بدأت المنافسة على تطوير سرعات تفوق سرعة الصوت بواسطة الطيران خلال الحرب الباردة. في تلك السنوات ، صمم مصممو ومهندسو اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية والولايات المتحدة الأمريكية ودول متقدمة أخرى طائرات جديدة قادرة على الطيران أسرع مرتين إلى ثلاث مرات من سرعة الصوت. لقد ولّد السباق إلى السرعة العديد من الاكتشافات في الديناميكا الهوائية الجوية ووصل بسرعة إلى حدود القدرات البدنية للطيارين وتكلفة تصنيع الطائرات. ونتيجة لذلك ، كانت مكاتب تصميم الصواريخ أول من أتقن الصوت العالي في نسلها - الصواريخ الباليستية العابرة للقارات (ICBMs) ومركبات الإطلاق. عند إطلاق الأقمار الصناعية في مدارات قريبة من الأرض ، طورت الصواريخ سرعة 18000 - 25000 كم / ساعة. تجاوز هذا بكثير المعايير المحددة لأسرع الطائرات الأسرع من الصوت ، سواء المدنية (كونكورد = 2150 كم / ساعة ، توبوليف 144 = 2300 كم / ساعة) والعسكرية (SR-71 = 3540 كم / ساعة ، ميج 31 = 3000 كم / ساعة) ساعة).
بشكل منفصل ، أود أن أشير إلى أنه عند تصميم MiG-31 المعترض الأسرع من الصوت ، صمم مصمم الطائرات G. E. استخدم Lozino-Lozinsky مواد متقدمة (التيتانيوم ، الموليبدينوم ، إلخ) في تصميم هيكل الطائرة ، مما سمح للطائرة بالوصول إلى ارتفاع قياسي للرحلة المأهولة (MiG-31D) وسرعة قصوى تبلغ 7000 كم / ساعة في الغلاف الجوي العلوي. في عام 1977 ، وضع طيار الاختبار ألكسندر فيدوتوف رقمًا قياسيًا عالميًا مطلقًا لارتفاع الطيران - 37650 مترًا عن سلفه ، MiG-25 (للمقارنة ، كان أقصى ارتفاع طيران للطائرة SR-71 يبلغ 25929 مترًا). لسوء الحظ ، لم يتم بعد إنشاء محركات الرحلات الجوية على ارتفاعات عالية في جو شديد التخلخل ، حيث تم تطوير هذه التقنيات فقط في أعماق معاهد البحوث السوفيتية ومكاتب التصميم في إطار العديد من الأعمال التجريبية.
تمثلت مرحلة جديدة في تطوير تقنيات الفائق الصوت في مشاريع بحثية لإنشاء أنظمة فضائية تجمع بين قدرات الطيران (الأكروبات والمناورة ، والهبوط على المدرج) والمركبات الفضائية (دخول المدار ، الطيران المداري ، المدار). في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية والولايات المتحدة الأمريكية ، تم إعداد هذه البرامج جزئيًا ، لتُظهر للعالم الطائرات المدارية الفضائية "بوران" و "مكوك الفضاء".
لماذا جزئيا؟ الحقيقة هي أن إطلاق الطائرة في المدار تم باستخدام مركبة الإطلاق. كانت تكلفة الانسحاب هائلة ، حوالي 450 مليون دولار (في إطار برنامج مكوك الفضاء) ، والتي كانت أعلى بعدة مرات من تكلفة أغلى طائرة مدنية وعسكرية ، ولم تسمح بجعل طائرة مدارية منتجًا ضخمًا. أدت الحاجة إلى استثمار مبالغ ضخمة من المال في إنشاء البنية التحتية التي توفر رحلات جوية عابرة للقارات فائقة السرعة (كوزمودروم ، ومراكز التحكم في الطيران ، ومجمعات تعبئة الوقود) أخيرًا إلى دفن احتمالية نقل الركاب.
الزبون الوحيد ، على الأقل مهتم بطريقة ما بالمركبات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ، كان الجيش. صحيح أن هذا الاهتمام كان ذا طبيعة عرضية. اتبعت البرامج العسكرية لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية والولايات المتحدة الأمريكية لإنشاء طائرات فضائية مسارات مختلفة. تم تنفيذها بشكل أكثر اتساقًا في الاتحاد السوفياتي: من مشروع إنشاء PKA (مركبة فضائية مزلقة) إلى MAKS (نظام فضائي للطيران متعدد الأغراض) و Buran ، تم بناء سلسلة متسقة ومستمرة من الأعمال الأساسية العلمية والتقنية ، والتي على أساسها تأسيس رحلات تجريبية مستقبلية لنموذج أولي للطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت.
واصلت مكاتب تصميم الصواريخ تحسين صواريخها البالستية العابرة للقارات.مع ظهور أنظمة الدفاع الجوي والدفاع الصاروخي الحديثة القادرة على إسقاط الرؤوس الحربية البالستية العابرة للقارات من مسافة بعيدة ، بدأ فرض متطلبات جديدة على العناصر التدميرية للصواريخ الباليستية. كان من المفترض أن تتغلب الرؤوس الحربية للصواريخ البالستية العابرة للقارات الجديدة على دفاعات العدو المضادة للطائرات والصواريخ. هكذا بدت الرؤوس الحربية قادرة على التغلب على الدفاع الجوي بسرعات تفوق سرعة الصوت (M = 5-6).
