Hypersound se pojavljuje kao sljedeći ključni parametar za oružje i nadzorne platforme, pa je vrijedno pobliže pogledati istraživanje koje na ovom području provode Sjedinjene Države, Rusija i Indija
Ministarstvo obrane SAD-a i druge vladine agencije razvijaju hipersoničnu tehnologiju za dva neposredna i jedan dugoročni cilj. Prema riječima Roberta Merciera, šefa brzih sistema u istraživačkoj laboratoriji američkih zračnih snaga (AFRL), dvije blizu mete su hipersonično oružje, za koje se očekuje da će biti tehnološki spremno početkom 1920-ih, te bespilotno osmatračko vozilo, koje će biti spremni za upotrebu krajem 1920 -ih ili početkom 30 -ih, a hipersonična vozila će uslijediti u daljoj budućnosti.
"Svemirsko istraživanje uz pomoć svemirskih letjelica sa zračno-mlaznim motorom mnogo je udaljenija mogućnost", rekao je u intervjuu. "Malo je vjerojatno da će hipersonične svemirske letjelice biti spremne prije 2050 -ih." Mercier je dodao da je cjelokupna razvojna strategija početi s malim naoružanjem, a zatim se, s razvojem tehnologije i materijala, proširiti na zračna i svemirska vozila.
Spiro Lekoudis, direktor Odsjeka za sisteme naoružanja, nabavku, tehnologiju i opskrbu u Ministarstvu obrane, potvrdio je da će hipersonično oružje vjerovatno biti prvi program nabavke koji će se pojaviti nakon razvoja ove tehnologije od strane ministarstva i njegovih partnerskih organizacija. "Avion je definitivno mnogo dugoročniji projekat od oružja", rekao je u intervjuu. Očekuje se da će američko ratno zrakoplovstvo provesti demonstraciju brzog udarnog oružja (HSSW) - zajednički razvoj s Agencijom za napredne odbrambene projekte (DARPA) - oko 2020. godine, kada će Pentagon odlučiti kako najbolje prenijeti ovu tehnologiju u razvojni program i kupovinu hipersoničnih projektila.
"Postoje dva glavna istraživačka rada koja imaju za cilj demonstriranje HSSW tehnologije", kaže Bill Gillard, dizajner planova i programa u AFRL -u. "Prvi je program planiranja taktičkog ubrzanja Lockheed Martina i Raytheona TBG (Tactical BoosWSIide), a drugi je HAWC (Hipersonični koncept oružja za disanje sa zrakom), koji vodi Boeing."
"U međuvremenu, AFRL sprovodi još jednu fundamentalnu studiju koja će upotpuniti projekte DARPA -e i američkih zračnih snaga", rekao je Gillard. Na primjer, u okviru validacije koncepta hipersoničnog koncepta aviona za višekratnu upotrebu (REACH), osim proučavanja osnovnih materijala, izvedeno je i nekoliko eksperimenata s malim i srednjim ramjet motorima. "Naš cilj je promovirati bazu podataka i razviti i demonstrirati tehnologije koje se mogu koristiti za stvaranje novih sistema." AFRL-ovo dugotrajno fundamentalno istraživanje u području poboljšanja kompozita od keramičke matrice i drugih materijala otpornih na toplinu izuzetno je važno za stvaranje perspektivnih hiperzvučnih vozila.
AFRL i druge laboratorije Pentagona intenzivno rade na dva glavna aspekta perspektivnih hiperzvučnih vozila: sposobnosti ponovne upotrebe i povećanja njihove veličine."Čak postoji trend u AFRL -u da promovira koncept višekratnih i većih hiperzvučnih sistema", rekao je Gillard. "Fokusirali smo sve ove tehnologije na projekte poput X-51, a REACH će biti još jedan."
"Demonstracija Boeingove rakete X-51A WaveRider 2013. bit će osnova za planove hipersoničnog naoružanja američkih zračnih snaga", rekao je John Leger, glavni inženjer zrakoplovnih projekata u odjelu za oružje AFRL-a. "Proučavamo iskustvo stečeno tokom razvoja projekta X-51 i koristimo ga u razvoju HSSW-a."
