در طول هزاره ها ، بشر قانونی را ایجاد کرده است که بر اساس آن ، برای زنده ماندن و شکست دادن دشمن ، سلاح ها باید دقیق تر ، سریعتر و قوی تر از سلاح های دشمن باشند. سلاح های هوانوردی در شرایط مدرن این الزامات را برآورده می کنند. در حال حاضر ، در خارج از کشور ، سلاح های هدایت شونده هوایی (UASP) ، به ویژه بمب های هوایی هدایت شونده (UAB) ، که کالیبر آنها در طیف وسیعی قرار دارد - از 9 تا 13600 کیلوگرم ، به شدت در حال توسعه است: آنها مجهز به انواع جدیدی از هدایت و سیستم های کنترلی ، قطعات رزمی م ،ثر ، روش های استفاده از رزمایش در حال بهبود است. UAB لوازم جانبی ضروری مجتمع های هواپیماهای ضربتی مدرن (UAK) برای اهداف تاکتیکی و استراتژیک است. علیرغم سطح بالای کارایی مدلهای مدرن UAB ، آنها ، به عنوان بخشی از UAK ، همیشه الزامات انجام ماموریت های رزمی امیدوار کننده را برآورده نمی کنند. به عنوان یک قاعده ، UAK در نزدیکی خط مقدم عمل می کند ، در حالی که تمام کارایی از بین می رود.
جنگ های محلی دهه های اخیر و بیش از همه عملیات نظامی در عراق و افغانستان ، کارآیی ناکافی سلاح های معمولی با دقت بالا ، از جمله UAB را نشان داد. هنگام انجام یک مأموریت رزمی ، زمان زیادی از لحظه شناسایی هدف و تصمیم گیری برای حمله تا شکست آن می گذرد. به عنوان مثال ، یک بمب افکن B-2 Spirit که از یک فرودگاه در ایالات متحده بلند می شود ، باید 12 تا 15 ساعت به منطقه حمله هدف پرواز کند. بنابراین ، در شرایط مدرن ، سلاح های واکنش سریع و اقدامات دقیق در فاصله زیادی مورد نیاز است و به دهها هزار کیلومتر می رسد.
یکی از جهات تحقیق در مورد تحقق این الزامات در خارج از کشور ، ایجاد نسل جدیدی از سیستم های شوک مافوق صوت است. کار بر روی ایجاد هواپیماهای مافوق صوت (LA) (موشک) و سلاح های جنبشی با قابلیت تخریب هدف با دقت بالا در ایالات متحده ، بریتانیا ، فرانسه و آلمان انجام می شود.
مطالعه تجربیات خارجی برای ما بسیار مهم است ، زیرا در مقابل مجتمع دفاعی-صنعتی داخلی (MIC) ، همانطور که D. Rogozin در مقاله خود "روسیه به صنایع دفاعی هوشمند نیاز دارد" اشاره کرد (روزنامه "Krasnaya Zvezda" 2012. - 7 فوریه - С 3) وظیفه "بازگرداندن رهبری فناوری جهان در زمینه تولید سلاح در کوتاه ترین زمان ممکن" تعیین شد. همانطور که در مقاله V. V. پوتین "قوی بودن: تضمین امنیت ملی برای روسیه" (روزنامه "روسیه روسیا") - 2012. - شماره 5708 (35). - 20 فوریه - صص 1-3) "وظیفه دهه آینده برای اطمینان از اینکه ساختار جدید نیروهای مسلح قادر به تکیه بر فناوری کاملاً جدیدی است. تکنیکی که بیشتر "می بیند" ، دقیق تر شلیک می کند ، سریعتر از سیستم های مشابه هر دشمن احتمالی واکنش نشان می دهد."
برای دستیابی به این هدف ، لازم است وضعیت ، روندها و مسیرهای اصلی کار در خارج از کشور را بطور کامل بشناسید. البته متخصصان ما همیشه سعی کرده اند هنگام انجام تحقیق و توسعه این شرط را برآورده کنند. اما در محیط امروزی ، زمانی که "صنایع دفاعی این فرصت را ندارد که با آرامش با کسی برخورد کند ، ما باید پیشرفت کنیم ، مخترعان و تولید کنندگان برجسته شویم … پاسخ دادن به تهدیدها و چالش های امروز به تنهایی به معنای محکوم کردن خودمان است. به نقش ابدی افراد عقب افتادهما باید به هر طریق از برتری فنی ، تکنولوژیکی و سازمانی بر هر دشمن احتمالی اطمینان حاصل کنیم. "(از مقاله V. V. پوتین).
