Falcon: бомбардировщики уходят в гиперзвук

2 февраля 2006 г.

В США начата разработка глобального гиперзвукового бомбардировщика со скоростью полета свыше 10-20 Мах, глобальной дальностью полета и бомбовой нагрузкой до 5,5 т.

В США начата исследовательская программа, ставящая конечной целью разработку гиперзвукового глобального летательного аппарата, способного оказать немедленную и разноплановую поддержку войскам США в любой точке земного шара. Фактически, речь идет о первом в мировой истории гиперзвуковом бомбардировщике многоразового использования, позволяющем решать более широкий круг задач, чем обычные баллистические ракеты.

Falcon: штурм рубежа 20 Мах

Программа Falcon Hypersonic Technology Vehicle ориентирована на разработку эффективного в эксплуатации высокоскоростного летательного аппарата с глобальной дальностью полета. Предстоит разработать подходящий для этого планер и двигательную систему, а также компактную, недорогую и быстро развертываемую стартовую систему, позволяющую аппарату достичь скоростей и высот, необходимых для перехода в гиперзвуковой режим полета. Программа осуществляется ВВС США и агентством передовых военных разработок DARPA при участии НАСА, центра космических и ракетных систем, национальных лабораторий Sandia, а также управления аэрокосмических аппаратов исследовательской лаборатории ВВС, расположенной на территории авиабазы Киртлэнд (штат Нью-Мексико), и ряда компаний - в частности, Boeing.

Реализация программы должна продемонстрировать техническую осуществимость полета со скоростями, близкими к первой космической (9-22 Мах) в диапазоне высот 30-50 км. В настоящее время ведется работа над созданием элементов конструкции аппарата, окончательная сборка которого будет осуществлена на предприятии компании Lockheed Martin в г. Вэлли-Форж, штат Пенсильвания.

25 января управление аэрокосмических аппаратов исследовательской лаборатории ВВС на авиабазе Киртлэнд выпустило первый документ по работам в рамках "гиперзвуковой" тематики. Специалисты лаборатории ведут разработку систем планера аппарата, а также защитных покрытий - давление на гиперзвуковой аппарат будет в 25 раз превышать аналогичный параметр для "шаттлов", температура достигнет 3 тыс. градусов.

Схема бомбардировщика Falcon

Внешний вид бомбардировщика Falcon

В качестве одного из возможных решений рассматривается чисто углеродное покрытие, способное переносить и высокое давление, и высокую температуру одновременно. Для защиты систем корабля от перегрева разрабатывается также многослойный и износостойкий термозащитный материал, способный многократно выдерживать рабочие режимы полета аппарата. Кроме того, в лаборатории ведутся разработки новых средств навигационного обеспечения, пригодных для гиперзвуковых аппаратов, а также систем управления.

Летные испытания

Уже в сентябре 2007 года аппарат Falcon Hypersonic Test Vehicle-1 (HTV-1) должен будет совершить первый полет, в ходе которого ему предстоит развить скорость 19 Мах с выходом за пределы земной атмосферы и входом в нее в диапазоне высот около 30-50 км над поверхностью Земли. Весь полет займет менее часа, аппарат по завершении испытаний будет затоплен в Тихом океане.

Вторые летные испытания планируется провести в 2008-2009 гг. Аппарат HTV-2 усовершенствованной конструкции будет обладать повышенной управляемостью, а также более высоким отношением риска к летным характеристикам. Скорость полета также составит 22 Маха, полет продолжительностью свыше одного часа завершится затоплением аппарата в Тихом океане.

Третий, завершающий полет аппарата HTV-3, запланированный на 2009 год, будет существенно отличаться от остальных. Во-первых, максимальная скорость полета составит 10 Мах. Во-вторых, аппарат стартует с базы Уоллоп в штате Виржиния и после завершения полета над Атлантическим океаном не погибнет. Аппарат будет спасен, что позволит протестировать свойства защитных покрытий, допускающих многократное использование. Первый многоразовый гиперзвуковой аппарат будет также обладать более высокими аэродинамическими характеристиками.

"Мы добились значительного прогресса и готовимся провести первое испытание гиперзвукового летательного аппарата в 2007 году, - заявил менеджер проекта Falcon HTV-1 Расс Парч (Russ Partch). - Это предоставит нам возможность уникально быстрого воздействия на события, произошедшие в любой точке земного шара". При этом он отметил также, что программа призвана продемонстрировать в действии возможность немедленной доставки полезной нагрузки и оказания поддержки войскам США в любом регионе. Результаты трех летных испытаний, по мнению военных ученых, окажут огромное воздействие на разработку перспективных и "гибких" боевых платформ для доставки разноплановой полезной нагрузки.

