Rusija je razvila strateške nuklearne snage, čija je glavna komponenta interkontinentalne balističke rakete različitih vrsta koje se koriste u stacionarnim ili pokretnim kopnenim kompleksima, kao i na podmornicama. Uz određenu sličnost na razini osnovnih ideja i rješenja, proizvodi ove klase imaju primjetne razlike. Konkretno, koriste se raketni motori različitih vrsta i klasa, koji odgovaraju jednom ili drugom zahtjevu kupca.
Sa stajališta karakteristika elektrana, sve zastarjele, relevantne i obećavajuće ICBM -ove možemo podijeliti u dvije glavne klase. Takvo oružje može biti opremljeno raketnim motorima na tekuće gorivo (LPRE) ili motorima na čvrsto gorivo (raketni motori na čvrsto gorivo). Obje klase imaju svoje prednosti, zahvaljujući kojima nalaze primjenu u raznim projektima, pa do sada nijedna nije uspjela izbaciti "konkurenta" iz svog područja. Pitanje elektrana je od velikog interesa i vrijedno je zasebnog razmatranja.
Istorija i teorija
Poznato je da su prve rakete, koje su se pojavile prije mnogo stoljeća, bile opremljene motorima na čvrsta goriva na najjednostavnije gorivo. Takva elektrana zadržala je svoju poziciju sve do prošlog stoljeća, kada su stvoreni prvi sustavi na tekuća goriva. U budućnosti se razvoj dviju klasa motora odvijao paralelno, iako su se raketni motori na tekuće gorivo ili čvrsto gorivo s vremena na vrijeme zamjenjivali kao vodeći u industriji.
Lansiranje rakete UR-100N UTTH sa tečnim motorom. Fotografija Rbase.new-factoria.ru
Prve rakete dugog dometa, čiji je razvoj doveo do pojave interkontinentalnih kompleksa, bile su opremljene tekućim motorima. Sredinom prošlog stoljeća upravo su tečni raketni motori omogućili postizanje željenih karakteristika korištenjem dostupnih materijala i tehnologija. Kasnije su stručnjaci iz vodećih zemalja počeli razvijati nove vrste balističkih i mješovitih goriva, što je rezultiralo pojavom čvrstih goriva pogodnih za upotrebu na ICBM -ima.
Do danas su rakete na tekuće i čvrsto gorivo postale raširene u strateškim nuklearnim snagama različitih zemalja. Zanimljivo je da su ruske ICBM-e opremljene elektranama obje klase, dok su Sjedinjene Američke Države prije nekoliko desetljeća napustile motore na tekuća goriva u korist onih na čvrsto gorivo. Uprkos ovoj razlici u pristupima, obje zemlje su uspjele izgraditi raketne grupe željenog izgleda sa potrebnim sposobnostima.
Na području interkontinentalnih projektila, motori na tekuće gorivo bili su prvi. Takvi proizvodi imaju niz prednosti. Tečno gorivo omogućava postizanje većeg specifičnog impulsa, a dizajn motora omogućava promjenu potiska na relativno jednostavne načine. Većina volumena rakete s motorom na tekuće gorivo zauzimaju spremnici goriva i oksidanta, što na određeni način smanjuje zahtjeve za čvrstoću trupa i pojednostavljuje njegovu proizvodnju.
Istodobno, raketni motori na tekuće gorivo i projektili opremljeni njima nisu bez nedostataka. Prije svega, takav motor odlikuje najveća složenost proizvodnje i rada, što negativno utječe na cijenu proizvoda. ICBM -ovi prvih modela imali su nedostatak u obliku složenosti priprema za lansiranje. Dopuna goriva i oksidanta izvršena je neposredno prije početka, a osim toga, u nekim slučajevima bila je povezana s nekim rizicima. Sve je to negativno utjecalo na borbene kvalitete raketnog sistema.
Rakete na tekuće gorivo R-36M u transportnim i lansirnim kontejnerima. Fotografija Rbase.new-factoria.ru
Raketni motor na čvrsto gorivo i raketa izgrađena na njegovoj osnovi imaju pozitivne aspekte i prednosti u odnosu na sistem sa tečnošću. Glavni plus su niži troškovi proizvodnje i pojednostavljeni dizajn. Također, kruta goriva nemaju rizik od agresivnog curenja goriva, a osim toga odlikuju ih mogućnost dužeg skladištenja. Tokom aktivne faze leta ICBM, motor na čvrsto gorivo pruža bolju dinamiku ubrzanja, smanjujući vjerovatnoću uspješnog presretanja.