اعتقاد بر این است که اولین ایجاد هواپیماهای مافوق صوت در دهه 1930 در آلمان توسط پروفسور ایگن سنگر و مهندس ایرن برت پیشنهاد شد. پیشنهاد شد هواپیمایی به صورت افقی روی یک منجنیق موشک پرتاب شود ، تحت عملكرد موتورهای موشك با سرعت 5900 متر بر ثانیه و انجام یك پرواز بین قاره ای با برد 5-7 هزار كیلومتر در امتداد یك مسیر كشتن با سرعت بالا. محموله تا 10 تن و فرود در فاصله بیش از 20 هزار کیلومتر از نقطه شروع.
با توجه به توسعه موشک در دهه 1930 ، مهندس S. Korolev و ناظر خلبان E. Burche (S. Korolev ، E. Burche Rocket در جنگ // Tekhnika -Youth. - 1935. - شماره 5. - ص 57) -59) طرحی را برای استفاده از هواپیمای رزمی موشک-استراتوپلان پیشنهاد کرد: "برای رفتن به بمباران ، باید این واقعیت را در نظر گرفت که دقت ضربه از ارتفاعات در دهها کیلومتر و با سرعت فوق العاده استراتوپلان اندازه گیری شده است. باید ناچیز باشد اما از سوی دیگر ، بسیار ممکن است و از اهمیت بالایی برخوردار است ، نزدیک شدن به هدف در استراتوسفر خارج از دسترس سلاح های زمینی ، فرود سریع ، بمباران از ارتفاعات معمولی که دقت لازم را تأمین می کند و سپس صعود مجدد سریع به ارتفاعی دست نیافتنی"
مفهوم حمله جهانی مبتنی بر سلاح های مافوق صوت
در حال حاضر ، این ایده عملاً شروع به اجرا می کند. در ایالات متحده در اواسط دهه 1990 ، مفهوم Global Reach - Global Power تدوین شد. بر اساس آن ، ایالات متحده باید بتواند ظرف 1-2 ساعت پس از دریافت دستور ، بدون استفاده از پایگاه های نظامی خارجی با استفاده از سلاح های معمولی ، به عنوان مثال ، UAB ، به اهداف زمینی و سطحی در هر نقطه از جهان حمله کند. این را می توان با استفاده از یک سلاح مافوق صوت جدید ، متشکل از یک سکوی حامل مافوق صوت و یک هواپیمای خودران با بار جنگی ، به ویژه UAB ، انجام داد. ویژگی های اصلی چنین سلاح هایی سرعت بالا ، برد بلند ، قدرت مانور به اندازه کافی بالا ، دید کم و زیاد است. بهره وری عملیاتی.
در چارچوب برنامه در مقیاس بزرگ نیروهای مسلح آمریکا Promt Global Strike ("حمله سریع جهانی") ، که به شما اجازه می دهد با سلاح های معمولی (غیر هسته ای) اقدام جنبشی را در هر نقطه از کره زمین ظرف یک ساعت انجام دهید ، و در راستای منافع ارتش ایالات متحده انجام می شود ، نسل جدیدی از سیستم ضربات مافوق صوت در دو گزینه در حال توسعه است:
• اولین مورد ، AHW (سلاح مافوق صوت پیشرفته) ، از یک وسیله پرتاب یکبار مصرف به عنوان یک سکوی مافوق صوت استفاده می کند ، و پس از آن پرتاب به هدف هواپیمای مافوق صوت AHW (هواپیمای کشویی مافوق صوت را می توان کلاهک مانور نیز نامید) مجهز به هدایت هوایی بمب برای هدف زدن ؛
• دوم ، با نام FALCON HCV-2 ، سیستم حمله تهاجمی مافوق صوت ، از یک هواپیمای مافوق صوت برای ایجاد شرایط برای پرتاب یک هواپیمای سرنشین دار مافوق صوت CAV مستقل استفاده می کند ، که به سمت هدف پرواز می کند و با استفاده از UAB آن را نابود می کند.