Paralelno s projektom hipersonične krstareće rakete X-51, razne istraživačke organizacije razvile su i veće (10x) ramjetne motore (ramjet), koji "troše" 10 puta više zraka od motora X-51. "Ovi motori su idealni za sisteme kao što su nadzor velike brzine, izviđačke i obavještajne platforme i krstareće rakete za atmosferu", rekao je Gillard. "I, na kraju, naši planovi su da idemo dalje prema broju 100, koji će omogućiti pristup svemiru pomoću sistema za disanje."
AFRL također istražuje mogućnost integriranja hipersoničnog ramjet motora s turbinskim motorom ili raketom velikih brzina kako bi se postigao dovoljan pogon za postizanje velikih Mahovih brojeva. „Istražujemo sve mogućnosti za poboljšanje efikasnosti nadzvučnih avionskih motora. Uslovi u kojima moraju letjeti nisu sasvim povoljni."
1. maja 2013. godine raketa Kh-51A WaveRider uspješno je prošla letačke testove. Eksperimentalni aparat otkopčan je iz aviona B-52H i ubrzan raketnim ubrzivačem do brzine od 4,8 Mahovih brojeva (M = 4, 8). Zatim se X-51A odvojio od papučice gasa i pokrenuo vlastiti motor, ubrzao do 5,1 Mach i letio 210 sekundi dok nije izgorjelo sve gorivo. Vazdušne snage su prikupile sve telemetrijske podatke za 370 sekundi leta. Divizija Rocketdyne kompanije Pratt & Whitney razvila je motor za WaveRider. Kasnije je ovo odjeljenje prodano Aerojetu, koji nastavlja raditi na hipersoničnim elektranama, ali ne daje nikakve detalje o ovoj temi.
Ranije, od 2003. do 2011., Lockheed Martin je radio s DARPA-om na početnom konceptu Falcon Hypersonic Technology Vehicle-2. Pojačalo za ova vozila, lansirano iz vazdušne baze Vandenberg u Kaliforniji, bila je laka raketa Minotaur IV. Prvi let HTV-2 2010. godine generirao je podatke koji su pokazali napredak u aerodinamičkim performansama, vatrostalnim materijalima, sistemima toplinske zaštite, autonomnim sigurnosnim sistemima leta i hipersoničnim sistemima navođenja leta, navigacije i upravljanja.
Dva demonstracijska lansiranja uspješno su izvedena u travnju 2010. i kolovozu 2011., no, prema izjavama DARPA -e, oba puta su vozila Falcon tijekom leta, pokušavajući doseći planiranu brzinu M = 20, izgubila kontakt s kontrolnim centrom na nekoliko minuta.
Rezultati programa X-51A sada se koriste u projektu HSSW. Sistem naoružanja i navođenja razvijaju se u dva demonstraciona programa: HAWC i TBG. DARPA je u aprilu 2014. dodijelila ugovore Raytheonu i Lockheed Martinu za nastavak razvoja programa TBG. Kompanije su dobile 20, odnosno 24 miliona dolara. U međuvremenu, Boeing razvija HAWC projekt. Ona i DARPA odbijaju dati bilo kakve detalje o ovom ugovoru.
Cilj programa TBG i HAWC je ubrzati sisteme naoružanja do brzine M = 5 i dalje ih planirati za vlastite svrhe. Takvo oružje mora biti upravljivo i izuzetno otporno na toplinu. Na kraju, ovi sistemi će moći doseći visinu od gotovo 60 km. Bojna glava, razvijena za hipersonični projektil, ima masu od 76 kg, što je približno jednako masi bombe malog promjera SDB (bomba malog promjera).