أدى تطوير تقنيات تفوق سرعة الصوت للرؤوس الحربية (الرؤوس الحربية) للصواريخ البالستية العابرة للقارات إلى إمكانية بدء العديد من المشاريع لإنشاء أسلحة دفاعية وهجومية تفوق سرعة الصوت - حركية (مدفع كهرومغناطيسي) وديناميكي (صواريخ كروز) وفضاء (ضربة من المدار).
أدى اشتداد التنافس الجيوسياسي بين الولايات المتحدة وروسيا والصين إلى إحياء موضوع الصوت العالي كأداة واعدة قادرة على توفير ميزة في مجال أسلحة الفضاء والصواريخ والطيران. الاهتمام المتزايد بهذه التقنيات يرجع أيضًا إلى مفهوم إلحاق أقصى ضرر بالعدو بوسائل التدمير التقليدية (غير النووية) ، والتي يتم تنفيذها بالفعل من قبل دول الناتو بقيادة الولايات المتحدة.
في الواقع ، إذا كان لدى القيادة العسكرية ما لا يقل عن مائة من المركبات غير النووية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت والتي تتغلب بسهولة على أنظمة الدفاع الجوي والدفاع الصاروخي الحالية ، فإن هذه "الحجة الأخيرة للملوك" تؤثر بشكل مباشر على التوازن الاستراتيجي بين القوى النووية. علاوة على ذلك ، يمكن لصاروخ تفوق سرعة الصوت على المدى الطويل تدمير عناصر من القوات النووية الاستراتيجية من الجو ومن الفضاء في مدة لا تزيد عن ساعة من لحظة اتخاذ القرار إلى لحظة إصابة الهدف. هذه الأيديولوجية جزء لا يتجزأ من البرنامج العسكري الأمريكي Prompt Global Strike (ضربة عالمية سريعة).
هل مثل هذا البرنامج ممكن عمليًا؟ تم تقسيم الحجج "المؤيدة" و "المعارضة" بالتساوي تقريبًا. دعونا نفهم ذلك.
برنامج الضربة العالمية الأمريكية السريعة
تم تبني مفهوم الضربة العالمية السريعة (PGS) في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين بمبادرة من قيادة القوات المسلحة الأمريكية. عنصرها الأساسي هو القدرة على توجيه ضربة غير نووية في أي مكان في العالم في غضون 60 دقيقة بعد اتخاذ القرار. يتم تنفيذ العمل في إطار هذا المفهوم في وقت واحد في عدة اتجاهات.
الاتجاه الأول لـ PGS ، والأكثر واقعية من الناحية الفنية ، كان استخدام الصواريخ البالستية العابرة للقارات برؤوس حربية غير نووية عالية الدقة ، بما في ذلك الرؤوس العنقودية ، والمجهزة بمجموعة من الذخائر الصغيرة الموجهة. تم اختيار الصاروخ ترايدنت 2 D5 القائم على البحر باعتباره تطويرًا لهذا الاتجاه ، حيث يتم توصيل الذخائر الصغيرة إلى مدى أقصى يبلغ 11300 كيلومتر. في هذا الوقت ، يجري العمل على تقليل الخطأ الخطأ المحيطي (CEP) للرؤوس الحربية إلى قيم تتراوح بين 60 و 90 مترًا.
الاتجاه الثاني لـ PGS صواريخ كروز استراتيجية تفوق سرعتها سرعة الصوت (SGCR). في إطار المفهوم المعتمد ، يجري تنفيذ البرنامج الفرعي X-51A Waverider (SED-WR). بمبادرة من سلاح الجو الأمريكي وبدعم من DARPA ، منذ عام 2001 ، تم تطوير صاروخ تفوق سرعته سرعة الصوت بواسطة شركة Pratt & Whitney و Boeing.
يجب أن تكون النتيجة الأولى للعمل الجاري ظهور عارض تقني بحلول عام 2020 مزودًا بمحرك نفاث نفاث تفوق سرعة الصوت (محرك سكرامجت). وفقًا للخبراء ، يمكن أن يكون لدى SGKR مع هذا المحرك المعلمات التالية: سرعة الرحلة M = 7-8 ، أقصى مدى طيران 1300-1800 كم ، ارتفاع الرحلة 10-30 كم.
في مايو 2007 ، بعد مراجعة مفصلة لتقدم العمل على X-51A "WaveRider" ، وافق العملاء العسكريون على مشروع الصاروخ. Boeing X-51A WaveRider التجريبي SGKR هو صاروخ كروز كلاسيكي مع محرك scramjet بطني ووحدة ذيل بأربعة ناتئ. تم اختيار المواد وسمك الحماية الحرارية السلبية وفقًا للتقديرات المحسوبة لتدفقات الحرارة. وحدة أنف الصاروخ مصنوعة من التنجستن مع طلاء السيليكون ، والذي يمكنه تحمل التسخين الحركي حتى 1500 درجة مئوية. على السطح السفلي للصاروخ ، حيث من المتوقع أن تصل درجات الحرارة إلى 830 درجة مئوية ، يتم استخدام بلاط السيراميك الذي طورته شركة Boeing لبرنامج مكوك الفضاء. يجب أن يفي صاروخ X-51A بمتطلبات التخفي العالية (لا يزيد RCS عن 0.01 متر مربع). لتسريع المنتج إلى السرعة المقابلة لـ M = 5 ، من المخطط تركيب معزز صاروخي يعمل بالوقود الصلب الترادفي.
من المخطط استخدام طائرات الطيران الاستراتيجي الأمريكية باعتبارها الناقل الرئيسي لـ SGKR.لا توجد معلومات حتى الآن حول كيفية نشر هذه الصواريخ - تحت الجناح أو داخل جسم الطائرة الاستراتيجي.