اولین نسخه راه حل فنی دارای یک اشکال قابل توجه است ، این است که موشک حامل ارسال یک پرتابه مافوق صوت به نقطه پرتاب AHW می تواند با موشکی با کلاهک هسته ای اشتباه گرفته شود.
در سال 2003 ، نیروی هوایی و اداره توسعه پیشرفته (DARPA) وزارت دفاع ایالات متحده ، بر اساس پیشرفت های خود و پیشنهادات صنعت برای سیستم های پیشرفته مافوق صوت ، مفهوم جدیدی را برای یک سیستم ضربتی مافوق صوت امیدوار کننده به نام FALCON (کاربرد نیرو و راه اندازی از قاره آمریکا پرتاب از قاره ایالات متحده ") یا" شاهین ".بر اساس این مفهوم ، سیستم حمله FALCON شامل یک ناو هواپیمابر مافوق صوت قابل استفاده مجدد (به عنوان مثال ، بدون سرنشین) HCV (وسیله نقلیه کروز مافوق صوت - هواپیمایی است که در ارتفاعات 40 تا 60 کیلومتری با سرعت کروز مافوق صوت ، با رزمی پرواز می کند. بار تا 5400 کیلوگرم و برد 15-17000 کیلومتر) و یک دستگاه قابل کنترل مجدد مافوق صوت فوق العاده قابل کنترل CAV (وسیله نقلیه هوایی معمولی -هواپیماهای خودران متحد) با کیفیت آیرودینامیکی 3-5. قرار است وسایل نقلیه HCV در فرودگاه های دارای باند تا 3 کیلومتر طول باشد.
لاکهید مارتین به عنوان توسعه دهنده اصلی دستگاه ضربات فراصوت HCV و وسیله حمل CAV برای سیستم ضربه FALCON انتخاب شد. در سال 2005 ، او کار بر روی تعیین ظاهر فنی آنها و ارزیابی امکان فناوری پروژه ها را آغاز کرد. بزرگترین شرکتهای هوافضای آمریکا - بوئینگ ، نورثروپ گرومن ، اندروز اسپیس - نیز در این کار مشارکت دارند. با توجه به سطح بالای ریسک تکنولوژیکی برنامه ، مطالعات مفهومی چندین نوع نمونه آزمایشی از خودروهای تحویل و حامل های آنها با ارزیابی ویژگی های قابلیت مانور و کنترل پذیری انجام شد.
هنگامی که از حامل با سرعت مافوق صوت پرتاب می شود ، می تواند بارهای مختلف جنگی با حداکثر وزن 500 کیلوگرم را در فاصله 16000 کیلومتری به هدف برساند. این دستگاه طبق یک طرح آیرودینامیکی امیدوارکننده ساخته می شود که کیفیت آیرودینامیکی بالایی را ارائه می دهد. برای هدف گیری مجدد دستگاه در پرواز و اصابت به اهدافی که در شعاع تا 5400 کیلومتر شناسایی شده اند ، تجهیزات آن شامل تجهیزات برای تبادل داده در زمان واقعی با سیستم های مختلف شناسایی و نقاط کنترل است. شکست اهداف ثابت (بسیار دفن شده) با استفاده از وسایل تخریب کالیبر 500 کیلوگرمی با کلاهک نفوذی تضمین می شود. دقت (انحراف احتمالی دایره ای) باید حدود 3 متر با سرعت هدف تا 1200 متر بر ثانیه باشد.
هواپیمای لغزنده مافوق صوت CAV با کنترل های آیرودینامیکی دارای جرم تقریبی 900 کیلوگرم است که هواپیمای حامل آن می تواند تا 6 بار را حمل کند و دو بمب هوایی معمولی با وزن هر کدام 226 کیلوگرم را در قسمت رزمی خود حمل می کند. دقت استفاده از بمب بسیار زیاد است - 3 متر. برد CAV واقعی می تواند حدود 5000 کیلومتر باشد. در شکل 2 نمودار جداسازی ضایعات نافذ با استفاده از پوسته های بادی را نشان می دهد.
