Создание и разработка боевых гиперзвуковых летательных аппаратов...

Создание и разработка боевых гиперзвуковых летательных аппаратов — это один из наибольших секретов не только лишь в Рф, да и в США, Китае и остальных странах мира. Сведения о их относятся к категории «совершенно секретно» — top secret. В эксклюзивном интервью «Известиям» легендарный конструктор ракетной и космической техники Герберт Ефремов, посвятивший наиболее 30 лет созданию гиперзвуковой техники, поведал, что такое гиперзвуковые аппараты и с какими сложностями приходится сталкиваться при их разработке.

— Герберт Александрович, на данный момент много молвят о разработке гиперзвуковых летательных аппаратов, но крупная часть инфы о их закрыта для широкой общественности...

— Начнем с того, что изделия, развивающие гиперзвуковую скорость, сделаны уже издавна.

Например, это обыденные головки межконтинентальных баллистических ракет.

Входя в атмосферу Земли, они развивают гиперзвуковую скорость.

Но они неуправляемые и летят по определенной линии движения.

И их перехваты средствами противоракетной обороны (ПРО) продемонстрированы не раз. Еще как пример я приведу нашу стратегическую крылатую ракету «Метеорит», которая когда-то летела с чокнутой скоростью 3 Маха — около 1000 м/с. Практически на грани гиперзвука (гиперзвуковые скорости начинаются с 4,5 Маха.

— «Известия»).

Но основная задачка современных гиперзвуковых летательных аппаратов (ГЗЛА) не попросту быстро прилететь куда-то, а выполнить боевую задачку с высочайшей эффективностью в критериях мощного противодействия противника.

К примеру, у американцев одних эсминцев типа «Арли Берк» с противоракетами 65 штук в море. А есть еще 22 противоракетных крейсера типа «Тикондерога», 11 авианосцев — на каждом из которых базируется до сотки летательных аппаратов, способных сделать фактически непробиваемую систему противоракетной обороны.

— Вы желаете огласить, что скорость сама по для себя ничего не решает? — Грубо говоря, гиперзвуковая скорость — это 2 км/с. Чтоб преодолеть 30 км, надо лететь 15 секунд.

На конечном же участке линии движения, когда гиперзвуковой летательный аппарат приближается к объекту поражения, непременно будут развернуты средства противоракетной и противовоздушной обороны противника, которые ГЗЛА найдут.

А чтоб изготовиться современным системам ПВО и ПРО, ежели они развернуты на позициях, требуются считаные секунды. Потому для действенного боевого внедрения ГЗЛА одной скоростью не обойдешься никак, ежели ты не обеспечил радиоэлектронную незаметность и непоражаемость для систем ПВО/ПРО на конечном участке полета.

Тут будет играться роль и скорость, и способности радиотехнической защиты аппарата своими станциями радиотехнических помех. Всё в комплексе.

— Вы говорите, что обязана быть не только лишь скорость — изделие обязано быть управляемым, чтоб добиться цели.

Поведайте о способности управления аппаратом в гиперзвуковом потоке. — Все гиперзвуковые аппараты летят в плазме.

И боевые ядерные головки летят в плазме, и всё, что вышло за скорости 4 Маха, тем паче 6. Вокруг появляется ионизированное скопление, а не попросту поток с завихрениями: молекулы разбиты еще на заряженные частички. Ионизация влияет на связь, на прохождение радиоволн.

Нужно, чтоб системы управления и навигации ГЗЛА на этих скоростях полета пробивали эту плазму. На «Метеорите» мы должны были непременно созидать земную поверхность радиолокатором.

Навигацию обеспечивали сопоставлением локационных картинок с борта ракеты с заложенным в систему видеоэталоном. По другому было нереально.

«Калибры» и остальные крылатые ракеты могут летать так: радиовысотомером сделал разведку рельефа местности — тут горка, здесь река, здесь равнина.

Но это может быть, когда летишь на высоте сотки метров.

А когда поднимаешься на высоту 25 км, там никаких пригорков радиовысотомером не различишь.

Потому мы находили на местности определенные участки, ассоциировали с тем, что записано в видеоэталоне, и определяли смещение ракеты на лево либо на право, вперед, назад и на сколько.

— Во почти всех учебниках для «чайников» гиперзвуковой полет в атмосфере сравнивается со скольжением по наждачке из-за чрезвычайно высочайшего сопротивления. Как правильно такое утверждение?

— Незначительно неточно.

На гиперзвуке начинаются всякие турбулентные обтекания, завихрения и тряска аппарата. Изменяются режимы теплонапряженности в зависимости от того, ламинарный (гладкий) поток на поверхности или со срывами.

Проблем чрезвычайно много.

К примеру, резко наращивается тепловая перегрузка.

Ежели ты летишь со скоростью 3 Маха, у тебя нагрев обшивки ГЗЛА кое-где 150 градусов в атмосфере в зависимости от высоты. Чем выше высота полета, тем меньше нагрев.

Но при всем этом ежели ты летишь со скоростью вдвое выше, нагрев будет еще больший. Потому необходимо использовать новейшие материалы.

— А что можно привести в качестве примера таковых материалов? — Разные углеродные материалы.

На ядерных боеголовках, которые стоят на межконтинентальных «сотках» (баллистические ракеты УР-100 разработки НПО машиностроения), применяются даже стеклопластики. При гиперзвуке температура — многие тыщи градусов.

А сталь держит всего 1200 градусов Цельсия.

Это крохи. Гиперзвуковые температуры уносят так именуемый «жертвенный слой» (слой покрытия, который расходуется во время полета летательного аппарата.