Dok je projekt X-51A uspješno pokazao integraciju zrakoplova i hipersoničnog motora, projekti TBG-a i HAWC-a fokusirat će se na napredno navođenje i upravljanje, što nije u potpunosti implementirano u projektima Falcon ili WaveRider. Podsustavi tragača (GOS) angažirani su u nekoliko laboratorija za naoružanje američkih zračnih snaga kako bi se dodatno poboljšale sposobnosti hipersoničnih sistema. U ožujku 2014. DARPA je u priopćenju navela da u okviru projekta TBG, koji bi trebao završiti pokazni let do 2020. godine, partnerske kompanije pokušavaju razviti tehnologije za taktički hipersonični klizni sistem s raketnim pojačivačem, lansiranim iz aviona -nosača.
„Program će se pozabaviti sistemskim i tehnološkim problemima potrebnim za stvaranje hipersoničnog kliznog sistema sa raketnim pojačivačem. To uključuje razvoj koncepata za aparate sa potrebnim aerodinamičkim i aerotermodinamičkim karakteristikama; upravljivost i pouzdanost u širokom rasponu radnih uslova; karakteristike sistema i podsistema neophodne za efikasnost u relevantnim radnim uslovima; konačno, pristupi smanjenju troškova i povećanju pristupačnosti eksperimentalnog sistema i budućih proizvodnih sistema”, navodi se u saopćenju. Zrakoplov za projekt TBG je bojna glava koja se odvaja od akceleratora i klizi brzinom do M = 10 ili više.
U međuvremenu, u sklopu programa HAWC, nakon projekta X -51A, hipersonična krstareća raketa s ramjetnim motorom bit će demonstrirana pri manjim brzinama - približno M = 5 i većim. "HAWC -ova tehnologija mogla bi se proširiti na obećavajuće hipersonične platforme za višekratnu upotrebu koje se mogu koristiti kao izviđačka vozila ili pristup svemiru", navodi se u saopćenju DARPA -e. Ni DARPA ni Boeing -ov izvođač nisu otkrili sve detalje svog zajedničkog programa.
Dok su primarni hipersonični ciljevi Ministarstva odbrane oružani sistemi i izviđačke platforme, DARPA je 2013. započela novi program za razvoj hiperzvučnog pojačala bez posade za višekratnu upotrebu za lansiranje malih satelita težine 1.360-2270 kg u nisku orbitu, koji će istovremeno služiti i kao ispitna laboratorija za hiperzvučna vozila. U srpnju 2015. Ured je Boeingu i njegovom partneru Blue Originu dodijelio ugovor od 6,6 milijuna dolara za nastavak radova na eksperimentalnom svemirskom avionu XS-1, navodi se u saopćenju Kongresa. U avgustu 2014. Northrop Grumman je najavio da također radi sa Scaled Composites i Virgin Galactic na tehničkom dizajnu i planu leta za program XS-1. Kompanija je dobila 13-mjesečni ugovor vrijedan 3,9 miliona dolara.
Očekuje se da će XS-1 imati lansirno pojačalo za višekratnu upotrebu, koje će, u kombinaciji s jednokratnom potisnom fazom, omogućiti pristupačnu isporuku vozila klase 1360 kg LEO-u. Osim jeftinog lansiranja, procijenjenog na jednu desetinu cijene trenutnog lansiranja teške rakete, XS-1 će vjerovatno služiti i kao ispitna laboratorija za nova hipersonična vozila.
DARPA bi htjela na kraju lansirati XS-1 svaki dan za manje od 5 miliona dolara po letu. Uprava želi nabaviti uređaj koji može doseći brzine veće od 10 Mahovih brojeva. Traženi principi rada "poput aviona" uključuju horizontalna slijetanja na standardne piste, osim toga, lansiranje mora biti iz lansera za podizanje, plus mora postojati minimalna infrastruktura i kopneno osoblje i visok nivo autonomije. Prvi probni orbitalni let zakazan je za 2018.
Nakon nekoliko neuspješnih pokušaja NASA-e, početkom 1980-ih, da razvije sistem poput XS-1, vojni istraživači sada vjeruju da je tehnologija dovoljno sazrela zbog napretka u laganim i jeftinim kompozitima i poboljšane toplinske zaštite.
