóng dùng một lần làm bệ phóng siêu thanh, tiếp theo là phóng tới mục tiêu là máy bay siêu thanh AHW (máy bay lướt siêu âm còn có thể được gọi là đầu đạn cơ động) được trang bị trên không có điều khiển ném bom trúng mục tiêu;
• thứ hai, được gọi là hệ thống tấn công siêu âm FALCON HCV-2, sử dụng một máy bay siêu âm để tạo điều kiện cho việc phóng một máy bay lướt siêu âm tự động CAV, bay tới mục tiêu và tiêu diệt nó bằng cách sử dụng UAB.
Phiên bản đầu tiên của giải pháp kỹ thuật có một nhược điểm đáng kể, đó là tên lửa tàu sân bay đưa đạn siêu thanh tới điểm phóng AHW có thể bị nhầm với tên lửa mang đầu đạn hạt nhân.
Năm 2003, Lực lượng Không quân và Cục Quản lý Phát triển Tiên tiến (DARPA) thuộc Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, dựa trên sự phát triển của chính họ và các đề xuất của ngành cho các hệ thống siêu thanh tiên tiến, đã phát triển một khái niệm mới cho một hệ thống tấn công siêu thanh đầy hứa hẹn gọi là FALCON (Force Application and Khởi chạy từ Lục địa Hoa Kỳ phóng từ Hoa Kỳ lục địa ") hoặc" Falcon ". Theo khái niệm này, hệ thống tấn công FALCON bao gồm một tàu sân bay siêu âm có thể tái sử dụng (ví dụ, không người lái) HCV (Hypersonic Cruise Vehicle) - một máy bay bay ở độ cao từ 40-60 km với tốc độ bay siêu âm, có chiến đấu tải trọng lên đến 5400 kg và tầm bay 15-17000 km) và khung máy bay điều khiển siêu thanh có khả năng cơ động cao CAV (Common Aero Vehicle - máy bay tự hành thống nhất) có chất lượng khí động học 3-5. Căn cứ của các xe HCV được cho là tại sân bay có đường băng dài tới 3 km.
Lockheed-Martin được chọn là nhà phát triển chính của thiết bị tấn công siêu âm HCV và phương tiện phân phối CAV cho hệ thống tấn công FALCON. Năm 2005, cô bắt đầu công việc xác định diện mạo kỹ thuật của chúng và đánh giá tính khả thi về công nghệ của các dự án. Các công ty hàng không vũ trụ lớn nhất của Mỹ - Boeing, Northrop Grumman, Andrews Space - cũng tham gia vào công việc này. Do mức độ rủi ro công nghệ cao của chương trình, các nghiên cứu khái niệm về một số biến thể của các mẫu thử nghiệm của phương tiện giao hàng và tàu sân bay của chúng đã được thực hiện với đánh giá về các đặc tính của khả năng cơ động và khả năng điều khiển.
Khi thả từ tàu sân bay ở tốc độ siêu âm, nó có thể mang nhiều tải trọng chiến đấu khác nhau với trọng lượng tối đa 500 kg tới mục tiêu ở khoảng cách lên tới 16.000 km. Thiết bị này được cho là sẽ được chế tạo theo một sơ đồ khí động học đầy hứa hẹn mang lại chất lượng khí động học cao. Để nhắm mục tiêu lại thiết bị trong chuyến bay và đánh trúng các mục tiêu được phát hiện trong bán kính lên đến 5400 km, thiết bị của nó được cho là bao gồm thiết bị trao đổi dữ liệu trong thời gian thực với các hệ thống trinh sát và điểm kiểm soát khác nhau. Việc đánh bại các mục tiêu được bảo vệ nghiêm ngặt (được chôn cất) sẽ được đảm bảo bằng việc sử dụng các phương tiện tiêu diệt có cỡ nòng 500 kg với đầu đạn xuyên giáp. Độ chính xác (độ lệch có thể xảy ra theo vòng tròn) phải khoảng 3 m với tốc độ mục tiêu lên đến 1200 m / s.