المنطقة الثالثة من PGS هي برامج لإنشاء أنظمة أسلحة حركية تصيب أهدافًا من مدار الأرض. حسب الأمريكيون بالتفصيل نتائج الاستخدام القتالي لقضيب تنجستن يبلغ طوله حوالي 6 أمتار وقطره 30 سم ، تم إسقاطه من المدار وضرب جسمًا أرضيًا بسرعة حوالي 3500 م / ث. وفقًا للحسابات ، سيتم إطلاق طاقة مكافئة لانفجار 12 طنًا من ثلاثي نيتروتولوين (TNT) عند نقطة الالتقاء.
أعطت الأساس النظري بداية لمشاريع مركبتين تفوق سرعتها سرعة الصوت (Falcon HTV-2 و AHW) ، والتي سيتم إطلاقها في المدار بواسطة مركبات الإطلاق وفي وضع القتال ستكون قادرة على الانزلاق في الغلاف الجوي بسرعة متزايدة عند الاقتراب من الهدف. في حين أن هذه التطورات في مرحلة التصميم الأولي والإطلاق التجريبي. لا تزال المشكلات الرئيسية الإشكالية حتى الآن هي أنظمة القواعد في الفضاء (التجمعات الفضائية ومنصات القتال) ، وأنظمة التوجيه عالية الدقة للهدف وضمان سرية الإطلاق في المدار (يتم فتح أي إطلاق وأجسام مدارية عن طريق تحذير الهجوم الصاروخي الروسي والتحكم في الفضاء. أنظمة). يأمل الأمريكيون في حل مشكلة التخفي بعد عام 2019 ، بتكليف نظام فضائي للطيران يمكن إعادة استخدامه ، والذي سيطلق حمولة في المدار "بالطائرة" عن طريق مرحلتين - طائرة حاملة (تعتمد على طائرة بوينج 747) و طائرة فضائية غير مأهولة (على أساس النموذج الأولي X-37V).
الاتجاه الرابع لـ PGS هو برنامج لإنشاء طائرة استطلاع تفوق سرعتها سرعة الصوت على أساس طائرة لوكهيد مارتن الشهيرة SR-71 Blackbird.
يقوم قسم من شركة لوكهيد ، Skunk Works ، حاليًا بتطوير طائرة بدون طيار واعدة تحت اسم العمل SR-72 ، والتي يجب أن تضاعف السرعة القصوى للطائرة SR-71 ، لتصل إلى قيم تبلغ حوالي M = 6.
إن تطوير طائرة استطلاع تفوق سرعتها سرعة الصوت له ما يبرره تمامًا. أولاً ، سيكون SR-72 ، نظرًا لسرعته الهائلة ، ضعيفًا في مواجهة أنظمة الدفاع الجوي. ثانيًا ، سوف يسد "الثغرات" في تشغيل الأقمار الصناعية ، وسرعان ما يحصل على المعلومات الاستراتيجية ويكشف عن المجمعات المتنقلة للصواريخ البالستية العابرة للقارات ، وتشكيلات السفن ، وتجمعات قوات العدو في مسرح العمليات.
يتم النظر في نسختين من الطائرة SR-72 - مأهولة وغير مأهولة ؛ ومن الممكن أيضًا استخدامها كقاذفة قاذفة ، وناقلة أسلحة عالية الدقة. على الأرجح ، يمكن استخدام الصواريخ خفيفة الوزن التي لا تحتوي على محرك مساند كأسلحة ، حيث لا تكون هناك حاجة إليها عند إطلاقها بسرعة 6 م. من المرجح أن يستخدم الوزن الذي تم إطلاقه لزيادة قوة الرأس الحربي. نموذج أولي لطائرة تخطط شركة لوكهيد مارتن لعرضها في عام 2023.
مشروع صيني لطائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت DF-ZF
في 27 أبريل 2016 ، أبلغت صحيفة Washington Free Beacon الأمريكية ، نقلاً عن مصادر في البنتاغون ، العالم عن الاختبار السابع للطائرة الصينية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت DZ-ZF. تم إطلاق الطائرة من مطار تاييوان الفضائي (مقاطعة شانشي). وبحسب الصحيفة ، قامت الطائرة بمناورات بسرعة من 6400 إلى 11200 كم / ساعة ، وتحطمت في ملعب تدريب في غرب الصين.
وأشارت الصحيفة إلى أنه "وفقًا لمخابرات الولايات المتحدة ، تخطط جمهورية الصين الشعبية لاستخدام طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت كرأس حربي نووي قادر على اختراق أنظمة الدفاع الصاروخي". "يمكن أيضًا استخدام DZ-ZF كسلاح قادر على تدمير هدف في أي مكان في العالم في غضون ساعة."
وفقًا لتحليل سلسلة الاختبارات الكاملة التي أجرتها المخابرات الأمريكية ، تم إطلاق الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت بواسطة صواريخ باليستية قصيرة المدى DF-15 و DF-16 (يصل مداها إلى 1000 كم) ، وكذلك متوسطة. - المدى DF-21 (المدى 1800 كم). مزيد من تطوير عمليات الإطلاق على DF-31A ICBMs (المدى 11200 كم) لم يتم استبعاده.وفقًا لبرنامج الاختبار ، يُعرف ما يلي: بفصله عن الناقل في الطبقات العليا من الغلاف الجوي ، انزلق الجهاز المخروطي الشكل مع التسارع لأسفل وناور على طول مسار الوصول إلى الهدف.