XS-1 je jedan od nekoliko projekata Pentagona čiji je cilj smanjenje troškova lansiranja satelita. S smanjenjem američkog budžeta za odbranu i jačanjem sposobnosti drugih država, rutinski pristup svemiru postaje sve veći prioritet nacionalne sigurnosti. Korištenje teških raketa za lansiranje satelita skupo je i zahtijeva razrađenu strategiju s nekoliko mogućnosti. Ova tradicionalna lansiranja mogu koštati stotine miliona dolara i zahtijevati održavanje skupe infrastrukture. Budući da američko zrakoplovstvo inzistira na tome da zakonodavci donesu dekret o obustavi upotrebe ruskih raketnih motora RD-180 za lansiranje američkih satelita, DARPA-ina hipersonična istraživanja pomoći će značajno skratiti put kojim će se morati prijeći, oslanjajući se samo na vlastite snage i znači.
Rusija: nadoknađivanje izgubljenog vremena
Krajem postojanja Sovjetskog Saveza, biro za konstrukciju mašina MKB "Raduga" iz Dubne dizajnirao je GELA (hipersonični eksperimentalni avion), koji je trebao postati prototip strateške lansirne rakete X-90 ("Proizvod 40 ") s ramjetnim motorom" Proizvod 58 ", koji je razvio TMKB (Turaevskoe konstrukcijski biro za mašinogradnju)" Soyuz ". Raketa je trebala biti sposobna ubrzati do brzine od 4,5 Mahova broja i imati domet od 3000 km. Skup standardnog naoružanja moderniziranog strateškog bombardera Tu-160M trebao je uključivati dvije rakete X-90. Radovi na nadzvučnoj krstarećoj raketi Kh-90 prekinuti su 1992. godine u laboratorijskoj fazi, a sam aparat GELA prikazan je 1995. na izložbi zrakoplova MAKS.
Najopsežnije informacije o trenutnim programima hipersoničnih lansiranja vazduha iznio je bivši komandant Generalštaba ruskih vazdušnih snaga Aleksandar Zelin u predavanju koje je održao na konferenciji proizvođača aviona u Moskvi u aprilu 2013. godine. Prema Zelinu, Rusija provodi dvostepeni program za razvoj hipersonične rakete. Prva faza predviđa razvoj podstrateške rakete za lansiranje vazduha do 2020. godine dometa 1.500 km i brzine približno M = 6. Dalje, u narednoj deceniji, trebalo bi da se razvije raketa brzine 12 Mahovih brojeva, sposobna da dosegne bilo koju tačku na svetu.
Najvjerojatnije je projektil Mach 6 koji spominje Zelin proizvod 75, također označen kao GZUR (HyperSonic navođena raketa), koji je trenutno u fazi tehničkog projektiranja u Tactical Missiles Corporation. "Proizvod 75", po svemu sudeći, ima dužinu od 6 metara (maksimalnu veličinu koju može ponijeti bombaški prostor Tu-95MS; može stati i u odjeljak za naoružanje bombardera Tu-22M) i teži oko 1500 kg. Trebalo bi ga pokrenuti proizvodom 70 ramjet motora razvijenog od strane Soyuz TMKB. Njegov aktivni radar za traženje radara Gran-75 trenutno razvija Detaljni UPKB u Kamensk-Uralskom, dok glavu za pasivno usmjeravanje širokopojasnog pristupa proizvodi Centralni dizajnerski biro Omsk.
