Американские экспериментальные гиперзвуковые летательные аппараты. Часть 1
Развитие противовоздушной и противоракетной обороны вынуждает конструкторов искать новые возможности преодоления данных систем. Разрабатываются различные виды нового вооружения, среди которых и гиперзвуковые летательные аппараты (ГЛА). Наибольшую работу на сегодняшний день провели американские военные специалисты. Гиперзвуковые летательные аппараты призваны поражать стационарные и мобильные цели, включая сильно защищенные или заглубленные объекты, например, подземные КП. В США существует несколько различных программ по разработке ГЛА.
Одним из направлений развития ГЛА является разработка гиперзвуковых ракет.
Основными преимуществами проектов гиперзвуковых летательных аппаратов с осесимметричным корпусом, учитывая перспективы создания на их базе боевой ракеты, является возможности использования ракетных технологий. Это значительно снижает стоимость изделий и позволяет компактно размещать изделия во внутренних объемах носителей, и использовать имеющиеся стартовые системы. Осесимметричный корпус дает возможность осуществлять пуск из внутренних отсеков самолетов и внешних пилонов, из контейнеров на подводных лодках и кораблях, при помощи систем вертикального старта.
Одной из компаний, занимающейся разработкой гиперзвуковой ракеты, является «Boeing». С 1997 года компания «Boeing» совместно с фирмой «Аэроджет» по контракту с DARPA разрабатывала проект гиперзвуковой ракеты ARRMD. По тактико-техническим требованиям пуск ракеты должен был осуществляться запускаться за пределами зоны действия ПВО, дальность до 1000 км, расчетная крейсерская скорость М=6, стартовая масса 1000 кг при массе боевой части 110 кг. Предусматривалось использование инерциальной системы наведения и спутниковая коррекция. Ракета при выходе на цель начинала круто пикировать, поэтому скорость в момент удара составляла 1200 м/с — высокая кинетическая энергия ракеты усиливает поражающее воздействие. В 2001 году программу DARPA приостановили, поскольку силовая установка не была готова. Однако результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по ARRMD в 2002 году легли в основу принятой центром ONR ВМС США и DARPA программы HyFly. В проекте участвуют NASA, центр NAW военно-морских сил и лаборатория прикладной физики APL университета Гопкинса.
Boeing HyFly является программой разработки и оценки гиперзвуковых технологий, которые в дальнейшем могут быть использованы при серийном производстве относительно недорогой гиперзвуковой ракеты, предназначенной для поражения мобильных и стационарных целей, включая заглубленные и сильно защищенные объекты. Фирме «Boeing» было выделено на НИОКР около 116 млн. долларов. Простота компоновки, конструкция и технология производства, унаследованные от ARRMD, позволяют разработчикам утверждать, что экспериментальный образец будет быстро превращена в боевую ракету нового поколения, оснащенную проникающей боевой частью и универсальным базированием.
Поскольку все ракеты одноразового применения, технические требования к ней ослаблены: допускается деградация материала, отсутствует система охлаждения конструкции, применяются исключительно композиты на керамической основе. Следует учесть и относительно небольшую стоимость ракеты и силовой установки. Конструкция состоит из 20 деталей. Особенностями концепции являются две системы воздухозаборников и столько же камер сгорания.
В рамках программы разрабатывался и испытывался двигатель DCR. На первом этапе испытаний двигатель был испытан на стендах и в аэродинамических трубах. Они окончились успешно. Однако летные испытания успехом не увенчались, во всех трех запусках двигатель не достигал заданных характеристик или попросту не запускался. Если бы эффективность и надежность двигателя DCR в летных испытаниях были подтверждены, то это существенно приблизило бы реализацию проектов гиперзвуковых управляемых ракет класса «воздух — земля». Результаты работ по программе HyFly используются в проекте HyStrike — боевой гиперзвуковой ракеты «корабль — земля» и «воздух — земля» для американских ВМС.
