Про гиперзвук

Прошло уже больше 7 лет, но аналогов российскому гиперзвуковому оружию в мире так и не появилось. Ни Китай, ни США, ни кто-либо другой не смогли принять на вооружение ни одной по-настоящему боеспособной гиперзвуковой системы. В США, к примеру, активные исследования в области гиперзвука идут с 1970-х, и их программы испытаний постоянно натыкаются на какие-то неразрешимые барьеры.

Провал стратегической программы США «DARPA Falcon HTV-2» стал показательным примером. Этот проект предполагал создание гиперзвукового управляемого боевого блока, аналогичного нашему российскому гиперзвуковому блоку Ю-71 («4202») и комплексу «Авангард».

HTV-2

Боевой блок попросту разрушался в вызванной серии ударных волн, либо терял ориентацию и становился небоеспособной и неуправляемой болванкой, которая в конечном итоге разрушалась.

В Китае завершили разработку гиперзвукового боевого блока «WU-14», боевой блок активно испытывался с 2014 по 2016 годы, было проведено 7 успешных испытаний и одно неудачное.

Испытание включало в себя вывод блока на орбиту и управляемый спуск в плотные слои атмосферы, при этом скорость в плотных слоях достигала 5–8 Маха.

Неудачное испытание было связано с увеличением скорости полета до 10 махов на участке управляемого выхода из атмосферы, тогда аппарат перешел в неуправляемый баллистический полет, потому скорость заведомо снизили до 5, максимум 8 махов (8 не подтверждено). В точке планирования, в заключительной своей фазе, после окончательного наведения на цель, боевой блок уже не управляется, а просто переходит в баллистический полет.

Насколько мне известно (инсайд из полуоткрытых источников), все попытки управления блоком на заключительном участке траектории приводили к его отклонению от цели на 30 и более км.

Но, тем не менее, на практике на заключительном участке траектории полета он может управляемо отклониться от своей баллистической траектории полета и совершить противоракетный маневр, чтобы уклониться от средств ПРО. Правда, в этом случае КВО составит от 30 км. Конечно, это не российский «Авангард», боевой блок которого управляется на всем участке полета при скорости 28 Маха, но, тем не менее, Китай в вопросе постановки гиперзвука на вооружение опередил США.

Хотя, конечно, если быть честным, Китай тоже не добился каких-либо значимых по сравнению с США успехов, так как боевой блок программы DARPA Falcon HTV-2 все же управляемо выходил на скорость полета, по разным оценкам, от 17 до 22 Маха, и уже разрушался вследствие полета на таких скоростях. Китайский блок выходил из строя при полете быстрее 8 Маха.

Понятное дело, Китай хоть и принял гиперзвуковой блок на вооружение в 2020 году, но сильно в урезанных характеристиках.

Китай демонстрирует на военных парадах макеты, которые лишь отдалённо напоминают реальные боевые гиперзвуковые блоки.

• Первое — это ограничение по дальности применения, где дальность пуска составляет 1600 км.

• Второе — это ограничение по скорости в 5–8 Маха.

Пример российского «Авангарда» — дальность пуска 35 тысяч км, скорость 28 Маха, и то дальность полета была искусственно ограничена Россией в соответствии с Договором по космосу.

Китай всё же такое «гиперзвуковое оружие» не устроило, а показатели российского «Авангарда» побудили начать строительство исследовательской аэродинамической трубы, в которой будут имитироваться полеты со скоростью до 25–30 Маха.

Строительство аэродинамической трубы «JF-22» началось в 2018 году и завершилось в 2023 году.

США, чтобы не отставать хотя бы от Китая, в 2015 году инициировали программу разработки аналогичной гиперзвуковой системы «LRHW», испытания которой проходили с переменным успехом с 2017 по 2023 годы.

В итоге система была преждевременно принята на вооружение в 2024 году, до завершения всех испытаний, и обладает следующими характеристиками:

Максимальная дальность полета — 3000 км, средняя скорость полета — 10 Маха.

Пусковая установка системы «LRHW»

Правда, есть нюанс, о котором американцы сами и пишут. 10 Махов — это средняя скорость, куда включен разгон боевого блока баллистической ракетой до скорости 17 Маха и отправление его в полет по настильной траектории. Блок идет к цели в неуправляемом полете, а сам гиперзвуковой блок выглядит как обычный боевой блок баллистической ракеты индивидуального наведения.

Гиперзвуковой блок системы «LRHW»

Полет представляет полет по настильной траектории, заранее определенной и заданной, изменить траекторию полета не представляется возможным, блок входит в плотные слои атмосферы на высоте 100 км со скоростью 17 Маха и идет по настильной траектории, постепенно теряя скорость.

Достигая цель, скорость блока падает до 2 Маха, и в этот момент возможна коррекция его траектории по GPS. Однако такой подход даёт преимущество в малой дальности обнаружения боевой части, чем США и оправдывают принятие таких систем на вооружение, в том числе в ВМФ США.

Из-за кривизны земной поверхности радар не может обнаружить ракету, находящуюся ниже горизонта. Расстояние до горизонта радара увеличивается с увеличением высоты антенны радара и высоты его цели.

