В августе 2021 в интернете случился бум публикаций о том, что не позднее 2023 года Россия в дополнение к «Авангарду» и «Кинжалу» получит кроме «Циркона» целую серию новейших гиперзвуковых ракет: Х-95, «Змеевик», «Острота» и «Гремлин». Бурные обсуждения продолжались недолго, прерываясь редкими публикациями о неудачах американцев со своим гиперзвуком. А про российские разработки тишина.
Не потянули и забросили, как утверждают "эксперты"? Попробуем разобраться.
Гиперзвуковое оружие стало мечтой ещё в конце 70-х годов прошлого века. Уже в следующем десятилетии в СССР почти довели до ума «программу 1980-1985», как её назвали в США. Под ней имели в виду ракету Х-90 массой 1500 кг с дальностью более 2500 км. По некоторым данным она даже была испытана в конце 80-х, достигнув заявленной скорости 4-5 Махов. Перестройка с этим проектом покончила, как и с многими другими перспективными разработками советской военной науки и техники.
Разговоры о гиперзвуке возобновились к концу первого десятилетия нового века почти одновременно в США, РФ и КНР. Ещё при Буше возникла концепция сокрушительного обезоруживающего удара. Сотни гиперзвуковых "не сбиваемых" ракет за считанные минуты должны были уничтожить места базирования межконтинентальных ракет и ПВО, а затем окончательный разгром противника довершали бы стратегические бомбардировщики с обычными или ядерными бомбами.
Россию такая перспектива не устраивала, и в 2011 году началась работа над «Цирконом» - гиперзвуковой ракетой морского базирования. Выбор носителя был не случайным, поскольку разработку ракет наземного базирования дальностью свыше 500 км запрещал подписанный Горбачевым и Рейганом в 1987 году Договор о ликвидации ракет средней и меньшей дальности. 4 января 2023 года российская гиперзвуковая противокорабельная ракета 3M22 «Циркон» была поставлена на вооружение.
Тремя годами раньше, 27 декабря 2019 года, встал на боевое дежурство ракетный комплекс «Авангард» с гиперзвуковым управляемым боевым блоком, способным маневрировать на десятки километров по высоте и тысячу километров по горизонтали. С учетом возможности подлёта к территории США с незащищенного южного направления задача для американской противоракетной обороны явно невыполнимая.
Ещё двумя годами ранее, 1 декабря 2017 года к опытно-боевому дежурству приступил Х-47М2 «Кинжал», стартующий со специально модернизированного под него истребителя перехватчика МиГ-31. По сути это был усечённый «Искандер», увеличивший дальность до 2000 км за счёт сверхзвуковой скорости носителя. В перспективе «Кинжал» сможет запускаться с Су-57, кроме того, Ту-22М3М способен нести сразу 4 таких ракеты, а Ту-160 – до 8.
И «Циркон», и «Кинжал» могут быть оснащены ядерной боеголовкой, но и обычной, массой 400-500 кг, практически гарантированно доставляемой точно в цель. Факт применения «Циркона» по Киеву достоверно не подтвержден, а «Кинжалы» летают к целям часто. Сообщения об их перехвате сомнительны, достоверно известен лишь один случай. «Авангарды», к счастью, не применялись, их берегут на Судный день.
В итоге Россия стала первой страной, обладающей гиперзвуковым оружием, причём сразу тремя качественно различающимися видами. Боевой блок «Авангард» запускается межконтинентальной баллистической ракетой и своего двигателя не имеет, маневрируя рулями, «Кинжал» - твердотопливный, а «Циркон» ускоряется сначала при помощи жидкостного реактивного двигателя, работающего на децилине, а затем уже летит на тяге гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ГПВРД). По другим источникам, начальный разгон осуществляется твердотопливным реактивным двигателем (РДТТ). Секретов пока никто не открывает.
Следом за Россией гиперзвуковой державой стал Китай, позже к лидерам присоединились Иран, Индия, Северная Корея. А в марте 2024 года об испытании гиперзвукового оружия заявил и Йемен (скорее всего купивший такую ракету у Ирана). А США до сих пор остаётся гордиться лишь единичными и подчас сомнительными испытаниями. Что же такого сложного в гиперзвуке, что оказался таким крепким орешком для «державы №1».