Еще одной подобной программой является RATTLRS ("Revolutionary Approach to Time-critical Long-Range Strike"), осуществляемая фирмой «Lockheed Martin» под руководством ONR при участии ВВС и специалистов NASA. Главные задачи программы: создание турбореактивного двигателя, способного разогнать летательный аппарат до скорости более М=3 без использования вспомогательных устройств, и создание двигателя ТВСС для гиперзвукового летательного аппарата многоразового применения. Ракета RATTLRS, оснащенная силовой установкой нового типа, рассчитана на полет со скоростью М > 4, минимум в течение 5 мин, а в дальнейшем — до 15 мин. Дальность полета составит 1000 км. Боевой летательный аппарат, превосходя крылатую ракету по скорости приблизительно в три раза, может достигать цели за 5-10 минут, следуя на высоте 21 тыс. м в крейсерском режиме. Скорость пикирование на цель должна была составлять М=4, а глубина проникновения под землю — 9-15 м. Также гиперзвуковой летательный аппарат будет способен рассеять суббоеприпасы со сверхзвуковой или дозвуковой скоростью.
Сегодня в ракетах такого класса используется двухступенчатая схема. Первая ступень дает развить скорость, которая необходима для включения второй ступени. Переход к одноступенчатой схеме позволит сократить размеры гиперзвуковой ракеты. Но существенно повышаются рабочие температуры камеры сгорания и турбины; необходимы новое системы целеуказания и БРЭО. За основу ТВСС для RATTLRS приняли опытный образец двигателя Роллс-Ройс/Аллисон YJ102R, разработанный отделением «Либерти Уокс» компании «Rolls Royce». Удельная тяга в шесть раз превосходит Pratt & Whitney J58. Это ускоритель, а не просто маршевый двигатель.
По заявлению изготовителя, новая силовая установка отличается качественным матобеспечением системы регулирования и современной аэродинамикой. В конструкции использован новейший материал LamiUoy, разработанный «Rolls Royce». В состав навигационной системы RATTLRS войдет ИНС с коррекцией траектории по информации КРНС NAVSTAR. Ракета будет оснащаться проникающей боевой частью или боевой частью, состоящей из самонаводящихся боевых элементов. «Lockheed Martin» и «Rolls Royce» получили 120-миллионный контракт на создание демонстрационного образца гиперзвуковой крылатой ракеты RATTLRS универсального базирования (масса около 900 кг). Ракета в варианте авиационного базирования должна быть совместима с F/A-18E/F, F/A-22 и F-35.
Одним из направлений развития ГЛА является разработка гиперзвуковых ракет.
Основными преимуществами проектов гиперзвуковых летательных аппаратов с осесимметричным корпусом, учитывая перспективы создания на их базе боевой ракеты, является возможности использования ракетных технологий. Это значительно снижает стоимость изделий и позволяет компактно размещать изделия во внутренних объемах носителей, и использовать имеющиеся стартовые системы. Осесимметричный корпус дает возможность осуществлять пуск из внутренних отсеков самолетов и внешних пилонов, из контейнеров на подводных лодках и кораблях, при помощи систем вертикального старта.
Одной из компаний, занимающейся разработкой гиперзвуковой ракеты, является «Boeing». С 1997 года компания «Boeing» совместно с фирмой «Аэроджет» по контракту с DARPA разрабатывала проект гиперзвуковой ракеты ARRMD. По тактико-техническим требованиям пуск ракеты должен был осуществляться запускаться за пределами зоны действия ПВО, дальность до 1000 км, расчетная крейсерская скорость М=6, стартовая масса 1000 кг при массе боевой части 110 кг. Предусматривалось использование инерциальной системы наведения и спутниковая коррекция. Ракета при выходе на цель начинала круто пикировать, поэтому скорость в момент удара составляла 1200 м/с — высокая кинетическая энергия ракеты усиливает поражающее воздействие. В 2001 году программу DARPA приостановили, поскольку силовая установка не была готова. Однако результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по ARRMD в 2002 году легли в основу принятой центром ONR ВМС США и DARPA программы HyFly. В проекте участвуют NASA, центр NAW военно-морских сил и лаборатория прикладной физики APL университета Гопкинса.
