Крылатая ракета калибр: фото, характеристики, видео

Разящий «сокол»

Помимо разработки «продвинутых» разгонных ступеней, отдельную инженерную проблему являет собой конструкция самого планера, ввиду специфичности аэродинамических процессов, протекающих в ходе гиперзвукового полета. Однако, похоже, и в этом направлении определенные успехи достигнуты.

Первое испытание

Первое в мире летное испытание ГПВРД было проведено нашими учеными и состоялось в последние дни существования СССР.
Несмотря на очевидное лидерство США в области конструирования летательных аппаратов с ГПВРД не стоит забывать, что пальма первенства в создании действующей модели двигателя этого типа принадлежит нашей стране. В 1979 году Комиссия Президиума Совета министров СССР утвердила комплексный план научно-исследовательских работ по применению криогенного топлива для авиадвигателей. Отдельное место в этом плане было отведено и созданию ГПВРД. Основную часть работ в этой области провел ЦИАМ им. Л. И. Баранова. Летающая лаборатория для испытаний ГПВРД была создана на основе зенитной ракеты 5В28 ЗРК С-200 и получила название «Холод». Вместо боевой части в ракету встраивались емкость для жидкого водорода, системы управления и сам двигатель Э-57. Первое испытание состоялось 28 ноября 1991 г на полигоне Сары-Шаган в Казахстане. В ходе испытаний максимальное время работы ГПВРД составило 77 с., была достигнута скорость 1855 м/с. В 1998 г. испытания летной лаборатории проходили по контракту c NASA.

Еще в 2003 году главный «мозговой трест» американской оборонной промышленности — агентство DARPA — в сотрудничестве с ВВС США объявил программу FALCON. Это слово, переводимое с английского как «сокол», является к тому же и аббревиатурой, расшифровывающейся как «Приложение силы при запуске из континентальной части США». Программа предусматривала разработку как разгонных ступеней, так и гиперзвукового планера в интересах Global Prompt Strike. Частью этой программы было также создание беспилотного самолета HTV-3X на гиперзвуковых прямоточных двигателях, однако финансирование впоследствии было прекращено. А вот планер, получивший обозначение Hypersonic Technology Vehicle-2 (HTV-2), был воплощен в металле и имел вид рассеченного пополам (по вертикали) конуса. В апреле 2010 и в августе 2011 года состоялись испытания планера, и оба полета принесли определенное разочарование. Во время первого пуска HTV-2 отправился в полет с помощью легкого носителя Minotaur IV с базы ВВС Ванденберг. Ему предстояло пролететь 7700 км до атолла Кваджелейн в районе Маршалловых островов в Тихом океане. Однако через девять минут связь с ним была потеряна. Сработала система автоматического прекращения полета, как полагают, в результате того, что аппарат «закувыркался». Очевидно, конструкторы на тот момент не смогли решить задачу сохранения стабильности полета при изменении положения рулящих аэродинамических поверхностей. Второй полет также прервался на девятой минуте (из 30). При этом, как сообщается, HTV-2 удалось развить вполне «баллистическую» скорость в 20 Махов. Однако уроки неудач были, по всей видимости, быстро усвоены. 17 ноября 2011 года другой аппарат под названием Advanced Hypersonic Weapon (AHW) прошел испытание успешно. AHW не был полным аналогом HTV-2 и рассчитывался на более короткую дистанцию, однако имел схожую конструкцию. Он стартовал в составе трехступенчатой разгонной системы с пусковой площадки на острове Кауаи Гавайского архипелага и достиг испытательного полигона им. Рейгана на атолле Кваджелейн.

Тяжелое дыхание

Параллельно теме гиперзвукового планера американские конструкторы ведут разработку самодвижущихся аппаратов для Global Prompt Strike или, попросту говоря, гиперзвуковых крылатых ракет. Разработанная корпорацией Boeing ракета X-51известна также под названием Waverider («оседлавший волну»). Благодаря своей конструкции аппарат использует для получения дополнительной подъемной силы энергию ударных волн, возникающих в воздухе при гиперзвуковом полете. Несмотря на то что принятие этой ракеты на вооружение планировалось как раз на 2017 год, сегодня это по‑прежнему экспериментальный аппарат, совершивший всего несколько полётов с включенным ГПВРД. 26 мая 2010 года Х-51 разогнался до 5 Махов, но двигатель проработал всего 200 секунд из 300. Второй пуск состоялся 13 июня 2011 года и закончился неудачей в результате помпажа прямоточного двигателя на гиперзвуковой скорости. Как бы то ни было, очевидно, что эксперименты с ГПВРД будут продолжаться как в Соединенных Штатах, так и в других странах, и, по‑видимому, надежные работающие технологии все-таки будут созданы в обозримом будущем.