С первого взгляда, в гиперзвуке нет ничего необычного. Скорость звука у поверхности Земли около 340 м/с, первая космическая скорость 8 км/с. Разделив одно на другое, получим, что скорость спутников около 24 Маха, гиперзвуком условно считается 5М. Выходит, что гиперзвук достигли почти семь десятилетий назад. Вот только спутники летают в космосе, то есть в безвоздушном пространстве. А задача перед конструкторами стоит совсем другая – обеспечить устойчивый и достаточно продолжительный полёт в земной атмосфере.
Переход на сверхзвук не заметить трудно. При этом возникает конус, в котором давление изменяется скачкообразно, на земле это слышно, как громкий хлопок. При скорости больше 1М угол этого конуса равен 45°, при 2М он сжимается до 30°, при 3М – примерно до 20°, а при 5М – до 11,5°, приближаясь к летательному аппарату. При этом быстро растет сопротивление воздуха, от трения об него конструкция в буквальном смысле раскаляется.
С этими проблемами столкнулись уже на МиГ-25, когда пришлось запрещать полёты на скорости больше 3 000 км/ч, иначе плавилось остекление кабины пилота, а планер получал неисправимую деформацию. Этот же предел был учтён при создании его наследника – самого быстрого в мире серийного истребителя МиГ-31.
На гиперзвуке температура кромок воздухозаборника достигает 3 000°С, а остальные части, даже с отличным обтекателем, греются до 2 000°С. Большинство материалов при такой температуре просто плавится. Жаростойкие композиты спасают, но недолго. И это ещё не все сложности. При 1 700° молекулярный кислород распадается на атомы, при 3 700°С это же происходит с азотом, который далее вступает в реакцию с атомарным кислородом с образованием окиси азота NO и ионизируется. Образующиеся ионы NO+ крайне агрессивны и губительны даже для самой стойкой керамики.
Облако плазмы, в котором происходит полёт гиперзвукового аппарата, препятствует работе систем наведения и связи. Полёт на гиперзвуке в течение продолжительного времени возможен лишь на высотах 30-40 км, а на 20 км температура быстро достигнет 10 000°С и любой материал сгорит.
Но на такой высоте воздух настолько разрежен, что сверхзвуковому прямоточному воздушно-реактивному двигателю (СПВРД) просто не хватит кислорода, поэтому рекорды высоты МиГ-25 (о которых мы ещё поговорим в будущих публикациях) были достигнуты при выключенном двигателе. В создании устойчиво работающего при таких условиях ГПВРД и заключается основная загвоздка, поставившая в тупик американцев. Каким образом это сделали создатели «Циркона», они не рассказывают никому.
Таким образом, покорение гиперзвука достигнуто благодаря современным достижениям материаловедения, технической термодинамики и других наук. Помог и советский опыт попыток покорить гиперзвук при работе над Х-90. Иранцы и индийцы добились результатов чуть выше его нижней границы в 5М, а китайцы и северокорейцы создали пока только гиперзвуковые боевые блоки для баллистических ракет, похожие на наш «Авангард».
Новый всплеск обсуждения гиперзвукового оружия наблюдается в конце июля 2024 года. 25 июля США провели «успешное» испытание своей давно рекламируемой версии ракеты Dark Eagle («Темный орел») от Lockheed Martin с воздушно-реактивным гиперзвуковым двигателем. Успех поставлен в кавычки, поскольку, по словам представителя Пентагона, в результате испытания «собраны важные данные о работе техники и программного обеспечения, которые будут способствовать дальнейшему прогрессу».
В начале июля Германия заявила о намерении разместить у себя ракеты средней дальности, в том числе и гиперзвуковые, на что Путин ответил, что у России есть достойный ответ, ведь работа в этой области не прекращалась и близка к завершению.
Так что, похоже, не забыта Х-95. Интересно было бы представить её облик и возможности.