طرح استفاده رزمی از سیستم حمله مافوق صوت FALCON به شکل زیر است. پس از دریافت مأموریت ، بمب افکن مافوق صوت HCV از یک فرودگاه معمولی برخاست و با استفاده از یک پیشرانه ترکیبی (DP) به سرعتی تقریباً معادل M = 6 شتاب می گیرد. هنگامی که به این سرعت برسیم ، سیستم محرکه به حالت تغییر می یابد. از یک موتور رمجت مافوق صوت ، شتاب هواپیما را تا M = 10 و ارتفاع حداقل 40 کیلومتر. در یک لحظه معین ، هواپیمای سر خوردن مافوق صوت CAV از هواپیمای حامل جدا می شود ، که پس از اتمام مأموریت رزمی برای شکست اهداف ، به میدان هوایی یکی از پایگاه های هوایی خارج از ایالات متحده باز می گردد (در صورتی که CAV مجهز به موتور خود و سوخت مورد نیاز ، می تواند به قاره ایالات متحده بازگردد) (شکل 3).
دو نوع مسیر پرواز وجود دارد. نوع اول مشخص کننده یک مسیر مواج برای یک هواپیمای مافوق صوت است که توسط مهندس آلمانی ایگن زنگر در پروژه بمب افکن در طول جنگ جهانی دوم پیشنهاد شد. منظور از مسیر موج دار به شرح زیر است. به دلیل شتاب ، دستگاه جو را ترک کرده و موتور را خاموش می کند و در مصرف سوخت صرفه جویی می شود. سپس ، تحت تأثیر گرانش ، هواپیما به جو باز می گردد و دوباره موتور را روشن می کند (برای مدت کوتاهی ، فقط برای 20-40 ثانیه) ، که دوباره دستگاه را به فضا پرتاب می کند. چنین مسیری علاوه بر افزایش برد ، به خنک شدن ساختار بمب افکن در زمانی که در فضا است نیز کمک می کند. ارتفاع پرواز از 60 کیلومتر تجاوز نمی کند و مرحله موج حدود 400 کیلومتر است.نوع دوم خط سیر دارای یک مسیر پرواز کلاسیک مستقیم است.
تحقیقات تجربی در مورد ایجاد سلاح های مافوق صوت
مدلهای مافوق صوت HTV (خودروی تست مافوق صوت) با جرم حدود 900 کیلوگرم و طول تا 5 متر برای ارزیابی عملکرد پرواز ، قابلیت کنترل و بارهای حرارتی آنها در سرعتهای M = 10-HTV-1 ، HTV-2 ، HTV-3.
دستگاه HTV-1 با مدت پرواز کنترل شده 800 ثانیه با سرعت M = 10 به دلیل پیچیدگی تکنولوژیکی در ساخت بدنه محافظ حرارتی و راه حل های نادرست طراحی از آزمایش کنار گذاشته شد (شکل 4).
دستگاه HTV-2 بر اساس یک مدار مجتمع با لبه های تیز و تیز ساخته شده است و کیفیت 3 ، 5-4 را ارائه می دهد ، که ، همانطور که توسعه دهندگان معتقدند ، محدوده سر خوردن معینی را ارائه می دهد ، همچنین قابلیت مانور و کنترل را با استفاده از سپرهای آیرودینامیکی ارائه می دهد. برای هدف گیری با دقت لازم (شکل 5). به گفته سرویس تحقیقات کنگره آمریکا (CRS) ، دستگاه مافوق صوت FALCON HTV-2 قادر است اهداف را در بردهای حداکثر 27000 کیلومتر و سرعت تا 20 ماخ (23000 کیلومتر در ساعت) را هدف قرار دهد.
HTV-3 یک مدل مقیاس از هواپیماهای ضربه ای مافوق صوت HCV با کیفیت آیرودینامیکی 4-5 است (شکل 6). این مدل برای ارزیابی راه حل های تکنولوژیکی و طراحی ، عملکرد آیرودینامیکی و پرواز و همچنین قابلیت مانور و کنترل در جهت توسعه بیشتر هواپیماهای HCV طراحی شده است. قرار بود آزمایش های پرواز در سال 2009 انجام شود. هزینه کل کار در ساخت مدل و انجام آزمایش های پروازی 50 میلیون دلار برآورد شده است.