على الرغم من المنشورات العديدة لوسائل الإعلام الأجنبية عن أن الطائرة الصينية التي تفوق سرعتها سرعة الصوت (HVA) مصممة لتدمير حاملات الطائرات الأمريكية ، كان الخبراء العسكريون الصينيون متشككين في مثل هذه التصريحات. وأشاروا إلى الحقيقة المعروفة المتمثلة في أن السرعة الأسرع من الصوت لـ GLA تخلق سحابة بلازما حول الجهاز ، مما يتداخل مع تشغيل الرادار الموجود على متن الطائرة عند ضبط المسار والتوجيه نحو هدف متحرك مثل حاملة الطائرات.
قال الكولونيل شاو يونغ لينغ ، الأستاذ في كلية قيادة قوات الصواريخ بجيش التحرير الشعبي الصيني ، لصحيفة تشاينا ديلي ، "إن سرعته الفائقة ومداها يجعله (GLA) سلاحًا ممتازًا لتدمير الأهداف الأرضية. في المستقبل ، يمكن أن تحل محل الصواريخ الباليستية العابرة للقارات ".
وفقًا لتقرير اللجنة المختصة التابعة للكونجرس الأمريكي ، يمكن اعتماد DZ-ZF من قبل جيش التحرير الشعبي في عام 2020 ، وإصداره بعيد المدى المحسن بحلول عام 2025.
التراكم العلمي والتقني لروسيا - طائرات تفوق سرعة الصوت
تفوق سرعة الصوت Tu-2000
في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، بدأ العمل على طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت في مكتب تصميم توبوليف في منتصف السبعينيات ، بناءً على طائرة ركاب متسلسلة من طراز Tu-144. دراسة وتصميم طائرة قادرة على الوصول إلى سرعات تصل إلى M = 6 (TU-260) ومدى طيران يصل إلى 12000 كم ، بالإضافة إلى طائرة عابرة للقارات تفوق سرعتها سرعة الصوت TU-360. كان من المفترض أن يصل مدى طيرانها إلى 16000 كم. تم إعداد مشروع لطائرة ركاب تفوق سرعتها سرعة الصوت Tu-244 ، مصممة للطيران على ارتفاع 28-32 كم بسرعة M = 4.5-5.
في فبراير 1986 ، بدأ البحث والتطوير في الولايات المتحدة في إنشاء الطائرة الفضائية X-30 بنظام الدفع النفاث الجوي ، القادر على دخول المدار في نسخة أحادية المرحلة. تميز مشروع طائرة الفضاء الوطنية (NASP) بوفرة التقنيات الجديدة ، والتي كان مفتاحها محرك نفاث نفاث فرط صوتي مزدوج الوضع ، والذي يسمح بالتحليق بسرعات M = 25. وفقًا للمعلومات التي تلقتها المخابرات السوفيتية ، تم تطوير NASP للأغراض المدنية والعسكرية.
كانت الاستجابة لتطوير X-30 عبر الغلاف الجوي (NASP) هي المراسيم الحكومية الصادرة في 27 يناير و 19 يوليو 1986 بشأن إنشاء ما يعادل طائرة الفضاء الأمريكية (VKS). في 1 سبتمبر 1986 ، أصدرت وزارة الدفاع الاختصاصات لطائرة فضائية قابلة لإعادة الاستخدام أحادية المرحلة (MVKS). وفقًا لهذه الاختصاصات ، كان من المفترض أن تضمن MVKS التسليم الفعال والاقتصادي للبضائع إلى مدار قريب من الأرض ، والنقل عبر الغلاف الجوي عالي السرعة العابر للقارات ، وحل المهام العسكرية ، سواء في الغلاف الجوي أو في الفضاء القريب. من بين الأعمال المقدمة للمنافسة من قبل Tupolev Design Bureau و Yakovlev Design Bureau و NPO Energia ، تمت الموافقة على مشروع Tu-2000.
نتيجة للدراسات الأولية في إطار برنامج MVKS ، تم اختيار محطة طاقة بناءً على حلول مجربة ومثبتة. محركات الطائرات النفاثة الحالية (VRM) ، التي تستخدم الهواء الجوي ، لها قيود على درجة الحرارة ، وقد تم استخدامها في الطائرات التي لا تتجاوز سرعتها M = 3 ، وكان على محركات الصواريخ أن تحمل كمية كبيرة من الوقود على متنها ولم تكن مناسبة الرحلات الطويلة في الغلاف الجوي … لذلك ، تم اتخاذ قرار مهم - لكي تطير الطائرة بسرعات تفوق سرعة الصوت وعلى جميع الارتفاعات ، يجب أن تتمتع محركاتها بخصائص تكنولوجيا الطيران والفضاء.
اتضح أن الأكثر عقلانية بالنسبة للطائرة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت هو محرك نفاث (محرك نفاث) ، حيث لا توجد أجزاء دوارة ، مع محرك نفاث (محرك نفاث) للتسريع. كان من المفترض أن المحرك النفاث النفاث الذي يعمل بالهيدروجين السائل هو الأنسب للرحلات الجوية بسرعات تفوق سرعة الصوت.المحرك المعزز هو محرك نفاث يعمل إما بالكيروسين أو الهيدروجين السائل.
نتيجة لذلك ، مزيج من محرك نفاث اقتصادي يعمل في نطاق السرعة M = 0-2.5 ، والمحرك الثاني - محرك نفاث ، يسرع الطائرة إلى M = 20 ، ومحرك يعمل بالوقود السائل لدخول المدار (التسارع إلى السرعة الفضائية الأولى 7 ، 9 كم / ث) وتوفير مناورات مدارية.