Motor na čvrsto gorivo u svom specifičnom impulsu gubi na tečni. Budući da je sagorijevanje naboja krutog goriva gotovo nekontrolirano, za kontrolu potiska motora, zaustavljanje ili ponovno pokretanje potrebna su posebna tehnička sredstva koja su složena. Raketno tijelo na čvrsto gorivo obavlja funkcije komore za izgaranje i stoga mora imati odgovarajuću čvrstoću, što postavlja posebne zahtjeve za jedinice koje se koriste, a također negativno utječe na složenost i troškove proizvodnje.
Raketni motor, raketni motor na čvrsto gorivo i strateške nuklearne snage
Trenutno su strateške nuklearne snage Rusije naoružane s desetak ICBM -a različitih klasa, dizajniranih za rješavanje hitnih borbenih misija. Raketne snage strateških raketa (Strateške raketne snage) upravljaju s pet vrsta projektila i čekaju pojavu još dva nova kompleksa. Isti broj raketnih sistema koristi se na pomorskim podmornicama, ali fundamentalno nove rakete još nisu razvijene u interesu pomorske komponente "nuklearne trijade".
Uprkos velikoj starosti, projektili UR-100N UTTH i R-36M / M2 i dalje su u trupama. Takve ICBM-ove teške klase uključuju nekoliko faza s vlastitim motorima na tekuće gorivo. S velikom masom (više od 100 tona za UR-100N UTTKh i oko 200 tona za R-36M / M2), dvije vrste projektila nose značajnu opskrbu gorivom, što osigurava slanje teške bojeve glave na raspon od najmanje 10 hiljada km.
Opšti pogled na raketu RS-28 "Sarmat". Crtež "Državni raketni centar" / makeyev.ru
Od kraja pedesetih godina u našoj zemlji se proučava problem korištenja čvrstih goriva na perspektivnim ICBM -ima. Prvi pravi rezultati u ovoj oblasti postignuti su početkom sedamdesetih godina. Posljednjih decenija ovaj smjer dobio je novi zamah, zahvaljujući kojem se pojavila cijela porodica projektila na čvrsto gorivo, koji predstavljaju dosljedan razvoj općih ideja i rješenja zasnovanih na modernim tehnologijama.
Trenutno raketne snage strateških raketa imaju rakete RT-2PM Topol, RT-2PM2 Topol-M i RS-24 Yars. Istodobno, svim takvim raketama upravlja se i minskim i pokretnim kopnenim bacačima. Rakete tri tipa, stvorene na temelju općih ideja, građene su prema trostupanjskoj shemi i opremljene su motorima na čvrsto gorivo. Ispunivši zahtjeve kupaca, autori projekata uspjeli su minimizirati dimenzije i težinu gotovih projektila.
Rakete kompleksa RT-2PM, RT-2PM2 i RS-24 imaju dužinu ne veću od 22,5-23 m s najvećim promjerom manjim od 2 m. 1-1,5 tona. Rakete Topol opremljene su jednodijelnu bojevu glavu, dok Yars, prema poznatim podacima, nosi nekoliko odvojenih bojevih glava. Domet leta je najmanje 12 hiljada km.
Lako je vidjeti da se s osnovnim letnim karakteristikama na nivou starijih raketa na tekuće gorivo, čvrsto gorivo Topoli i Yars odlikuju manjim dimenzijama i težinom lansiranja. Međutim, uz sve to, oni nose manji teret.
Mobilni kompleks tla Topol. Fotografija Ministarstva odbrane Ruske Federacije
U budućnosti bi strateške raketne snage trebale dobiti nekoliko novih raketnih sistema. Tako projekt RS-26 Rubezh, koji je nastao kao opcija za daljnji razvoj sistema Yars, ponovno predviđa upotrebu višestepene sheme s čvrstim pogonskim gorivom u svim fazama. Ranije su postojale informacije prema kojima je namjera sistema "Rubezh" zamijeniti starije komplekse RT-2PM "Topol", što je utjecalo na glavne karakteristike njegove arhitekture. U pogledu svojih glavnih tehničkih karakteristika, "Rubezh" se ne bi trebao značajno razlikovati od "Topol", iako je moguće koristiti i drugi korisni teret.
Još jedan razvoj koji obećava je teška ICBM RS-28 Sarmat. Prema službenim podacima, ovim projektom predviđeno je stvaranje trostupanjske rakete s tekućim gorivima. Objavljeno je da će raketa Sarmat imati dužinu od oko 30 metara s lansirnom težinom većom od 100 tona, te će moći nositi "tradicionalne" posebne bojeve glave ili novi tip hipersoničnog sistema udara. Zbog upotrebe raketnih motora na tekuće gorivo sa dovoljnim karakteristikama, očekuje se postizanje maksimalnog dometa leta na nivou od 15-16 hiljada km.