Тяжелое дыхание

Параллельно теме гиперзвукового планера американские конструкторы ведут разработку самодвижущихся аппаратов для Global Prompt Strike или, попросту говоря, гиперзвуковых крылатых ракет. Разработанная корпорацией Boeing ракета X-51известна также под названием Waverider («оседлавший волну»). Благодаря своей конструкции аппарат использует для получения дополнительной подъемной силы энергию ударных волн, возникающих в воздухе при гиперзвуковом полете. Несмотря на то что принятие этой ракеты на вооружение планировалось как раз на 2017 год, сегодня это по‑прежнему экспериментальный аппарат, совершивший всего несколько полётов с включенным ГПВРД. 26 мая 2010 года Х-51 разогнался до 5 Махов, но двигатель проработал всего 200 секунд из 300. Второй пуск состоялся 13 июня 2011 года и закончился неудачей в результате помпажа прямоточного двигателя на гиперзвуковой скорости. Как бы то ни было, очевидно, что эксперименты с ГПВРД будут продолжаться как в Соединенных Штатах, так и в других странах, и, по‑видимому, надежные работающие технологии все-таки будут созданы в обозримом будущем.

Статья «Атмосферный удар» опубликована в журнале «Популярная механика»
(№6, Июнь 2012).

Основные этапы эволюции крылатых ракет

Идея создания беспилотного управляемого летательного аппарата, начиненного взрывчаткой, возникла почти сразу после появления первых самолетов. Практические разработки в этом направлении велись в нескольких странах, изобретатели предлагали разные варианты конструкции «летающей бомбы»: с радиоуправлением и с разными видами автопилотов. Однако долгое время дело не шло далее создания более или менее удачных прототипов.

В 1931 году в Британии была разработана радиоуправляемая воздушная мишень Queen. В начале войны беспилотники на ее основе использовались для ведения разведки. В 1939 году свой первый полет совершила советская крылатая ракета «212» с жидкостным двигателем, ее созданием руководил Сергей Королев. В 1944 году американцы применили против японских войск радиоуправляемые «самолеты-снаряды» TDR-1, но результаты атаки были признаны неудовлетворительными.

Первая серийная КР Фау-1. Такими «самолетами-снарядами» гитлеровцы обстреливали Великобританию

Наибольших успехов в этой области добилась гитлеровская Германия. Немецкие конструкторы сумели разработать Фау-1 – первую в мире КР, выпускавшуюся серийно. В конце войны немцы активно использовали их для бомбардировок Британии. Эта крылатая ракета оснащалась пульсирующим воздушно-реактивным двигателем, имела простейший автопилот с гироскопом. Управление дальностью полета осуществлялось с помощью механического счетчика с лопастным анемометром. Как только он скручивался до нуля, подавалась команда на пикирование.

После войны германские технологии попали в руки союзников. В 1947 году начались работы над созданием первой советской КР «Комета». В нашей стране в этом направлении трудились ведущие конструкторы: Челомей, Лавочкин, Микоян. В 50-е годы в Советском Союзе и США были запущены проекты межконтинентальных крылатых ракет, которые рассматривались в качестве средства доставки ядерного оружия. В 1958 году американцы приняли на вооружение КР SM-62 Snark. Ее советским аналогом была сверхзвуковая двухступенчатая «Буря», работы над которой были прекращены в 1960 году, – военные быстро поняли, что для доставки боеголовок за океан баллистические ракеты подходят куда больше.

С середины 50-х годов в Советском Союзе активно работали над крылатыми ракетами, предназначенными для поражения кораблей противника. В 1968 году на вооружение была принята ПКР «Аметист» – первая в мире ракета с возможностью подводного старта. За ней последовали «Малахит», «Гранит», «Яхонт». Примерно в это же время американцы разработали противокорабельную крылатую ракету «Гарпун», до сих пор находящуюся на вооружении.

Советская ПКР П-70 «Аметист» — первая крылатая ракета, способная стартовать из-под воды

В начале 70-х годов в США были начаты работы над проектом, который привел к созданию КР BGM-109 Tomahawk – самого известного представителя этого класса оружия. Его главной «изюминкой» стала революционная система наведения, превратившая «Томагавк» в идеальное средство для поражения важных малоразмерных целей на территории противника.