نظرًا لتعقيد حل مجموعة من المشكلات العلمية والتقنية والتكنولوجية لإنشاء MVKS أحادية المرحلة ، تم تقسيم البرنامج إلى مرحلتين: إنشاء طائرة تجريبية تفوق سرعة الصوت بسرعة طيران تصل إلى M = 5 -6 ، وتطوير نموذج أولي لمحرك VKS المداري ، والذي يوفر تجربة طيران في مجموعة كاملة من الرحلات الجوية ، حتى السير في الفضاء. بالإضافة إلى ذلك ، في المرحلة الثانية من عمل MVKS ، تم التخطيط لإنشاء إصدارات من قاذفة الفضاء Tu-2000B ، والتي تم تصميمها كطائرة ذات مقعدين بمدى طيران يصل إلى 10000 كم ووزن إقلاع 350 طن. كان من المفترض أن توفر ستة محركات تعمل بالهيدروجين السائل سرعة M = 6-8 على ارتفاع 30-35 كم.
وفقا لخبراء OKB الدردشة. A. N. Tupolev ، كان من المفترض أن تبلغ تكلفة بناء VKS واحدًا حوالي 480 مليون دولار ، بأسعار 1995 (بتكلفة أعمال التطوير 5 ، 29 مليار دولار). كان من المفترض أن تبلغ التكلفة التقديرية للإطلاق 13.6 مليون دولار ، مع عدد 20 عملية إطلاق في السنة.
في المرة الأولى التي تم فيها عرض نموذج للطائرة من طراز Tu-2000 في معرض "Mosaeroshow-92". قبل توقف العمل في عام 1992 ، تم تصنيع Tu-2000: صندوق الجناح مصنوع من سبائك النيكل وعناصر جسم الطائرة وخزانات الوقود المبردة وخطوط الوقود المركبة.
الذرية M-19
"المنافس" منذ فترة طويلة في الطائرات الاستراتيجية من OKB im. Tupolev - مصنع تجريبي لبناء الآلات (سمي الآن EMZ على اسم Myasishchev) شارك أيضًا في تطوير نظام مؤتمرات الفيديو بمرحلة واحدة في إطار R&D "Kholod-2". أطلق على المشروع اسم "M-19" ونص على توضيح الموضوعات التالية:
الموضوع 19-1. إنشاء معمل طائر مع محطة توليد للطاقة على وقود الهيدروجين السائل ، وتطوير تكنولوجيا للعمل مع الوقود المبرد ؛
الموضوع19-2. أعمال التصميم والهندسة لتحديد مظهر طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت ؛
الموضوع 19-3. أعمال التصميم والهندسة لتحديد مظهر نظام مؤتمرات الفيديو الواعد ؛
الموضوع 19-4. عمل التصميم والهندسة لتحديد مظهر الخيارات البديلة
VKS مع نظام دفع نووي
تم تنفيذ العمل على VKS الواعدة تحت الإشراف المباشر للمصمم العام V. M. Myasishchev والمصمم العام A. D. توهونتسا. لتنفيذ مكونات البحث والتطوير ، تمت الموافقة على خطط للعمل المشترك مع مؤسسات وزارة صناعة الطيران في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، بما في ذلك: TsAGI و TsIAM و NIIAS و ITAM وغيرها الكثير ، وكذلك مع معهد البحوث التابع لأكاديمية العلوم و وزارة الدفاع.
تم تحديد مظهر M-19 أحادي المرحلة VKS بعد البحث عن العديد من الخيارات البديلة للتخطيط الديناميكي الهوائي. من حيث البحث حول خصائص نوع جديد من محطات توليد الطاقة ، تم اختبار نماذج سكرامجت في أنفاق الرياح بسرعات تقابل الأرقام M = 3-12. لتقييم فعالية VKS المستقبلية ، تم أيضًا وضع نماذج رياضية لأنظمة الجهاز ومحطة الطاقة المدمجة بمحرك صاروخي نووي (NRE).
تضمن استخدام نظام الفضاء مع نظام الدفع النووي المشترك فرصًا موسعة للاستكشاف المكثف لكل من الفضاء القريب من الأرض ، بما في ذلك المدارات الثابتة بالنسبة للأرض ، والفضاء السحيق ، بما في ذلك القمر والفضاء القريب من القمر.
إن وجود منشأة نووية على متن VKS سيجعل من الممكن استخدامها كمحور طاقة قوي لضمان عمل أنواع جديدة من أسلحة الفضاء (شعاع ، أسلحة شعاع ، وسائل التأثير على الظروف المناخية ، إلخ).
تضمن نظام الدفع المشترك (KDU) ما يلي:
زحف محرك صاروخي نووي (NRM) يعتمد على مفاعل نووي مع حماية من الإشعاع ؛
10 محركات نفاثة جانبية (DTRDF) مع مبادلات حرارية في الدوائر الداخلية والخارجية والحارق اللاحق ؛
محركات نفاثة نفاثة تفوق سرعة الصوت (محركات سكرامجت) ؛
شاحنان توربيني لضخ الهيدروجين من خلال المبادلات الحرارية DTRDF ؛
وحدة التوزيع مع وحدات المضخة التوربينية والمبادلات الحرارية وصمامات خطوط الأنابيب وأنظمة التحكم في إمداد الوقود.
تم استخدام الهيدروجين كوقود لمحركات DTRDF و scramjet ، وكان أيضًا سائلًا عاملًا في حلقة مغلقة من NRE.