آزمایشات مجموعه شوک قرار بود در سالهای 2008-2009 انجام شود. با استفاده از وسایل پرتاب طرح پرواز آزمایشی هواپیمای مافوق صوت HTV-2 در شکل نشان داده شده است. 7
همانطور که مطالعات نشان داده است ، مسائل اصلی مشکل ساز برای ایجاد یک هواپیمای مافوق صوت مربوط به توسعه نیروگاه ، انتخاب سوخت و مواد ساختاری ، آیرودینامیک و دینامیک پرواز و سیستم کنترل خواهد بود.
انتخاب طرح آیرودینامیکی و طراحی هواپیما باید بر اساس شرایط اطمینان از عملکرد مشترک ورودی هوا ، نیروگاه و سایر عناصر هواپیما باشد. در سرعت های مافوق صوت ، مسائل مربوط به بررسی اثربخشی کنترل های آیرودینامیکی ، با حداقل سطوح تثبیت و کنترل سطوح ، لحظات لولا ، به ویژه هنگام نزدیک شدن به منطقه مورد نظر با سرعتی در حدود 1600 متر بر ثانیه ، در درجه اول اهمیت دارد. از استحکام ساختار و هدایت دقیق به هدف اطمینان حاصل کنید.
طبق مطالعات اولیه ، درجه حرارت در سطح وسیله نقلیه مافوق صوت به 1900 درجه سانتی گراد می رسد ، در حالی که برای عملکرد عادی تجهیزات روی کشتی ، دمای داخل محفظه نباید از 70 درجه سانتیگراد تجاوز کند. بنابراین ، بدنه دستگاه باید دارای پوسته ای مقاوم در برابر حرارت از مواد درجه حرارت بالا و حفاظت حرارتی چند لایه بر اساس مصالح ساختمانی موجود باشد.
خودروی مافوق صوت مجهز به سیستم کنترل ماهواره ای اینرسیال و در آینده ، سیستم هومینگ انتهایی به انتهای نوری- الکترونیکی یا راداری است.
برای اطمینان از پرواز مستقیم ، موتورهای رمجت امیدوار کننده ترین برای سیستم های نظامی هستند: SPVRD (موتور مافوق صوت رمجت) و موتور اسکرم جت (موتور مافوق صوت رمجت). آنها از نظر طراحی ساده هستند ، زیرا عملاً هیچ قطعه متحرک (به جز پمپ تامین سوخت) با استفاده از سوختهای معمولی هیدروکربوری ندارند.
طرح و طراحی آیرودینامیکی دستگاه CAV در چارچوب پروژه X-41 و هواپیمای حامل-تحت برنامه X-51 در حال انجام است. هدف از برنامه X-51A نشان دادن امکانات ایجاد موتور اسکرام جت ، توسعه مواد مقاوم در برابر حرارت ، ادغام بدنه و موتور و همچنین سایر فناوری های لازم برای پرواز در محدوده 4 است. 5-6 ، 5 م.به عنوان بخشی از این برنامه ، کار برای ایجاد موشک بالستیک با کلاهک معمولی ، موشک مافوق صوت X-51A Waverider و پهپاد مداری X-37B در حال انجام است.
طبق گزارش CRS ، بودجه این برنامه در سال 2011 239.9 میلیون دلار بود که 69 میلیون دلار آن برای AHW هزینه شد.
وزارت دفاع ایالات متحده آزمایش دیگری از بمب مافوق صوت کشویی جدید AHW (سلاح مافوق صوت پیشرفته) انجام داد. آزمایش مهمات در 17 نوامبر 2011 انجام شد. هدف اصلی این آزمایش آزمایش مهمات برای مانور ، کنترل پذیری و مقاومت در برابر اثرات درجه حرارت بالا بود. مشخص است که AHW با استفاده از یک موشک تقویت کننده که از پایگاه هوایی در هاوایی پرتاب شده است به بالاترین سطح جو پرتاب شده است (شکل 9). او پس از جدا كردن مهمات از موشك ، با هدف مافوق صوت پنج برابر سرعت صوت ، هدفی را در جزایر مارشال در نزدیکی كواجالین آتول ، واقع در چهار هزار كیلومتری جنوب غربی هاوایی برنامه ریزی كرد و مورد اصابت قرار داد. این پرواز کمتر از 30 دقیقه به طول انجامید.