Вообще, такой принцип реализован в межконтинентальной ракете «Булава», размещаемой на подводных лодках 4-го поколения проекта «Борей». Боевые блоки «Булавы» осуществляют маневрирование как на разгонном участке траектории, так и каждой боеголовки в отдельности, а полет идет по настильной траектории. Правда, дальность пуска «Булавы» — 9300 км, при этом «Булава» несет от 6 до 10 таких блоков, в зависимости от их мощности, боевые блоки «Булавы» входят в атмосферу на скорости 22 Маха.

• Система LRHW‏ несет один блок.

Невозможность для США и Китая осуществления полноценного маневрирования гиперзвукового блока в плотных слоях атмосферы привело к пересмотру концепции самого гиперзвукового оружия. Теперь гиперзвуком считается любая «палка», способная лететь на скорости 5 и выше махов по настильной траектории на высоте ниже 100 км.

И так сойдет! Главное, радар заметит "слишком поздно".

Как признают сами США, по-настоящему гиперзвуковая система после провала программы Falcon HTV-2 должна была стать их многострадальная крылатая ракета «AGM-183 ARRW», которую разрабатывают с 2018 года и в 2023 году закрыли программу после череды неудачных испытаний.

Что, кстати, не помешало им «предварительно» принять её на вооружение еще до завершения всех испытаний. Но потом в финансировании проекта было отказано.

ВВС США не собираются покупать гиперзвуковую AGM-183A «Оружие быстрого реагирования воздушного базирования» по окончании этапа прототипирования, сообщил законодателям в среду глава службы закупок.

Решение окончательное, в бюджете на 2025 финансовый год не будет предусмотрено финансирование закупок или дальнейших исследований и разработок «AGM-183A».

США старались получить гиперзвуковую ракету воздушно-баллистического базирования, способную развивать скорость в плотных слоях атмосферы до 7+ Маха и возможностью маневрировать на всём участке полета (1600 км).

Новые документы показали концепцию самой ракеты и эволюцию её разработки.

А вот так выглядит сам боевой блок:

Фантазии!

Реальность!

И вот тут важное открытие: оказывается, гиперзвуковой блок не обладает прямоточным гиперзвуковым двигателем, как об этом писали ранее в Википедии, а разгоняется ракетным ускорителем и летит по настильной траектории после сброса головного обтекателя.

AGM-183A на Б-52 во время испытаний.

Так как испытания ракеты проводились на тех же высотах, что летает российский «Кинжал», а именно на максимальной скорости полета в 10 Маха, «Кинжал» набирает на высоте 20 км, то логично предположить, что AGM-183A не прошла испытания, так как после сброса обтекателя не смогла стабильно лететь в плотных слоях атмосферы.

Доподлинно неизвестно, по каким причинам ракета «AGM-183A» провалила большинство‏ испытаний.

Это предположение сделано на основании того, что США начали разработку новой гиперзвуковой ракеты воздушного базирования «HACM», которая исходит из тех же программ исследования гиперзвука, что и AGM-183A.

Программа разработки стартовала в 1998 году. 

Работы по новой ракете начались в 2021 году, и она должна уже использовать ГПВРД (прямоточный двигатель со сверхзвуковым горением), который должен в теории разогнать ракету до скорости 8 Маха, а сама ракета должна иметь дальность в 2000 км и управляться на всех траекториях полета.

Якобы в марте 2022 года в США было проведено успешное испытание некоей ракеты с ГПВРД. Подробности держались в секрете, чтобы избежать эскалации напряженности с Россией на фоне СВО, и были раскрыты неназванным лицом Пентагона.

• В общем, «если бы да кабы, да во рту росли грибы, то был бы не рот, а огород».

Что точно известно, так это обширная программа испытаний Boeing X-51 Waverider, начатая в 2003 году и свернутая в 2013. В 2012 году попытка длительного полета на ГПВРД со скоростью 6 махов была прервана, когда всего через 15 секунд полета аппарат X-51A потерял управление и развалился на части, упав в Тихий океан.

• Причиной отказа была названа неисправность стабилизатора управления.

Планировалось, что эта ракета будет принята на вооружение в 2023 году. «Боинг», проведя более чем 10-летнюю программу разработки X-51 с ГПВРД, решил акцентировать своё внимание на проекте AGM-183A как более перспективном и реализуемом. Но и тут потерпел неудачу.

Единственный за всё время испытаний успешный полет был осуществлен в 2013 году, там X-51 и его ракета-носитель отделились от B-52H. Ракетоноситель разогнал блок до скорости 4,8 Маха. Затем гиперзвуковой блок с ГПВРД отделился от ракеты-носителя и запустил свой собственный двигатель, разогнавшись до 5,1 Маха, и летел в течение 210 секунд (изначально закладывалась возможность лететь 300 секунд, но топливо заканчивалось быстрее), максимальная дальность составила 700 км вместо заявленных 1300-1600 км, высота полета — 18–20 км.