Máy bay lượn siêu thanh CAV có điều khiển khí động học có khối lượng xấp xỉ 900 kg, trong đó máy bay tác chiến có thể mang tới 6 quả, mang 2 quả bom trên không thông thường nặng 226 kg mỗi quả trong khoang chiến đấu của nó. Độ chính xác của việc sử dụng bom rất cao - 3 mét. Tầm hoạt động của CAV thực tế có thể vào khoảng 5000 km. Trong bộ lễ phục. 2 cho thấy một sơ đồ phân tách các tổn thương thâm nhập bằng cách sử dụng vỏ bơm hơi.
Sơ đồ sử dụng chiến đấu của hệ thống tấn công siêu thanh FALCON trông như sau. Sau khi nhận nhiệm vụ, máy bay ném bom siêu âm HCV cất cánh từ một sân bay thông thường và sử dụng hệ thống đẩy kết hợp (DP), tăng tốc đến tốc độ gần tương ứng với M = 6. Khi đạt đến tốc độ này, hệ thống đẩy sẽ chuyển sang chế độ của một động cơ phản lực siêu âm, tăng tốc máy bay lên M = 10 và độ cao ít nhất 40 km. Tại một thời điểm nhất định, máy bay lượn siêu âm CAV tách khỏi máy bay tác chiến, sau khi hoàn thành nhiệm vụ chiến đấu tiêu diệt mục tiêu, nó sẽ quay trở lại sân bay của một trong những căn cứ không quân ở nước ngoài của Hoa Kỳ (nếu CAV được trang bị động cơ riêng và nguồn cung cấp nhiên liệu cần thiết, nó có thể trở lại lục địa Hoa Kỳ) (hình 3).
Có thể có hai loại đường bay. Loại đầu tiên đặc trưng cho quỹ đạo lượn sóng của máy bay siêu thanh, được đề xuất bởi kỹ sư người Đức Eigen Zenger trong dự án máy bay ném bom trong Chiến tranh thế giới thứ hai. Ý nghĩa của quỹ đạo lượn sóng như sau. Do tăng tốc, thiết bị rời khỏi bầu không khí và tắt động cơ, tiết kiệm nhiên liệu. Sau đó, dưới tác động của trọng lực, máy bay quay trở lại bầu khí quyển và lại nổ máy (trong một thời gian ngắn, chỉ trong 20-40 s), nó lại ném thiết bị vào không gian. Quỹ đạo bay như vậy ngoài việc tăng tầm bay còn góp phần làm nguội kết cấu của máy bay ném bom khi nó ở trong không gian. Độ cao bay không quá 60 km, bước sóng khoảng 400 km. Loại quỹ đạo thứ hai có đường bay là đường thẳng cổ điển.
Nghiên cứu thử nghiệm về việc tạo ra vũ khí siêu thanh
Mô hình siêu thanh HTV (Hypersonic Test Vehicle) có khối lượng khoảng 900 kg và chiều dài lên đến 5 m được đề xuất để đánh giá hiệu suất bay, khả năng điều khiển và tải nhiệt của chúng ở tốc độ M = 10 - HTV-1, HTV-2, HTV-3.
Thiết bị HTV-1 với thời gian bay có kiểm soát là 800 s với tốc độ M = 10 đã bị rút khỏi thử nghiệm do sự phức tạp về công nghệ trong việc chế tạo thân máy che nhiệt và các giải pháp thiết kế không chính xác (Hình 4).
Bộ máy HTV-2 được chế tạo theo mạch tích hợp với các cạnh sắc nét và cung cấp chất lượng 3, 5-4, như các nhà phát triển tin tưởng, sẽ cung cấp phạm vi lướt nhất định, cũng như khả năng cơ động và kiểm soát bằng cách sử dụng lá chắn khí động học để nhắm mục tiêu với độ chính xác cần thiết (hình 5). Theo Cơ quan Nghiên cứu Quốc hội Mỹ (CRS), thiết bị siêu thanh FALCON HTV-2 có khả năng bắn trúng mục tiêu ở phạm vi lên tới 27.000 km và tốc độ lên tới Mach 20 (23.000 km / h).
HTV-3 là một mô hình quy mô của máy bay tấn công siêu âm HCV với chất lượng khí động học là 4-5 (Hình 6). Mô hình được thiết kế để đánh giá các giải pháp công nghệ và thiết kế đã được áp dụng, tính năng khí động học và bay, cũng như khả năng cơ động và khả năng điều khiển vì lợi ích của sự phát triển hơn nữa của máy bay HCV. Các chuyến bay thử nghiệm được cho là sẽ được thực hiện vào năm 2009. Tổng chi phí sản xuất mô hình và tiến hành các chuyến bay thử nghiệm ước tính khoảng 50 triệu USD.