Mornarica ima na raspolaganju nekoliko vrsta ICBM -a različitih karakteristika i sposobnosti. Jezgro pomorske komponente strateških nuklearnih snaga trenutno su balističke rakete podmornica porodice R-29RM: R-29RM, R-29RMU1, R-29RMU2 "Sineva" i R-29RMU2.1 "Liner". Osim toga, najnoviji projektil R-30 Bulava ušao je u naoružanje prije nekoliko godina. Koliko je poznato, sada ruska industrija razvija nekoliko projekata za modernizaciju projektila za podmornice, ali nema govora o stvaranju fundamentalno novih kompleksa.
Na području domaćih ICBM -ova za podmornice postoje trendovi koji podsjećaju na razvoj kompleksa "kopna". Stariji proizvodi R-29RM i sve mogućnosti njihove modernizacije imaju tri faze i opremljeni su s nekoliko motora na tekućine. Uz pomoć takve elektrane, raketa R-29RM može isporučiti četiri ili deset bojevih glava različite snage ukupne težine 2, 8 tone na dometu od najmanje 8300 km. Projekt modernizacije za R- 29MR2 "Sineva" predviđeno je za upotrebu novih navigacijskih i upravljačkih sistema. U zavisnosti od raspoloživog borbenog opterećenja, raketa dužine 14,8 m i mase 40,3 tone sposobna je da leti na dometu do 11,5 hiljada km.
Utovar rakete Topol-M u bacač silosa. Fotografija Ministarstva odbrane Ruske Federacije
Noviji projekt podmornice R-30 Bulava, naprotiv, predviđao je upotrebu motora na čvrsta goriva u sve tri faze. Između ostalog, ovo je omogućilo smanjenje dužine rakete na 12,1 m i smanjenje lansirne težine na 36,8 tona. U isto vrijeme proizvod nosi borbeno opterećenje težine 1, 15 tona i isporučuje ga u raspon od do 8-9 hiljada km. Ne tako davno najavljen je razvoj nove modifikacije "Bulave", različite po dimenzijama i povećanoj težini, zbog čega će biti moguće povećati borbeno opterećenje.
Trendovi razvoja
Dobro je poznato da se posljednjih decenija ruska komanda oslanjala na razvoj obećavajućih projektila na čvrsto gorivo. Rezultat toga bio je dosljedan izgled kompleksa Topol i Topol-M, a zatim i Yars i Rubezh, čije su rakete opremljene čvrstim gorivima. LRE, pak, ostaju samo na relativno starim "kopnenim" projektilima, čija se operacija već privodi kraju.
Međutim, potpuno napuštanje ICBM-a na tekuće gorivo još nije planirano. Kao zamjena za postojeće UR-100N UTTKh i R-36M / M2, stvara se novi proizvod RS-28 "Sarmat" sa sličnom elektranom. Tako će se motori na tekuća goriva u doglednoj budućnosti koristiti samo na projektilima teške klase, dok će drugi kompleksi biti opremljeni sistemima na čvrsta goriva.
Situacija s podmorskim balističkim raketama izgleda slično, ali ima nekih razlika. Značajan broj raketa na tekuće gorivo također ostaje u ovom području, ali jedini novi projekt uključuje upotrebu čvrstih goriva. Daljnji razvoj događaja može se predvidjeti proučavanjem postojećih planova vojnog odsjeka: program razvoja podmorničke flote jasno pokazuje koje rakete imaju veliku budućnost, a koje će s vremenom biti isključene.
Samohodni bacač RS-24 "Yars". Fotografija Vitalykuzmin.net
Starije rakete R-29RM i njihove posljednje izmjene namijenjene su nuklearnim podmornicama projekata 667BDR i 667BDRM, dok su R-30 razvijene za upotrebu na najnovijim nosačima raketa projekta 955. Brodovi iz porodice 667 postupno iscrpljuju svoje resurse i na kraju će biti ukinuta zbog potpune moralne i fizičke zastarjelosti. Zajedno s njima, prema tome, flota će morati napustiti projektile porodice R-29RM, koji će jednostavno ostati bez nosača.