Boeing HyFly является программой разработки и оценки гиперзвуковых технологий, которые в дальнейшем могут быть использованы при серийном производстве относительно недорогой гиперзвуковой ракеты, предназначенной для поражения мобильных и стационарных целей, включая заглубленные и сильно защищенные объекты. Фирме «Boeing» было выделено на НИОКР около 116 млн. долларов. Простота компоновки, конструкция и технология производства, унаследованные от ARRMD, позволяют разработчикам утверждать, что экспериментальный образец будет быстро превращена в боевую ракету нового поколения, оснащенную проникающей боевой частью и универсальным базированием.
Поскольку все ракеты одноразового применения, технические требования к ней ослаблены: допускается деградация материала, отсутствует система охлаждения конструкции, применяются исключительно композиты на керамической основе. Следует учесть и относительно небольшую стоимость ракеты и силовой установки. Конструкция состоит из 20 деталей. Особенностями концепции являются две системы воздухозаборников и столько же камер сгорания.
В рамках программы разрабатывался и испытывался двигатель DCR. На первом этапе испытаний двигатель был испытан на стендах и в аэродинамических трубах. Они окончились успешно. Однако летные испытания успехом не увенчались, во всех трех запусках двигатель не достигал заданных характеристик или попросту не запускался. Если бы эффективность и надежность двигателя DCR в летных испытаниях были подтверждены, то это существенно приблизило бы реализацию проектов гиперзвуковых управляемых ракет класса «воздух — земля». Результаты работ по программе HyFly используются в проекте HyStrike — боевой гиперзвуковой ракеты «корабль — земля» и «воздух — земля» для американских ВМС.
Еще одной подобной программой является RATTLRS ("Revolutionary Approach to Time-critical Long-Range Strike"), осуществляемая фирмой «Lockheed Martin» под руководством ONR при участии ВВС и специалистов NASA. Главные задачи программы: создание турбореактивного двигателя, способного разогнать летательный аппарат до скорости более М=3 без использования вспомогательных устройств, и создание двигателя ТВСС для гиперзвукового летательного аппарата многоразового применения. Ракета RATTLRS, оснащенная силовой установкой нового типа, рассчитана на полет со скоростью М > 4, минимум в течение 5 мин, а в дальнейшем — до 15 мин. Дальность полета составит 1000 км. Боевой летательный аппарат, превосходя крылатую ракету по скорости приблизительно в три раза, может достигать цели за 5-10 минут, следуя на высоте 21 тыс. м в крейсерском режиме. Скорость пикирование на цель должна была составлять М=4, а глубина проникновения под землю — 9-15 м. Также гиперзвуковой летательный аппарат будет способен рассеять суббоеприпасы со сверхзвуковой или дозвуковой скоростью.
Сегодня в ракетах такого класса используется двухступенчатая схема. Первая ступень дает развить скорость, которая необходима для включения второй ступени. Переход к одноступенчатой схеме позволит сократить размеры гиперзвуковой ракеты. Но существенно повышаются рабочие температуры камеры сгорания и турбины; необходимы новое системы целеуказания и БРЭО. За основу ТВСС для RATTLRS приняли опытный образец двигателя Роллс-Ройс/Аллисон YJ102R, разработанный отделением «Либерти Уокс» компании «Rolls Royce». Удельная тяга в шесть раз превосходит Pratt & Whitney J58. Это ускоритель, а не просто маршевый двигатель.
По заявлению изготовителя, новая силовая установка отличается качественным матобеспечением системы регулирования и современной аэродинамикой. В конструкции использован новейший материал LamiUoy, разработанный «Rolls Royce». В состав навигационной системы RATTLRS войдет ИНС с коррекцией траектории по информации КРНС NAVSTAR. Ракета будет оснащаться проникающей боевой частью или боевой частью, состоящей из самонаводящихся боевых элементов. «Lockheed Martin» и «Rolls Royce» получили 120-миллионный контракт на создание демонстрационного образца гиперзвуковой крылатой ракеты RATTLRS универсального базирования (масса около 900 кг). Ракета в варианте авиационного базирования должна быть совместима с F/A-18E/F, F/A-22 и F-35.
Информация