21 октября 1967 года с помощью советских ПКР П-15 «Термит», запущенных с ракетных катеров, был потоплен израильский эсминец «Эйлат». Это событие стало первым случаем реального применения ПКР и послужило толчком к дальнейшему развитию данного вида оружия, а также совершенствованию средств защиты от него. Позже «Термиты» успешно использовались во время индо-пакистанского конфликта 1971 года. С их помощью было потоплено несколько пакистанских боевых кораблей, а также уничтожен нефтяной терминал в Карачи.

Первым конфликтом, в котором крылатые ракеты массово применялись по наземным целям, стала война в Персидском заливе 1991 года. За время проведения этой операции американцы выпустили почти 300 «Томагавков». «Топор» показал себя, как эффективное и смертоносное оружие, поэтому без него уже не обходился ни один последующий конфликт с участием США. «Томагавки» активно использовались во время балканских войн середины и конца 90-х, второй иракской кампании, интервенции в Ливию, ими же «утюжат» сирийскую армию на протяжении последних двух лет.

Боевое применение

Пуски и поражение крылатыми ракетами комплексов «Калибр» и «Бастион» объектов террористов в Сирии, 15 ноября 2016 года

Крылатые ракеты семейства «Калибр» неоднократно применялись в ходе российской военной операции в Сирии, ставшей первым их боевым применением.

Реконструкция

Несмотря на секретность, примерный внешний облик двигателя представить можно. Впрочем, он не изменился с 60-х годов прошлого века, когда случилась первая волна разработки ядерных самолетов — все схемы были ясны уже тогда. Они разделяются на два принципиально различных класса — с прямым нагревом воздуха в реакторе и с косвенным, когда между воздухом и реактором есть промежуточный теплоноситель и теплообменник. Вторая схема гораздо чище, так как продукты деления не попадают в воздух, но для одноразовых беспилотных аппаратов годится и первая.

Ядерный турбореактивный двигатель

Во время первых экспериментов с ядерными самолетами NB-36 и Ту-95ЛЛ воздушный винт еще не сдал своих позиций, но сейчас был бы явным анахронизмом, ограничивающим скорость дозвуковым уровнем. Уже через пять лет все проектируемые атомолеты стали чисто реактивными. На видео в президентском послании была показана ракета наземного базирования, стартующая с помощью обычного твердотопливного ракетного двигателя, что логично: даже если наш ядерный двигатель не выбрасывает осколки деления прямо в воздух, то гамма-радиацию от работающего реактора полностью заэкранировать невозможно, слишком тяжелой получится защита. Значит, реактор надо запускать на большой высоте — хотя бы в паре километров. Тогда воздух сам будет поглощать радиацию. А если летательный аппарат уже на высоте и разогнан до сверхзвуковой скорости, правильнее строить маршевую ступень с прямоточным двигателем. Примерно так работала сконструированная под руководством С. А. Лавочкина крылатая ракета «Буря», конкурировавшая когда-то с Р-7 за право зваться защитницей наших рубежей. Тогда крылатая ракета проиграла: ПВО совершенствовалось на глазах, а ПРО существовало только на бумаге, да и в реализуемости перехвата баллистической ракеты тогда сомневались многие. Сейчас ситуация изменилась: ПВО и ПРО превратились в единый комплекс средств обнаружения и перехвата, и обмануть его можно лишь одним способом — маневрированием. Для баллистических ракет это тоже возможный способ, но очень энергозатратный, ведь ракета все свое топливо сжигает сразу после старта, и маневрирование в атмосфере возможно лишь за счет уменьшения дальности.

Ядерный прямоточный воздушно-реактивный двигатель

Вот тут-то ядерный двигатель и получил второй шанс. Конечно, у реактора есть ресурс, и, чем жестче требования к реактору, тем этот ресурс меньше. Но даже у «Бука» ресурс превышал несколько месяцев непрерывной работы, а крылатой ракете нужна максимум пара суток, чтобы обогнуть земной шар по максимально удаленному от пусковых установок противоракет маршруту. Ну и, поскольку это явно оружие Судного дня, экономические требования отступают на второй план по сравнению даже с «космическим буксиром». А значит, топливные стержни покрывать можно хоть иридием, хоть золотом.

С какой скоростью летают ракеты?

Прежде, чем ответить на этот вопрос, давайте поймем в чем ее измеряют. Ракеты летают чертовски быстро и говорить о привычных км/ч или м/сек не приходится. Скорость многих современных летательных аппаратов измеряют в Махах.