في شكله النهائي ، بدا مفهوم M-19 كما يلي: يقوم نظام الفضاء بقدرة 500 طن بالإقلاع والتسارع الأولي مثل طائرة نووية بمحركات ذات دورة مغلقة ، ويعمل الهيدروجين كمبرد ينقل الحرارة من المفاعل إلى عشرة محركات نفاثة.. مع تقدم التسارع والتسلق ، يبدأ الهيدروجين في التزويد بالحارق اللاحقة للمحرك التوربيني النفاث ، بعد ذلك بقليل إلى محركات سكرامجت ذات التدفق المباشر. أخيرًا ، على ارتفاع 50 كم ، بسرعة طيران تزيد عن 16 مترًا ، يتم تشغيل NRM ذري بقوة دفع 320 تريليون قدم ، مما يضمن الخروج إلى مدار يعمل بارتفاع 185-200 كيلومتر. بوزن إقلاع يبلغ حوالي 500 طن ، كان من المفترض أن تطلق المركبة الفضائية الجوية M-19 حمولة تزن حوالي 30-40 طنًا في مدار مرجعي بميل 57.3 درجة.
تجدر الإشارة إلى أن هناك حقيقة غير معروفة وهي أنه عند حساب خصائص CDU في أوضاع التدفق التوربيني ، والتدفق المباشر للصاروخ والطيران فوق الصوتي ، تم استخدام نتائج الدراسات والحسابات التجريبية ، التي أجريت في TsIAM ، TsAGI و ITAM SB AS اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.
Ajax "- فرط الصوت بطريقة جديدة
كما تم تنفيذ العمل على إنشاء طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت في SKB "Neva" (سانت بطرسبرغ) ، على أساسها تم إنشاء مؤسسة الأبحاث الحكومية للسرعة الفائقة الصوت (الآن OJSC "NIPGS" HC "Leninets").
اقتربت NIPGS من إنشاء GLA بطريقة جديدة تمامًا. تم طرح مفهوم GLA "Ajax" في أواخر الثمانينيات. فلاديمير لفوفيتش فريشتات. يكمن جوهرها في حقيقة أن GLA لا تتمتع بحماية حرارية (على عكس معظم مؤتمرات الفيديو و GLA). يتم إدخال التدفق الحراري الناشئ أثناء الرحلة التي تفوق سرعة الصوت في HVA لزيادة موارد الطاقة. وهكذا ، كان GLA "Ajax" نظامًا ديناميكيًا حراريًا مفتوحًا ، والذي حوّل جزءًا من الطاقة الحركية لتدفق الهواء فوق الصوتي إلى طاقة كيميائية وكهربائية ، وفي نفس الوقت حل مشكلة تبريد هيكل الطائرة. لهذا الغرض ، تم تصميم المكونات الرئيسية لمفاعل استرداد الحرارة الكيميائي مع محفز ، ووضعها تحت جلد هيكل الطائرة.
كان جلد الطائرة في الأماكن الأكثر إجهادًا حراريًا مكونًا من طبقتين. بين طبقات الغلاف ، كان هناك محفز مصنوع من مادة مقاومة للحرارة ("إسفنج النيكل") ، والذي كان عبارة عن نظام تبريد فرعي نشط مع مفاعلات استرداد الحرارة الكيميائية. وفقًا للحسابات ، في جميع أوضاع الطيران فوق الصوتي ، لم تتجاوز درجة حرارة عناصر هيكل الطائرة GLA 800-850 درجة مئوية.
تشتمل GLA على محرك نفاث مع احتراق أسرع من الصوت مدمج مع هيكل الطائرة والمحرك الرئيسي (الرامي) - محرك مغناطيسي بلازما كيميائي (MPKhD). تم تصميم MPKhD للتحكم في تدفق الهواء باستخدام مسرع ديناميكي مغناطيسي غازي (مسرع MHD) وتوليد الطاقة باستخدام مولد MHD. كان للمولد طاقة تصل إلى 100 ميجاوات ، وهو ما يكفي تمامًا لتشغيل ليزر قادر على ضرب أهداف مختلفة في مدارات قريبة من الأرض.
كان من المفترض أن MPKM في منتصف الرحلة ستكون قادرة على تغيير سرعة الطيران على نطاق واسع من رقم ماخ للرحلة. بسبب تباطؤ تدفق تفوق سرعة الصوت بواسطة مجال مغناطيسي ، تم إنشاء الظروف المثلى في غرفة الاحتراق الأسرع من الصوت. خلال الاختبارات في TsAGI ، تم الكشف عن أن الوقود الهيدروكربوني الذي تم إنشاؤه في إطار مفهوم Ajax يحترق عدة مرات أسرع من الهيدروجين.يمكن لمسرع MHD "تسريع" نواتج الاحتراق ، وزيادة سرعة الطيران القصوى إلى M = 25 ، مما يضمن الخروج إلى مدار قريب من الأرض.
تم تصميم النسخة المدنية من الطائرة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت لسرعة طيران تتراوح من 6000 إلى 12000 كم / ساعة ، ومدى طيران يصل إلى 19000 كم وحمل 100 راكب. لا توجد معلومات حول التطورات العسكرية لمشروع أجاكس.
مفهوم فرط الصوت الروسي - الصواريخ و PAK DA
إن العمل الذي تم في الاتحاد السوفيتي وفي السنوات الأولى من وجود روسيا الجديدة على تقنيات تفوق سرعة الصوت يجعل من الممكن التأكيد على أن المنهجية المحلية الأصلية والأسس العلمية والتقنية قد تم الحفاظ عليها واستخدامها لإنشاء GLA الروسي - سواء في الصواريخ وإصدارات الطائرات.