Prve raketne podmorničke krstarice projekta 955 "Borey" već su primljene u borbenu snagu Mornarice, a osim toga nastavlja se izgradnja novih podmornica. To znači da će u dogledno vrijeme flota dobiti značajnu grupaciju nosača raketa Bulava. Servis "Borejev" trajat će nekoliko desetljeća, pa će rakete R-30 ostati u upotrebi. Moguće je stvoriti nove modifikacije takvog oružja, sposobne nadopuniti, a zatim zamijeniti ICBM -ove osnovne verzije. Na ovaj ili onaj način, proizvodi porodice R-30 na kraju će zamijeniti stare rakete R-29RM kao osnovu pomorske komponente strateških nuklearnih snaga.
Prednosti i nedostaci
Različite klase raketnih motora koji se koriste na modernim strateškim raketama imaju svoje prednosti i nedostatke. Sistemi tekućeg i čvrstog goriva nadmašuju jedni druge po nekim parametrima, ali gube u drugima. Kao rezultat toga, kupci i projektanti moraju odabrati vrstu elektrane u skladu sa svojim zahtjevima.
Uobičajeni motor na tekuće gorivo razlikuje se od raketnih motora na čvrsto gorivo većim specifičnim brzinama impulsa i drugim prednostima, što omogućuje povećanje korisnog opterećenja. Istovremeno, odgovarajuća opskrba tekućim gorivom i oksidantom dovodi do povećanja dimenzija i težine proizvoda. Tako se raketa na tekuće gorivo pokazuje kao optimalno rješenje u kontekstu raspoređivanja velikog broja bacača silosa. U praksi to znači da trenutno značajan dio lansirnih silosa zauzimaju projektili R-36M / M2 i UR-100N UTTKh, a u budućnosti će ih zamijeniti obećavajući RS-28 "Sarmat".
Rakete tipa Topol, Topol-M i Yars koriste se i sa minskim instalacijama i kao dio mobilnih sistema tla. Potonju mogućnost pruža, prije svega, mala lansirna težina projektila. Proizvod težine ne veće od 50 tona može se postaviti na posebno višeosovinsko kućište, što se ne može učiniti s postojećim ili hipotetičkim raketama na tekuće gorivo. Novi RS-26 "Rubezh" kompleks, koji se smatra zamjenom za "Topol", također se temelji na sličnim idejama.
Podmornička raketa R-29RM. Crtež "Državni raketni centar" / makeyev.ru
Karakteristična značajka raketa s čvrstim pogonskim gorivom u obliku smanjenja veličine i težine također je važna u kontekstu mornaričkog naoružanja. Podmornička raketa trebala bi biti što je moguće manja. Odnos dimenzija i letnih karakteristika projektila R-29RM i R-30 pokazuje kako se takve prednosti mogu koristiti u praksi. Dakle, za razliku od svojih prethodnika, najnovijim nuklearnim podmornicama projekta 955 nije potrebna velika nadgradnja koja pokriva gornji dio lansera.
Međutim, smanjenje težine i dimenzija ima svoju cijenu. Lakše rakete na čvrsto gorivo razlikuju se od ostalih domaćih ICBM-a po manjem borbenom opterećenju. Osim toga, specifičnost raketnih motora na čvrsto gorivo dovodi do manje savršenosti težine u usporedbi s raketama na tekuće gorivo. Međutim, po svoj prilici, takvi se problemi rješavaju stvaranjem učinkovitijih borbenih jedinica i sistema upravljanja.
***
Uprkos dugotrajnom istraživačkom i razvojnom radu, kao i mnogo kontroverzi, uslovni sukob između motora na tečno i čvrsto gorivo još nije okončan bezuslovnom pobedom jednog od "konkurenata". Naprotiv, ruska vojska i inženjeri došli su do uravnoteženog zaključka. Motori različitih vrsta koriste se u onim područjima gdje mogu pokazati najbolje rezultate. Tako laki projektili za kopnene mobilne komplekse i podmornice primaju čvrsta goriva, dok bi teške rakete sa lansiranjem silosa, sada i u budućnosti, trebale biti opremljene tekućim gorivima.
U trenutnoj situaciji, uzimajući u obzir postojeće mogućnosti i izglede, takav pristup izgleda najlogičnije i najuspješnije. U praksi vam omogućuje postizanje maksimalnih rezultata uz primjetno smanjenje utjecaja negativnih faktora. Sasvim je moguće da će takva ideologija opstati u budućnosti, uključujući i upotrebu obećavajućih tehnologija. To znači da će u bliskoj i daljoj budućnosti ruske strateške nuklearne snage moći primiti savremene interkontinentalne balističke rakete sa najvišim mogućim karakteristikama i borbenim kvalitetima koje direktno utiču na efikasnost odvraćanja i sigurnost zemlje.
