ВЛ / Статьи

Сплав unobtainium: Главный секрет русских гиперзвуковых ракет

+10
23-06-2019, 05:00...
1 764

Без уникального материала, созданного советскими учеными, Москва не смогла бы совершить рывок в двигателестроении

На базе Эдвардс (Калифорния) ВВС США успешно провели первые летные испытания своей новой гиперзвуковой ракеты AGM-183A (Advanced Rapid Response Weapon, или ARRW), названной Arrow («Стрела»). Об этом сообщило популярное за океаном военно-аналитическое издание National Interest. 

«Мы используем полномочия быстрого прототипирования, предоставленные Конгрессом, чтобы быстро довести возможности гиперзвукового оружия до боевого истребителя, — сказал д-р Уилл Ропер, помощник министра ВВС по приобретению, технологиям и логистике. — Мы установили агрессивный график по программе ARRW». 

Тем не менее, сенсации не произошло, поскольку «Стрела» вообще не летала, и даже не стартовала с борта самолета, несмотря на заявленное летное испытание. В реальности на бомбардировщике B-52 был установлен муляж AGM-183A. Её разработчики — ведущие оборонные подрядчики Пентагоны — Lockheed Martin и Fire Control собирали данные по лобовому сопротивлению и вибрационным воздействиям на прототип Arrow. 

В чем, собственно, «успех», представители ВВС США не рассказали, если не считать «агрессивного графика прототипирования». Зато известно, что ракета AGM-183A, согласно презентованной в мае 2018 года программе ARRW, должна летать со скоростью 5 МАХ или выше 6000 км в час. Это предел, который, как утверждают инженеры корпорации Lockheed Martin & Fire Control, может быть достигнут в среднесрочной перспективе за счет нынешних американских технологий.

Как пишет NI, разработка AGM-183A базируется на предшествующей программе гиперзвукового планера Tactical Boost Glide, проекта Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны (DARPA). А там изначально все было «по-взрослому». Специалисты DARPA обещали звездно-полосатым генералам создать перехватчик со скоростью 20 МАХ, или 24 тысячи км/час, то есть 6,6 км в секунду. 

Но что-то пошло не так. Требования снизили до нижней границы гиперзвука и начали заново. То, что испытали макет «Стрелы», ровным счетом ничего не меняет. Дело в том, что аэродинамика летательных аппаратов при 5 МАХ радикально отличается от спокойного «путешествия» на В-52 с максимальной скоростью 957 км/ч (0,86 МАХ). 

Другими словами, с учетом того, что ВВС США выделил на программу ARRW «смешные» $ 480 млн., можно смело говорить о системных проблемах американцев в этой области. Генералы делают вид, что надзирают за графиком, ученые — имитируют испытания. 

Но даже не это удивляет National Interest. Оказывается, эти же подрядчики уже работают по схожему гиперзвуковому проекту HASW, на который уже получили от налогоплательщиков $ 928 млн. «Свободная Пресса», кстати, рассказывала о наземном испытании двигателя HASW и страхе заокеанских экспертов перед русским «гиперзвуком». Вот и Майкл Пек, автор из NI, тоже пишет об огромном желании Пентагона, как можно быстрее получить реальное гиперзвуковое оружие, чтобы догнать российские ракеты «Кинжал», «Искандер», «Циркон» и «Авангард».

С другой стороны, США вроде бы уже хвастались гиперзвуковой программой HiFIRE, над которой оборонные подрядчики Пентагона работали более 8 лет, в том числе в сотрудничестве с Австралией. Более того, еще три года назад её результаты американцами были названы успешными: мол, боеголовка, запущенная ракетой Terrier Orion, достигла скорости 7,5 Маха. 

Правда, в окончательных отчетах сказано о проблемах с механизмом забора кислорода в реактивном двигателе, что не позволяют ракете поддерживать гиперзвуковые скорости необходимое время. Невольно напрашивается вопрос, был ли мальчик? 