في عام 2004 ، خلال تمرين هيئة القيادة للأمن 2004 ، أعلن الرئيس الروسي ف. أدلى بوتين بتصريح ما زال يثير أذهان "الجمهور". "تم إجراء تجارب وبعض الاختبارات … قريباً ستتلقى القوات المسلحة الروسية أنظمة قتالية قادرة على العمل على مسافات عابرة للقارات ، بسرعة تفوق سرعة الصوت ، وبدقة كبيرة ، مع مناورة واسعة في الارتفاع واتجاه التأثير. هذه المجمعات ستجعل أي أمثلة للدفاع المضاد للصواريخ ، موجودة أو واعدة ، ميؤوس منها ".
فسرت بعض وسائل الإعلام المحلية هذا البيان بأفضل ما في فهمها. على سبيل المثال: "تم تطوير أول صاروخ مناورة تفوق سرعة الصوت في العالم في روسيا ، والذي تم إطلاقه من القاذفة الإستراتيجية Tu-160 في فبراير 2004 ، عندما تم إجراء تمرين مركز قيادة Security 2004."
في الواقع ، تم إطلاق صاروخ باليستي RS-18 "Stilet" مع معدات قتالية جديدة خلال التدريبات. بدلاً من الرأس الحربي التقليدي ، كان لدى RS-18 نوع من الأجهزة القادرة على تغيير ارتفاع واتجاه الرحلة ، وبالتالي التغلب على أي نظام دفاع صاروخي ، بما في ذلك الدفاع الصاروخي الأمريكي. على ما يبدو ، فإن الجهاز الذي تم اختباره خلال تمرين Security 2004 كان صاروخ كروز X-90 فرط صوتي (GKR) غير معروف ، تم تطويره في Raduga Design Bureau في أوائل التسعينيات.
إذا حكمنا من خلال خصائص أداء هذا الصاروخ ، يمكن للقاذفة الإستراتيجية Tu-160 أن تحمل طائرتين من طراز X-90. تبدو بقية الخصائص كما يلي: كتلة الصاروخ 15 طنًا ، المحرك الرئيسي هو محرك سكرامجت ، المسرع يعمل بالوقود الصلب ، سرعة الطيران 4-5 أمتار ، ارتفاع الإطلاق 7000 متر ، الرحلة الارتفاع 7000-20000 م ، مدى الإطلاق 3000-3500 كم ، عدد الرؤوس الحربية 2 ، عائد الرأس الحربي 200 كيلو طن.
في الخلاف حول الطائرة أو الصاروخ الأفضل ، غالبًا ما خسرت الطائرات ، حيث تبين أن الصواريخ كانت أسرع وأكثر فاعلية. وأصبحت الطائرة حاملة صواريخ كروز قادرة على ضرب أهداف على مسافة 2500-5000 كيلومتر. إطلاق صاروخ على هدف ، القاذفة الاستراتيجية لم تدخل منطقة معارضة الدفاع الجوي ، لذلك لم يكن هناك فائدة من جعلها تفوق سرعتها سرعة الصوت.
"المنافسة فوق الصوتية" بين الطائرات والصواريخ تقترب الآن من خاتمة جديدة بنتيجة يمكن التنبؤ بها - الصواريخ تتقدم مرة أخرى على الطائرات.
دعونا نقيم الوضع. الطيران بعيد المدى ، وهو جزء من القوات الجوية الروسية ، مزود بـ 60 طائرة من طراز Tu-95MS و 16 قاذفة نفاثة من طراز Tu-160. ستنتهي مدة خدمة Tu-95MS في غضون 5-10 سنوات. قررت وزارة الدفاع زيادة عدد طائرات توبوليف 160 إلى 40 وحدة. العمل جار لتحديث توبوليف 160. وبالتالي ، ستبدأ صواريخ توبوليف 160 إم الجديدة في الوصول قريبًا إلى قوات الفضاء. يعد مكتب تصميم Tupolev أيضًا المطور الرئيسي لمجمع الطيران بعيد المدى الواعد (PAK DA).
"عدونا المحتمل" لا يقف مكتوف الأيدي ، إنه يستثمر في تطوير مفهوم الضربة العالمية السريعة (PGS). قدرات الميزانية العسكرية الأمريكية من حيث التمويل تفوق بشكل كبير إمكانيات الميزانية الروسية. تتجادل وزارة المالية ووزارة الدفاع حول حجم تمويل برنامج التسلح الحكومي للفترة حتى عام 2025.ونحن لا نتحدث فقط عن النفقات الحالية لشراء أسلحة ومعدات عسكرية جديدة ، ولكن أيضًا عن التطورات الواعدة ، والتي تشمل تقنيات PAK DA و GLA.
عند إنشاء ذخيرة تفوق سرعة الصوت (صواريخ أو مقذوفات) ، ليس كل شيء واضحًا. الميزة الواضحة للضغط العالي هي السرعة ، وقصر وقت الاقتراب من الهدف ، وضمان عالي للتغلب على أنظمة الدفاع الجوي والدفاع الصاروخي. ومع ذلك ، هناك العديد من المشاكل - التكلفة العالية للذخيرة التي يمكن التخلص منها ، وتعقيد التحكم عند تغيير مسار الرحلة. أصبحت نفس أوجه القصور حججًا حاسمة عند تقليل أو إغلاق برامج فرط الصوت المأهولة ، أي للطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت.