— «Известия»). Потому оболочка ядерных боеголовок рассчитана так, что крупная ее часть будет «съедена» гиперзвуком, а внутренняя внутренность сохранится.

Но у ГЗЛА не быть может «жертвенного слоя».

Ежели ты летишь на управляемом изделии, то должен сохранить аэро форму. Нельзя «затуплять» изделие, чтоб у него обгорали носок и кромки крыльев, и т. д. Это, кстати, было изготовлено на американских «Шаттлах», и на нашем «Буране».

Там в качестве теплозащиты использовались графитовые материалы.

— Верно ли пишут в научно-популярной литературе, что конкретно у гиперзвукового атмосферного аппарата конструкция обязана быть как единое монолитное жесткое тело?

— Не непременно. Они могут состоять из отсеков и различных частей.

— Другими словами возможна классическая схема строения ракеты?

— Естественно. Подбирай материалы, заказывай новейшие разработки, ежели нужно, инспектируй, отрабатывай на щитах, в полете, поправляй, ежели что-то вышло не так.

Это к тому же необходимо уметь замерить сотками телеметрических датчиков неописуемой трудности.

— Какой движок лучше — твердотопливный либо жидкостный для гиперзвукового аппарата? — Твердотопливный тут вообщем не годится, так как он может разогнать, но лететь долго с ним нереально.

Такие движки у баллистических ракет типа «Булава», «Тополь». В случае с ГЗЛА это неприемлемо.

На нашей ракете «Яхонт» (противокорабельная крылатая ракета, заходит в состав комплекса «Бастион».

— «Известия») твердотопливный лишь стартовый ускоритель. Далее она летит на жидкостном прямоточном воздушно-реактивном движке.

Есть пробы сделать прямоточный движок с внутренним содержанием твердого горючего, которое размазано по камере сгорания.

Но его тоже не хватит на огромные дальности. Для водянистого горючего можно сделать бак меньше, хоть какой формы.

Один из «Метеоритов» летал с баками в крыльях. Он был испытан, так как мы должны были достигнуть дальности 4–4,5 тыс.

км. И летел он на воздушно-реактивном движке, работавшем на водянистом горючем. — А в чем отличие воздушно-реактивного мотора от жидкостного реактивного мотора?

— Жидкостный реактивный движок содержит окислитель и горючее в различных баках, которые смешиваются в камере сгорания. Воздушно-реактивный движок питается одним горючим: керосином, децилином либо бицилином.

Окислитель — набегающий кислород воздуха. Бицилин (горючее, получаемое из вакуумного газойля с применением гидрогенизационных действий.

— «Известия») как раз и был разработан по нашему заказу для «Метеорита».

Это жидкое горючее имеет чрезвычайно огромную плотность, позволяющую делать бак наименьшего размера.

— Известны фото гиперзвуковых летательных аппаратов конкретно с реактивным движком.

Все они имеют увлекательную форму: не обтекаемую, а довольно угловатую и квадратную.

Почему?

— Вы, наверняка, говорите о Х-90, либо, как ее именуют на Западе, AS-X-21 Koala (1-ый русский экпериментальный ГЗЛА. — «Известия»).

Ну да, это неуклюжий медведь. Впереди стоят так именуемые «доски», «клинья» (элементы конструкции с наточенными углами, выступами.

— «Известия»).

Всё для того, чтоб поток воздуха, попадающий в движок, сделать применимым для сгорания и обычного горения горючего.

Для этого мы создаем так именуемые скачки уплотнения (резкое увеличение давления, плотности, температуры газа и уменьшение его скорости при встрече сверхзвукового потока с любым препятствием.

— «Известия»).

Скачки образуются как раз на «досках» и «клиньях» — тех элементах конструкции, которые гасят скорость воздуха. По пути к движку быть может 2-ой скачок уплотнения, 3-ий. Весь аспект в том, что в камеру сгорания воздух не должен входить с той же скоростью, с которой летит ГЗЛА.

Ее нужно непременно понизить.

И чрезвычайно даже сильно. Лучше до дозвуковых значений, для которых всё отработано, проверено и испытано.

Но это именно та задачка, которую создатели ГЗЛА пробуют решить и не решили за 65 лет. Как ты заскакиваешь за 4,5 Маха, в таком высокоскоростном движении в движки чрезвычайно быстро проскакивают воздушные частички.

А ты должен «свести» вместе распыленное горючее и окислитель — атмосферный кислород. Это взаимодействие обязано быть с высочайшей полнотой сгорания горючего.

Взаимодействие не обязано срываться какими-то колебаниями, излишним дуновением снутри. Как это сделать, не выдумал еще никто.

— А может быть ли сделать ГЗЛА для гражданских нужд, для перевозки пассажиров и грузов?

— Может быть.

На одном из парижских авиасалонов был показан самолет, разработанный французами вместе с британцами.

Турбореактивный движок поднимает его на высоту, а потом машинка разгоняется приблизительно до 2 Махов.

Потом открываются прямоточные воздушно-реактивные движки, которые выводят самолет на скорость 3,5 либо 4 Маха. И далее он летит на высоте км 30 куда-нибудь из Нью-Йорка в Японию.

Перед высадкой врубается обратный режим: машинка понижается, перебегает на ТРД, как обыденный самолет, заходит в атмосферу и садится.

В качестве горючего рассматривается водород, как более калорийное вещество. — В текущее время наиболее активно разработку гиперзвуковых летательных аппаратов ведут Наша родина и США.

Сможете ли вы оценить успехи наших оппонентов?

— Что касается оценок, могу огласить — пусть ребята работают.

За 65 лет ничего у их толком так не изготовлено. На скоростях от 4,5 до 6 Махов нет ни 1-го реально изготовленного ГЗЛА.