• Полет проходил по заранее выверенной траектории, ракета просто летела вперед, не маневрируя.

ВВС США гиперзвуковой летно-испытательный аппарат X-51A WaveRider. 2011 год.

США активно ведут исследования гиперзвуковых систем, что отражено в их плане финансирования (нашел самые свежие данные за 2023 год):

AGM-183A - вычеркиваем.

Итак, система CPS — гиперзвуковая ракета средней дальности с планирующей боеголовкой (исходит из C-HGB). Это аналог системы LRHW.

Hypersonic Air-Launched‏ OASuW‏ (HALO)‏ — это‏ гиперзвуковая противокорабельная‏ ракета воздушного‏ базирования,‏ разрабатываемая для ВМС‏ США. Тут есть нюанс,‏ в ходе‏ испытаний‏ прототип ракеты ни разу‏ не смог достигнуть скорости в 5‏ махов.

Неизвестно, что за проблемы там возникли, но заранее было анонсировано, что максимальная скорость ракеты составит 3–4 Маха.

Будущая «гиперзвуковая» ракета HALO ВМС США на самом деле может и не быть гиперзвуковой.

Long-Range Hypersonic Weapon (LRHW) — это уже упомянутая выше система, и, как мы видим, её приняли на вооружение «заранее», не дожидаясь окончания испытаний (2027 год).

Как показывают эти проекты, в ближайшее время американцы даже не планируют создавать аналог российского «Авангарда». Многочисленные испытания, проведённые в 2015–2023 годах, продемонстрировали, что наиболее реалистичными для Пентагона будут гиперзвуковые проекты, основанные на ракетных комплексах, способных развивать скорость от 5 до 8 чисел Маха, и те — по настильной траектории.

К слову, комплекс «Авангард» был показан американским специалистам в рамках договора о РВСН в 2018 году. И вот, судя по недавно вышедшему докладу США, этот боевой блок выглядит так.

Судя по всему, это автономный летающий дрон со своими системами, двигателями, системами наведения, собственной энергетической установкой и сенсорами. И всё это работает на скорости 28 Маха.

В России уже с 2017 года на боевое дежурство поставлены «Кинжалы», которые успешно применяются на СВО, с 2019 года заступил «Авангард», с 2023 года — противокорабельная ракета «Циркон», судя по всему, с ГПВРД, развивающая скорость 9 Маха.

Вопрос, почему Россия смогла создать эти гиперзвуковые комплексы на десятилетия раньше США, притом в более передовом виде уже сегодня, чем будет у США в 2030-х годах?

И Китай тоже значительно отстаёт.

Единственный ответ на этот вопрос — это открытие новых физических принципов гиперзвукового полёта. Именно новых и ранее неизвестных. Не зная этих принципов, создать аналоги российских гиперзвуковых систем не получится ни за какие деньги.

Подтверждение этому исходит из того, что с 2018 года в России обвинили в госизмене 12 работавших в области гиперзвука ученых-физиков. Причем большинство передали на Запад не сами технологии, а исследования в области гиперзвука, публикуя их в зарубежных научных журналах.

Например, история Владислава Галкина — сотрудника Института теоретической и прикладной механики им. Христиановича Сибирского отделения РАН по делу о госизмене (ст. 275 УК РФ). Галкин в 2021 году опубликовал исследования касательно гиперзвука в иранском научном журнале.

До этого были арестованы сотрудники Института теоретической и прикладной механики (ИТПМ) Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН): директор Александр Шиплюк и главный научный сотрудник Анатолий Маслов. Они занимались исследованиями в области гиперзвуковых технологий. По информации из открытых источников, поводом для возбуждения уголовных дел стали их выступления с докладами на международных семинарах и конференциях, публикация статей в авторитетных западных научных журналах и участие в международных научных проектах.

Недавно суд вынес приговор 77-летнему физику Анатолию Маслову, обвинив его в государственной измене. Ему назначили наказание в виде 14 лет лишения свободы. Согласно версии ФСБ, в 2014 году физик передал представителям немецкой разведки информацию о секретных научных разработках. Однако сам осуждённый отрицает свою вину, а его защита считает обвинение необоснованным.

• В 2022‏ году был задержан Дмитрий Колкер, заведующий лабораторией квантовых оптических технологий Новосибирского государственного университета. Его обвиняют в передаче Китаю сведений, составляющих государственную тайну.

Всё указывает на то, что в России был совершен какой-то научный прорыв в области гиперзвука, что и позволило на десятилетия опередить США. И западный мир, да и Китай пытаются выудить секреты наших ученых «легальными» способами, через те же публикации научных исследований в мировых журналах.

Например, Анатолий Маслов — известный специалист в области динамики вязкого газа. Основное направление его научной деятельности — аэрогазодинамика. Он разработал эффективные алгоритмы и провел первые в России численные расчеты устойчивости сжимаемых течений, показал возможность полной стабилизации сверхзвукового пограничного слоя с помощью охлаждения поверхности летательного аппарата.

Такие вот гиперзвуковые дела… Очень всё похоже на Манхэттенский проект разработки ядерного оружия и шпионажа.