يمكن حل مشكلة التكلفة العالية للذخيرة من خلال وجود مجمع حوسبة قوي على متن الطائرة لحساب معايير القصف (الإطلاق) ، والذي يحول القنابل التقليدية والصواريخ إلى أسلحة دقيقة. أنظمة حوسبة مماثلة مثبتة في الرؤوس الحربية للصواريخ التي تفوق سرعتها سرعة الصوت تجعل من الممكن مساواتها بفئة الأسلحة الاستراتيجية عالية الدقة ، والتي ، وفقًا للمتخصصين العسكريين في جيش التحرير الشعبي الصيني ، يمكن أن تحل محل أنظمة الصواريخ البالستية العابرة للقارات. إن وجود صاروخ GLA الاستراتيجي المدى سوف يثير التساؤلات حول الحاجة إلى الحفاظ على طيران بعيد المدى ، حيث توجد قيود على سرعة وفعالية الاستخدام القتالي.
إن ظهور صاروخ مضاد للطائرات تفوق سرعته سرعة الصوت (GZR) في ترسانة أي جيش سيجبر الطيران الاستراتيجي على "الاختباء" في المطارات ، tk. أقصى مسافة يمكن من خلالها استخدام صواريخ كروز للقاذفة ، سيتم التغلب على هذه الصواريخ المحمولة جواً في غضون بضع دقائق. إن زيادة مدى ودقة وقدرة GZR على المناورة ستسمح لهم بإسقاط الصواريخ العابرة للقارات للعدو على أي ارتفاع ، وكذلك تعطيل غارة ضخمة للقاذفات الاستراتيجية قبل أن تصل إلى خطوط إطلاق صواريخ كروز. من المحتمل أن يكتشف طيار "الاستراتيجي" إطلاق نظام الدفاع الجوي الصاروخي ، لكن من غير المرجح أن يكون لديه الوقت لتحويل الطائرة عن الهزيمة.
تشير تطورات GLA ، التي يتم تنفيذها الآن بشكل مكثف في البلدان المتقدمة ، إلى أن البحث جاري عن أداة موثوقة (سلاح) يمكن أن تضمن تدمير الترسانة النووية للعدو قبل استخدام الأسلحة النووية ، كحجة أخيرة في حماية سيادة الدولة. يمكن أيضًا استخدام الأسلحة التي تفوق سرعة الصوت في المراكز الرئيسية للقوة السياسية والاقتصادية والعسكرية للدولة.
لم يتم نسيان Hypersound في روسيا ، والعمل جار لإنشاء أسلحة صاروخية تعتمد على هذه التكنولوجيا (Sarmat ICBMs و Rubezh ICBMs و X-90) ، ولكن تعتمد على نوع واحد فقط من الأسلحة ("السلاح المعجزة" ، "أسلحة الانتقام") سيكون ، على الأقل ، غير صحيح.
لا يوجد حتى الآن وضوح في إنشاء PAK DA ، حيث أن المتطلبات الأساسية لغرضها واستخدامه القتالي لا تزال غير معروفة. القاذفات الاستراتيجية الحالية ، كمكونات للثالوث النووي لروسيا ، تفقد أهميتها تدريجياً بسبب ظهور أنواع جديدة من الأسلحة ، بما في ذلك تلك التي تفوق سرعة الصوت.
إن مسار "احتواء" روسيا ، الذي أعلن أنه المهمة الرئيسية لحلف شمال الأطلسي ، قادر بشكل موضوعي على أن يؤدي إلى العدوان على بلدنا ، حيث ستشارك فيه جيوش حلف شمال الأطلسي المدربة والتسليح بالوسائل الحديثة. من حيث عدد الأفراد والأسلحة ، يتفوق الناتو على روسيا بمقدار 5-10 مرات. يجري بناء "حزام صحي" حول روسيا ، بما في ذلك القواعد العسكرية ومواقع الدفاع الصاروخي. بشكل أساسي ، توصف الأنشطة التي يقودها الناتو من الناحية العسكرية بأنها مسرح العمليات (مسرح العمليات) الإعداد العملياتي. في الوقت نفسه ، تظل الولايات المتحدة المصدر الرئيسي لإمدادات الأسلحة ، كما كانت في الحربين العالميتين الأولى والثانية.
يمكن لمهاجم استراتيجي تفوق سرعة الصوت أن يجد نفسه ، في غضون ساعة ، في أي مكان في العالم فوق أي منشأة عسكرية (قاعدة) ، يتم من خلالها توفير الموارد لمجموعات القوات ، بما في ذلك في "الحزام الصحي". ضعف ضعف الدفاع الصاروخي وأنظمة الدفاع الجوي ، يمكنه تدمير هذه الأشياء بأسلحة قوية غير نووية عالية الدقة.سيصبح وجود مثل هذا GLA في وقت السلم رادعًا إضافيًا لمؤيدي المغامرات العسكرية العالمية.
يمكن أن تصبح GLA المدنية الأساس التقني لتحقيق اختراق في تطوير الرحلات الجوية العابرة للقارات وتقنيات الفضاء. لا يزال العمل الأساسي العلمي والتقني لمشروعات Tu-2000 و M-19 و Ajax مناسبًا وقد يكون مطلوبًا.
ماذا سيكون PAK DA في المستقبل - دون سرعة الصوت مع SGKR أو فرط سرعة الصوت مع الأسلحة التقليدية المعدلة ، الأمر متروك للعملاء - وزارة الدفاع والحكومة الروسية.
"من يفوز بالحسابات الأولية قبل المعركة لديه الكثير من الفرص. من لا يربح بالحساب قبل المعركة لديه فرصة ضئيلة. من لديه فرص كثيرة يفوز. أولئك الذين لديهم فرصة ضئيلة لا يفوزون. علاوة على ذلك ، من ليس لديه أي فرصة على الإطلاق ". / صن تزو ، "فن الحرب" /
الخبير العسكري أليكسي ليونكوف