Rusija je 2012. godine započela letačka ispitivanja eksperimentalnog hipersoničnog vozila pričvršćenog za ovjes Tusomovog nadzvučnog bombardera-bombardera dugog dometa (NATO oznaka "Backfire"). Ne ranije od 2013, ovaj uređaj je napravio prvi besplatni let. Hiperzvučni uređaj ugrađen je u nosni dio rakete X-22 (AS-4 "Kuhinja"), koja se koristi kao pojačivač lansiranja. Ova kombinacija je duga 12 metara i teška je oko 6 tona; hipersonična komponenta duga je oko 5 metara. U 2012. godini tvornica strojeva u Dubni dovršila je izgradnju četiri protubrodske rakete s lancem X-22 (bez tražilaca i bojevih glava) koje će se koristiti za ispitivanja hipersoničnih vozila. Raketa se lansira s pod-krilnog ovjesa Tu-22MZ brzinama do 1, 7 Mach i nadmorskim visinama do 14 km i ubrzava ispitno vozilo na 6, 3 Mach i visinu od 21 km prije lansiranja testne komponente, koja se očigledno razvija brzinom od 8 Mahovih brojeva.
Očekivalo se da će Rusija učestvovati u sličnim letnim testovima francuskog hipersoničnog vozila MBDA LEA lansiranog sa Backfire -a. Međutim, prema dostupnim podacima, testna hipersonična komponenta je iskonski ruski projekt.
U oktobru-novembru 2012. godine, Rusija i Indija potpisale su preliminarni sporazum o radu na hiperzvučnoj raketi BrahMos-II. Shema suradnje uključuje NPO Mashinostroeniya (raketa), TMKB Soyuz (motor), TsAGI (istraživanje aerodinamike) i TsIAM (razvoj motora).
Indija: novi igrač na terenu
Nakon dogovora o zajedničkom razvoju s Rusijom, indijski raketni program BrahMos pokrenut je 1998. Prema sporazumu, glavni partneri bili su ruska NPO Mašinostrojenje i Indijska organizacija za istraživanje i razvoj odbrane (DRDO).
Njegova prva verzija je dvostupanjska nadzvučna krstareća raketa s radarskim navođenjem. Stroj na čvrsto gorivo prve faze ubrzava raketu do nadzvučnih brzina, dok tečni pogon druge faze ubrzava raketu na brzinu M = 2. 8. BrahMos je, u stvari, indijska verzija Ruska raketa Yakhont.
Dok je raketa BrahMos već isporučena indijskoj vojsci, mornarici i avijaciji, odluka da se već razvijenim partnerstvom započne razvoj hipersonične verzije rakete BrahMos-II donesena je 2009.
U skladu sa tehničkim dizajnom, BrahMos-ll (Kalam) će letjeti brzinama većim od 6 Mach i imati veću preciznost u odnosu na varijantu BrahMos-A. Domet rakete će biti maksimalni 290 km, što je ograničeno režimom kontrole raketne tehnologije koji je potpisala Rusija (ograničava razvoj raketa s dometom većim od 300 km za partnersku zemlju). Kako bi se povećala brzina u raketi BrahMos-2, upotrijebit će se hipersonični ramjetni motor, a prema brojnim izvorima ruska industrija razvija posebno gorivo za nju.
Za projekt BrahMos-II donesena je ključna odluka o održavanju fizičkih parametara prethodne verzije kako bi nova raketa mogla koristiti već razvijene lansere i drugu infrastrukturu.
Cilj postavljen za novu varijantu uključuje utvrđene ciljeve poput podzemnih skloništa i skladišta oružja.
Umjereni model rakete BrahMos-II prikazan je na Aero India 2013, a testiranje prototipa bi trebalo početi 2017. godine. (Na nedavno održanoj izložbi Aero India 2017 predstavljen je lovac Su-30MKI sa raketom Brahmos na podupiraču). 2015. godine, u jednom intervjuu, izvršni direktor kompanije Brahmos Aerospace, Kumar Mishra, rekao je da tačnu konfiguraciju još treba odobriti i da se punopravni prototip očekuje najranije 2022. godine.
Jedan od glavnih izazova je pronalaženje dizajnerskih rješenja za BrahMos-II koja bi omogućila raketi da izdrži ekstremne temperature i opterećenja hipersoničnog leta. Među najtežim problemima je i potraga za najprikladnijim materijalima za izradu ove rakete.