Тем не менее, в рамках HiFIRE были обобщены принципы построения гиперзвуковых ракет, которые должны состоять из трех отдельных компонентов: ракетного двигателя, ракеты-носителя и боеголовки ракеты. Каждый из них требует решения ряда технически сложных задач, но к запредельным научно-технологическим проблемам все-таки относится разработка надежного прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД). 

Ученые, работающие по программе HiFIRE, назвали создание ПВРД «квантовым скачком» в двигателестроении. Если сравнить уровень решаемых задач, то он сопоставим с переходом от паровых двигателей к двигателям внутреннего сгорания. 

Уже подсчитан верхний предел скоростей, которые могут быть достигнуты идеальным ПВРД — это 24 Маха. В реальности сжигание топлива в гиперзвуковом потоке воздуха вряд ли превысить 17 Маха. Такую цифру назвали еще в 80-х годах специалисты фирмы Rockwell, работающие над автоматизацией сгорания в ПВРД по проекту «Х-30». 

Уже тогда стало ясно, что камнем преткновения на десятилетия вперед станет материал, из которого необходимо сделать камеру сгорания и сопло, через которое вырывается реактивная струя со скоростью, превышающей скорость притока атмосферного воздуха. При 5 МАХ даже самая жаростойкая сталь испаряется в десятые доли секунды. 

С аналогичными же проблемами столкнулись разработчики двигателя РД-170 для советского челнока «Буран» на базе ракеты-носителя «Энергия». Позднее был создан знаменитый на весь мир РД-180. В его камере сгорания диаметром каких-то 380 мм сжигается за одну секунду 0,6 тонны керосина. И здесь сопло тоже должно выдерживать гигантские нагрузки давлением и температурой, причем примерно в том же диапазоне, что и в гиперзвуковом движке. 

Что любопытно: американцы, которые в «нулевых» собирали РД-180 по российской лицензии, признались, что если бы они имели титановые сплавы, из которых сделаны камеры сгорания и сопла силовой установки «Энергомаша», они давно бы штамповали свои ракетные движки, не хуже российских. В США эти материалы называют unobtainium — «недостижиниум»: от слова, отрицающего «достижение». 

Несмотря на то, что за океаном имеются технологии обратного проектирования сплавов, американцы так и не смогли разгадать секрет unobtainium. Так, в двигателе BE-4 компании Blue Origin, которым США хочет заменить продукт «Энергомаша», давление в камере будет в 2 раза меньше (132 атм против 253,3 атм), и тяга существенно слабее (249.52 тс против 390,2 тс), чем у РД-180.

Поскольку технологические тайны гиперзвука спрятаны за семью замками, судить о программах тройки лидеров в этой области — РФ, США и КНР — следует только по конечному продукту. То, что американские и китайские ракеты несколько секунд летали скоростью 5 и даже 7,5 МАХ, говорит лишь о том, что они уперлись в материалы. У них сегодня нет сплавов, которые могли бы достаточно долго выдерживать запредельные нагрузки, свойственные гиперзвуковым ПВРД. 

Вот когда за океаном появится аналог РД-180, тогда и смогут специалисты Lockheed Martin и Fire Control довести программы ARRW и HCSW до ума. Ну, пока это «недостижиниум». 

Отметим также, что уникальные сплавы unobtainium созданы еще в 80-х годах прошлого века, поэтому разработка того же «Авангарда» стала возможно только благодаря научно-техническому наследию Советского Союза. В полной мере это касается и любого другого российского современного оружия, которое совершенствуется с учетом новых технологий. Даже истребитель 5-го поколения Су-57 является глубоко модернизируемым «внуком» Су-27, как, впрочем, вся линейка нашего вооружения, «сделанная в СССР».



Наш канал в Яндекс Дзен

Комментарии:



  • Яндекс.Метрика

  • Нам пишут Статьи разные Наши Партнеры
    Главная Контакты RSS
    Все публикуемые материалы принадлежат их владельцам. Использование любых материалов, размещённых на сайте, разрешается при условии размещения кликабильной ссылки на наш сайт.
    Реестровая запись Роскомнадзора № A-1584-97-BLG
    По всем вопросам, жалобам и предложениям: vegchel@yandex.ru
Регистрация