Các thử nghiệm của tổ hợp xung kích được cho là sẽ được thực hiện trong năm 2008-2009. sử dụng phương tiện phóng. Sơ đồ của chuyến bay thử nghiệm máy bay siêu thanh HTV-2 được trình bày trong Hình. 7.
Như các nghiên cứu đã chỉ ra, các vấn đề chính để tạo ra một máy bay siêu thanh sẽ liên quan đến sự phát triển của nhà máy điện, việc lựa chọn nhiên liệu và vật liệu cấu trúc, khí động học và động lực bay cũng như hệ thống điều khiển.
Việc lựa chọn bố trí khí động học và thiết kế máy bay cần dựa trên điều kiện đảm bảo hoạt động chung của cửa hút gió, nhà máy điện và các bộ phận khác của máy bay. Ở tốc độ siêu âm, vấn đề nghiên cứu hiệu quả của các điều khiển khí động học, với các khu vực tối thiểu của bề mặt ổn định và kiểm soát, mô men bản lề, đặc biệt là khi tiếp cận khu vực mục tiêu ở tốc độ khoảng 1600 m / s, trở nên tối quan trọng, trước hết, đảm bảo sức mạnh của cấu trúc và hướng dẫn chính xác cao đến mục tiêu.
Theo các nghiên cứu sơ bộ, nhiệt độ trên bề mặt của phương tiện siêu âm lên tới 1900 ° C, trong khi đối với hoạt động bình thường của thiết bị trên tàu, nhiệt độ bên trong khoang không được vượt quá 70 ° C. Do đó, thân của thiết bị. phải có vỏ chịu nhiệt bằng vật liệu chịu nhiệt cao và lớp bảo vệ nhiệt đa lớp dựa trên vật liệu xây dựng hiện có.
Phương tiện siêu thanh này được trang bị hệ thống điều khiển vệ tinh-quán tính kết hợp và trong tương lai sẽ có hệ thống dẫn đường quang-điện tử hoặc radar đầu cuối.
Để đảm bảo đường bay thẳng, triển vọng nhất cho các hệ thống quân sự là động cơ ramjet: SPVRD (động cơ phản lực siêu âm) và động cơ scramjet (động cơ phản lực siêu âm). Chúng được thiết kế đơn giản, vì chúng thực tế không có bộ phận chuyển động (ngoại trừ bơm cung cấp nhiên liệu) sử dụng nhiên liệu hydrocacbon thông thường.
Việc bố trí và thiết kế khí động học của bộ máy CAV đang được thực hiện trong khuôn khổ dự án X-41, và máy bay tác chiến - thuộc chương trình X-51. Mục tiêu của chương trình X-51A là chứng minh khả năng tạo ra động cơ phản lực, phát triển vật liệu chịu nhiệt, tích hợp khung máy bay và động cơ, cũng như các công nghệ khác cần thiết cho chuyến bay trong phạm vi 4, 5-6, 5 M. Là một phần của chương trình này, công việc cũng đang được tiến hành để tạo ra một tên lửa đạn đạo với đầu đạn thông thường, một tên lửa siêu thanh X-51A Waverider và một máy bay không người lái quỹ đạo X-37B.
Theo CRS, tài trợ cho chương trình năm 2011 là 239,9 triệu đô la, trong đó 69 triệu đô la được chi cho AHW.
Bộ Quốc phòng Mỹ đã tiến hành một cuộc thử nghiệm khác đối với một loại bom siêu âm bay mới AHW (Advanced Hypersonic Weapon). Cuộc thử nghiệm loại đạn diễn ra vào ngày 17 tháng 11 năm 2011. Mục đích chính của cuộc thử nghiệm là kiểm tra khả năng cơ động, khả năng điều khiển và khả năng chống chịu tác động của nhiệt độ cao của loại đạn. Được biết, AHW đã được phóng lên bầu khí quyển phía trên bằng cách sử dụng một tên lửa đẩy được phóng từ một căn cứ không quân ở Hawaii (Hình 9). Sau khi tách đạn ra khỏi tên lửa, anh ta lập kế hoạch và bắn trúng mục tiêu ở quần đảo Marshall gần đảo san hô Kwajalein, nằm cách Hawaii bốn nghìn km về phía tây nam, với tốc độ siêu âm gấp 5 lần tốc độ âm thanh. Chuyến bay kéo dài chưa đầy 30 phút.