Непривычная величина измерения скорости появилась не просто так. Название “число Маха” и обозначение “М” предложил в 1929 году Якоб Аккерет. Оно выражается как отношение скорости движения потока или тела к скорости распространения звука в среде, в которой происходит движение. Если учесть, что скорость распространения звуковой волны у поверхности земли примерно равна 331 м/сек (около 1200 км/ч), не трудно догадаться, что единицу можно получить только если поделить 331 на 331. То есть, скорость один Мах (М) у поверхности земли составляет примерно 1200 км/ч. С набором высоты скорость распространения звуковой волны падает из-за уменьшения плотности воздуха.

Таким образом, один Мах у поверхности земли и на высоте 20 000 метров отличается примерно на 10 процентов. Стало быть и скорость тела, которую оно должно развить, чтобы получить число Маха, уменьшается. Упрощенно среди обывателей принято называть число Маха скоростью звука. Если такое упрощение не применяется в точных расчетах, его вполне можно допустить и считать примерно равным величине у поверхности земли.

Ракеты могут запускаться с самолета.

Такую скорость не так легко представить, но крылатые ракеты могут летать на скорости до 5 Махов (примерно 7 000 км/ч в зависимости от высоты). Баллистические ракеты и вовсе способны развивать скорость до 23 Махов. Именно такую скорость на испытаниях показал ракетный комплекс Авангард. Получается, что на высоте 20 000 метров, это будет около 25 000 км/ч.

Конечно, такая скорость достигается на заключительной стадии полета при спуске, но представить, что рукотворный объект может перемещаться с такой скоростью, все равно сложно.

Как видим, ракеты перестали быть просто бомбой, которую кидают далеко вперед. Это настоящее произведение инженерного искусства. Вот только хотелось бы, чтобы эти разработки шли в мирное русло, а не предназначались для разрушения.

Самолеты проиграли ракетам

В 1950-х годах, когда стали появляться проекты воздушного пуска, СССР и США участвовали в большой космической гонке, ревниво следя друг за другом.

В это же время в обеих сверхдержавах стали разрабатываться военно-космические программы.

В США была запущена программа военного космического самолета X-20 «Дайна-Сор», который выводился на орбиту при помощи ракеты.

Ответом на него был советский проект «Спираль», в котором уже фигурировал самолет-пусковая платформа.

Более поздняя американская программа космических шаттлов тоже изначально создавалась с возможностью воздушного запуска. Планировалось, что шаттлы будет запускать специальный самолет «Виртус», внешне похожий на «Рух». Его основой должны были служить два фюзеляжа от бомбардировщиков B-52 «Стратофортрес».

Другой вариант предусматривал самолет, созданный из двух тяжелых транспортных самолетов C5 «Гэлакси».

Во время испытаний шаттла «Энтерпрайз» были проведены его воздушные пуски. Аппарат отсоединялся во время полета от специального самолета-транспортировщика шаттлов, сделанного на основе «Боинга-747».

• Украинская «Мрия» готовится стать китайской и потеснить российские «Русланы»
• «Русланы» снова хотят строить в России. Есть ли в этом смысл?
• Boeing 737 Max 8. Что это за самолет и с чем связаны его проблемы

Советский самолет для космических запусков — Ан-225 «Мрия» (в переводе с украинского — «мечта») — был разработан в научно-производственном объединении «Молния». Предполагалось сделать его носителем в рамках проекта «Многоцелевая авиационно-космическая система» (МАКС). В это время в КБ Антонова разрабатывали сверхтяжелый транспортный самолет Ан-124 «Руслан». Однако он не мог поднять груз весом в 250 тонн и не был приспособлен для перевозки грузов на внешней подвеске.

«Мрия» была создана с применением элементов конструкций «Руслана». Предполагалось, что самолет будет запускать челнок, укрепленный на большом топливном баке. Однако в результате вес космического корабля с баком оказался слишком велик даже для «Мрии».

Image caption

Так должна была выглядеть система МАКС

«У них получалось примерно 300 тонн. Но 300 тонн — это предел для «Мрии». Она раз десять поднимет 300 тонн, и можно списывать машину», — рассказал эксперт по космонавтике, главный редактор сайта buran.ru Вадим Лукашевич.

Кроме того, «Мрии», которая несла корабль с баком сверху на фюзеляже, для запуска приходилось бы совершать сложный маневр, сначала разгоняясь со снижением, а затем выполняя «горку», в самой высокой точке которой космический аппарат должен был отсоединяться от самолета. Запускать же двигатели до отсоединения, по словам Лукашевича, было слишком опасно.

«Это значит, что на спине «Мрии» надо зажечь двигатели. И при минимальной ошибке просто хвост бы спалили», — сказал эксперт.

В результате «Мрия», которую впервые выкатили в ноябре 1988 года, использовалась для перевозки космических челноков «Буран», элементов конструкции ракеты «Энергия» и других грузов. Ни одного воздушного пуска с нее произведено не было.