Procjenjuje se da je DRDO uložio približno 250 miliona dolara u razvoj hipersonične rakete; trenutno su ispitivanja hipersoničnog VRM -a provedena u laboratoriji modernih sistema u Hyderabadu, gdje je, prema izvještajima, brzina M = 5, 26 postignuta u aerotunelu. ulogu u simulaciji brzine potrebne za ispitivanje različitih konstrukcijskih elemenata rakete.
Jasno je da će se hipersonična raketa isporučivati samo Indiji i Rusiji i neće biti dostupna za prodaju trećim zemljama.
Postoji vođa
Kao najmoćnija vojna i ekonomska sila na svijetu, Sjedinjene Države pokreću hipersonične razvojne trendove, ali zemlje poput Rusije i Indije to koče.
Godine 2014, Vrhovna komanda američkih zračnih snaga objavila je da će hipersonične sposobnosti doći na prvo mjesto u prvih pet razvojnih prioriteta za narednu deceniju. Hiperzvučno oružje bit će teško presresti i pružit će mogućnost izvođenja dalekometnih udara brže nego što to dopušta trenutna raketna tehnologija.
Osim toga, neki ovu tehnologiju vide kao nasljednika tehnologije stele, jer će oružje koje se kreće velikom brzinom i na velikoj nadmorskoj visini imati bolju sposobnost preživljavanja od sporih niskoletećih sistema, što znači da će moći gađati mete u osporavanom ograničenom pristupu svemir. Zbog napretka na polju tehnologija PVO i njihovog brzog širenja, od vitalnog je značaja pronaći nove načine prodiranja u "neprijateljske kordone".
U tu svrhu, američki zakonodavci prisiljavaju Pentagon da ubrza napredak hipersonične tehnologije. Mnogi od njih ističu razvoj u Kini, Rusiji, pa čak i Indiji kao opravdanje za agresivnije napore SAD -a u tom smjeru. Predstavnički dom u svojoj verziji prijedloga zakona o troškovima odbrane rekao je da su "svjesni brzo razvijajuće prijetnje koju predstavlja razvoj hipersoničnog oružja u taboru potencijalnih protivnika".
Tamo spominju "nekoliko nedavnih testova hipersoničnog oružja provedenih u Kini, kao i razvoj u ovoj oblasti u Rusiji i Indiji" i pozivaju "da se energično krene naprijed". "Vijeće vjeruje da bi brzo rastuće sposobnosti mogle predstavljati prijetnju nacionalnoj sigurnosti i našim aktivnim snagama", kaže se u zakonu. Konkretno, također se navodi da bi Pentagon trebao koristiti "tehnologiju zaostalu sa prethodnih hipersoničnih testova" za nastavak razvoja ove tehnologije.
Zvaničnici američkih zračnih snaga predviđaju da bi hipersonični avioni za višekratnu upotrebu mogli ući u službu do 1940 -ih, a stručnjaci iz vojnih istraživačkih laboratorija potvrđuju ove procjene. Izlazak s konkurentnim rješenjem ispred potencijalnih protivnika doveo bi Sjedinjene Države u povoljan položaj, posebno na Pacifiku, gdje prevladavaju velike udaljenosti i preferiraju se velike brzine na velikim nadmorskim visinama.
Budući da se tehnologija, koja bi trebala "sazrijeti" u bliskoj budućnosti, može primijeniti u razvoju naoružanja i izviđačkih aviona, postavlja se veliko pitanje - u kojem će smjeru Pentagon krenuti prvi. I projekti Pentagona, projekat "aviona arsenal" koji je započeo ministar odbrane Carter u februaru 2016. godine, i novi udarni bombarder dugog dometa (LRS-B) / B-21, platforme su koje mogu nositi korisno hiperzvučno opterećenje, bilo da biti oružje ili oprema za izviđanje i nadzor.
Za ostatak svijeta, uključujući Rusiju i Indiju, put naprijed je manje jasan kada su u pitanju dugi razvojni ciklusi i buduće primjene hipersonične tehnologije i hiperzvučnih platformi.