Theo phát ngôn viên Lầu Năm Góc Melinda Morgan, mục đích của việc thử nghiệm loại đạn này là để thu thập dữ liệu về khí động học của AHW, khả năng xử lý và khả năng chống chịu với nhiệt độ cao của nó.
Các thử nghiệm cuối cùng của HTV-2 diễn ra vào giữa tháng 8 năm 2011 và không thành công (Hình 10).
Theo các chuyên gia, có thể áp dụng hệ thống siêu thanh xung kích thế hệ mới vào năm 2015. Nó được coi là cần thiết để cung cấp tới 16 lần phóng mỗi ngày bằng một phương tiện phóng sử dụng một lần. Chi phí phóng vào khoảng $ 5 triệu.
Việc tạo ra một hệ thống tấn công toàn diện dự kiến không sớm hơn năm 2025-2030.
Ý tưởng về việc sử dụng quân sự một máy bay tầng chạy bằng tên lửa, được đề xuất bởi S. Korolev và E. Burche vào những năm 1930, được đánh giá bởi nghiên cứu được thực hiện ở Hoa Kỳ, đang bắt đầu được thực hiện trong các dự án tạo ra một vũ khí tấn công siêu thanh thế hệ mới.
Việc sử dụng UAB như một phần của phương tiện tự hành siêu âm khi tấn công mục tiêu đặt ra yêu cầu cao về việc đảm bảo dẫn đường chính xác cao trong điều kiện bay siêu âm và bảo vệ nhiệt của thiết bị khỏi tác động của nhiệt động học.
Lấy ví dụ về công việc được thực hiện ở Hoa Kỳ để tạo ra vũ khí siêu thanh, chúng ta thấy rằng khả năng sử dụng chiến đấu của UAB còn lâu mới cạn kiệt và chúng không chỉ được xác định bởi các đặc tính kỹ thuật và chiến thuật của chính UAB, cung cấp phạm vi, độ chính xác và xác suất phá hủy nhất định, mà còn bằng cách phân phối. Ngoài ra, việc thực hiện dự án này còn có thể giải quyết nhiệm vụ hòa bình là kịp thời chuyển hàng hóa hoặc thiết bị cứu hộ gặp nạn đến bất kỳ khu vực nào trên thế giới.
Tài liệu được trình bày khiến chúng tôi nghiêm túc suy nghĩ về nội dung của các phương hướng phát triển chính của hệ thống tấn công có dẫn đường trong nước đến năm 2020-2030. Đồng thời, cần phải lưu ý đến phát biểu của D. Rogozin (Rogozin D. Công trình giải thuật chính xác // Quốc phòng toàn dân. - 2012. - Số 2. - Tr. 34-406): “… chúng ta phải từ bỏ ý tưởng “bắt kịp và vượt lên” … Và không chắc chúng ta sẽ nhanh chóng tập hợp được sức mạnh và khả năng cho phép chúng ta bắt kịp các nước công nghệ cao với tốc độ đáng kinh ngạc. Điều này không cần phải được thực hiện. Chúng ta cần một cái gì đó khác, phức tạp hơn nhiều … Cần phải tính toán quá trình tiến hành một cuộc đấu tranh vũ trang có triển vọng kéo dài đến 30 năm, xác định được điểm này thì mới đạt được. Để hiểu những gì chúng ta cần, đó là chuẩn bị vũ khí không phải cho ngày mai hoặc thậm chí ngày kia, mà cho một tuần lịch sử phía trước … Tôi nhắc lại, đừng nghĩ về những gì họ đang làm ở Mỹ, Pháp, Đức, nghĩ về những gì họ sẽ có nó trong 30 năm nữa. Và bạn phải tạo ra thứ gì đó sẽ tốt hơn hiện tại. Đừng chạy theo họ, hãy cố gắng hiểu mọi thứ đang diễn ra ở đâu, và rồi chúng ta sẽ chiến thắng."
Đó là, cần phải hiểu rằng nhiệm vụ như vậy đã phát sinh cho chúng ta chưa, và nếu có, thì làm thế nào để giải quyết nó.