Image caption

Прототип шаттла «Энтерпрайз» во время испытаний запускали в планирующий полет с самолета Boeing 747 Shuttle Carrier Aircraft

По словам Лукашевича, в СССР также разрабатывался проект сверхтяжелого самолета «Молния-1000» («Геракл»), который мог бы обеспечить воздушный запуск 300-тонного корабля, но он так и не был реализован.

В итоге получилось так, что и американские, и советские программы воздушных пусков, появившиеся в 1950-х годах, проиграли «ракетным» программам из-за того, что самолеты-носители были в то время несовершенными, сказал Би-би-си глава Института космической политики Иван Моисеев.

Image caption

Еще одна концепция North American Rockwell

«Ракета была более удобна для военных и поэтому получила развитие. Она была удобней скоростью, подготовкой к запуску, дальностью… Это была середина прошлого века, самолеты были ограничены в дальности. А потом, когда самолеты стали мощнее, они уже стали проигрывать, потому что ракеты были уже готовы, а самолеты надо было развивать», — рассказал он.

Гаагская конвенция и Первая мировая война

Отличный показатель, не так ли? Но какой путь пришлось пройти авиации, прежде чем она получила столь современное и впечатляющее по сложности вооружение? Об этом мы сегодня и расскажем.

Начнем с того, что Гаагской конвенцией 1907 года все виды авиационного оружия вообще запретили, так что самолеты летали совершенно безоружными. Еще раньше, а именно в 1899 году Гаагская конвенция ограничила и развитие автоматических пушек малого калибра. Теперь только пушки калибром выше калибр 37 мм могли стрелять разрывными снарядами. Все, что было меньше по калибру, считалось пулей и взрывчатки содержать не могло. Поэтому и 37-мм зенитные автоматические пушки Хайрама Стивенса Максима ее в своих снарядах не имели!

Началась Первая мировая война и оказалось, что кроме табельного оружия, то есть револьверов и пистолетов, летчикам не из чего друг в друга стрелять. Двухместные аэропланы, правда, тут же вооружили пулеметом, из которого мог стрелять второй пилот-наблюдатель или бомбардир, а вот как можно было бы вооружить одноместный самолет либо двухместный, чтобы он мог стрелять вперед? Пулеметы начали ставить над кабиной на крыле, а стреляли из них встав во весь рост или… дергая за шнурок, но все понимали, что это, разумеется, не выход.

Первым реальным техническим новшеством, превратившем тогдашний аэроплан в истребитель, стало изобретение пилота французского Роланда Гарро, который в том месте, где через винт проходила трасса пулеметных пуль, установил стальные пластины, от которых часть из них рикошетировала! Правда, это понизило КПД винта, часть пуль теперь «улетало в молоко», но зато самолет, по сути дела, превратился в летающий пулемет!

Затем был придуман прибор синхронизатор, который просто не давал пулемету стрелять, когда перед его стволом находился пропеллер, так что теперь на самолеты начали ставить и по два, и по три пулемета. И все они стреляли через винт!

Тогда же самолеты стали вооружать и пушками, все теми же 37-мм орудиями малого калибра. Типовым же вооружением в конце войны стали два пулемета винтовочного калибра и… все! Правда, на некоторых самолетах применялись ракеты с длинными деревянными хвостами-шестами, но, естественно, никакого управления они не имели и могли поразить цель только лишь прямым попаданием.

В 30-е годы количество пулеметов, установленных в крыльях самолета-истребителя, могло достигать 8 и даже 12, и они извергали просто ливень свинца, однако уже накануне Второй мировой стало ясно, что… так как прочность самолетов растет, одних только пуль для их поражения становится недостаточно.

Появились специальные авиационные пушки калибра 20-37-мм, которые устанавливали опять же как в крыльях, так и в фюзеляже. В этом случае они стреляли либо через винт, либо через полый внутри вал воздушного винта.

Последнее решение было наиболее удобным: куда смотрел нос самолета, туда он и стрелял. Если пушки находились на крыльях, пилот должен был иметь в виду, что их трассы сходится в одну точку на каком-то расстоянии от его самолета, и стрелять именно с этой дистанции!

Ракеты тогда уже тоже применялись, в частности советские летчики применили реактивные снаряды РСы в боях с японской авиацией на реке Халхин-Гол, но были они тоже неуправляемыми и имели дистанционный (подрывавший снаряд на расстоянии) и ударный взрыватели, чтобы снаряд либо так, либо эдак, но взорвался бы обязательно!