به گفته ملیندا مورگان ، سخنگوی پنتاگون ، هدف از آزمایش مهمات جمع آوری داده ها در مورد آیرودینامیک AHW ، نحوه کارکرد و مقاومت آن در برابر درجه حرارت بالا بود.
آخرین آزمایشات HTV-2 در اواسط آگوست 2011 انجام شد و ناموفق بود (شکل 10).
به گفته کارشناسان ، تا سال 2015 می توان از نسل جدید سیستم شوک مافوق صوت شوک استفاده کرد. ارائه 16 پرتاب در روز با استفاده از یک وسیله پرتاب یکبار مصرف ضروری است. هزینه پرتاب حدود 5 میلیون دلار است.
انتظار می رود ایجاد یک سیستم اعتصاب در مقیاس کامل زودتر از 2030-2030.
ایده استفاده نظامی از هواپیمای استراتوپلن با موشک ، پیشنهاد شده توسط S. Korolev و E. Burche در دهه 1930 ، بر اساس تحقیقات انجام شده در ایالات متحده ، در پروژه های ایجاد نسل جدید سلاح های ضربه ای مافوق صوت
استفاده از UAB به عنوان بخشی از یک وسیله نقلیه خودران مافوق صوت در هنگام حمله به یک هدف ، اطمینان از هدایت دقیق در شرایط پروازهای مافوق صوت و حفاظت حرارتی تجهیزات در برابر اثرات حرارت جنبشی را می طلبد.
با نمونه کارهایی که در ایالات متحده برای ایجاد سلاح های مافوق صوت انجام شده است ، می بینیم که امکانات استفاده رزمی از UAB به پایان رسیده است و آنها نه تنها با ویژگی های تاکتیکی و فنی خود UAB تعیین می شوند ، که محدوده داده شده ، دقت و احتمال تخریب را ارائه می دهد ، اما همچنین از طریق تحویل. علاوه بر این ، اجرای این پروژه همچنین می تواند وظیفه مسالمت آمیز تحویل سریع محموله یا تجهیزات نجات در تنگنا به هر نقطه از جهان را حل کند.
مطالب ارائه شده ما را وادار می کند تا به طور جدی در مورد محتوای مسیرهای اصلی توسعه سیستم های اعتصاب داخلی تا 2020-2030 فکر کنیم. در عین حال ، لازم است بیانیه D. Rogozin (Rogozin D. کار بر روی الگوریتم دقیق // دفاع ملی. - 2012. - شماره 2. - ص 34-406) را در نظر بگیریم: "… ما باید ایده "گرفتن و سبقت" را کنار بگذاریم … و بعید است که ما به سرعت نیروها و قابلیت هایی را جمع آوری کنیم که به ما امکان می دهد با سرعت های باورنکردنی با کشورهای با تکنولوژی بالا همگام شویم. این کار نیازی به انجام ندارد. ما به چیز دیگری ، بسیار پیچیده تر نیاز داریم … لازم است دوره انجام یک مبارزه مسلحانه را با چشم انداز حداکثر 30 سال محاسبه کنیم ، تا این نقطه را تعیین کنیم ، به آن برسیم. برای درک آنچه ما نیاز داریم ، یعنی آماده سازی سلاح نه برای فردا یا حتی پس فردا ، بلکه برای یک هفته تاریخی پیش رو … من تکرار می کنم ، به آنچه در ایالات متحده ، فرانسه ، آلمان انجام می دهند فکر نکنید. فکر کنید آنها در 30 سال آینده چه چیزی خواهند داشت. و شما باید چیزی را خلق کنید که بهتر از حال حاضر باشد. آنها را دنبال نکنید ، سعی کنید بفهمید همه چیز به کجا می انجامد ، و سپس ما برنده می شویم."
یعنی لازم است بفهمیم آیا چنین کاری برای ما پیش آمده است و اگر بله ، پس چگونه آن را حل کنیم.