В США разработки аппаратов, призванных летать в гиперзвуковом диапазоне скоростей и в сооветствующем диапазоне высот, приобретают особый приоритет - в особенности в связи с резко обострившейся гонкой ракетно-ядерных вооружений и появлением нового класса ракет - квазибаллистических.

Вслед за экспериментальным Х-43А, поставившим новый мировой рекорд скорости, начата разработка проекта HyFly - гиперзвуковой боеголовки, топливом для которой служит обычный авиационный керосин.

Созданы аэродинамические трубы нового поколения, позволяющие при относительно малых затратах получать в лабораторных условиях гиперзвуковой ламинарный поток. Это дает возможность отработать аэродинамику перспективных аппаратов и снизить их избыточный разогрев при турбулентном обтекании, а тем самым - и их массу.

Falcon: концепция применения

Как сообщает Military.com, программа Falcon (Force Application and Launch from CONus) ставит целью обеспечение возможности нанесения удара по любой точке земного шара с установленных на территории США пусковых комплексов с задержкой, не превышающей 2 часов. В настоящее время этот параметр составляет 12 часов. Информация о самом аппарате пока что скудна - данных о его предполагаемой размерности, в частности, не приводится. Конструкция аппарата разрабатывалась в Ливерморской лаборатории.

Профиль полета HCV - смешанный. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель со сверхзвуковой камерой сгорания прямоугольного сечения (так называемый "скрамджет") выводит аппарат на высоту около 40 км и отключается, после чего тот движется по баллистической траектории с апогеем около 60 км, а затем входит в плотные слои атмосферы. Когда HCV снизится до 35 км, скрамджет включается вновь, и цикл повторяется. Аэродинамическое качество позволяет аппарату осуществлять маневрирование при нахождении в более плотных слоях атмосферы.

Благодаря подобному профилю, по мнению разработчиков, удастся существенно повысить грузоподъемность аппарата за счет меньшей потребности в топливе, а самое главное - сэкономить на термозащите. Две трети полета аппарат проводит в космическом пространстве, где накопленное при движении в более плотных слоях тепло излучается в пространство. О невидимости - по крайней мере, в ИК-диапазоне - в этом случае, очевидно, придется забыть, однако сложное маневрирование, высота и скорость делают перехват подобной цели невозможной сегодня и трудно разрешимой даже в будущем задачей.

Максимальная скорость полета составит 12 Мах, что даст возможность наносить удар на расстоянии до 9 тыс. миль (свыше 16 тыс. км) менее чем за 2 часа. Использование гиперзвуковых средств доставки вместо ракет позволит обеспечить существенно большую гибкость за счет применения широкого спектра полезной нагрузки и меньшую уязвимость для средств ПРО противника. Указывается, что он сможет доставлять 12 тыс. фунтов полезной нагрузки (около 5,5 тонн) - вероятно, крылатых ракет или так называемых CAV (Common Aero Vehicle, бездвигательных беспилотных летательных аппаратов).

Последние будут представлять собой гиперзвуковые суборбитальные планеры, являясь, фактически, уменьшенной копией HCV, предназначенной для доставки полезной нагрузки массой до 500 кг на расстояние свыше 3 тыс. миль (около 5 тыс. км). Они могут появиться в войсках уже в 2010 году и смогут, по мысли аналитиков Пентагона, обеспечить заявленную оперативность задолго до ввода в строй полноценного HCV - ожидается, что это случится не ранее 2025 г. CAV позволят доставлять к цели, например, современные высокоточные боеприпасы или крылатые ракеты.

Третьим элементом системы Falcon станут SLV - Small Launch Vehicle, малое средство выведения. SLV будут использоваться как в качестве средства вывода CAV на высоту свыше 50 км и разгона до скоростей, позволяющих аппарату перейти в режим гиперзвукового планирования, так и как недорогое (менее $5 млн.) и оперативное средство выведения полезной нагрузки массой до 550 кг.

Куда нацелен удар Falcon?

Программа Falcon была встречена американскими аналитиками с неподдельным скептицизмом. Удручает чудовищная стоимость программы и последующей эксплуатации бомбардировщика Falcon - стоимость одного полета аппарата будет составлять многие миллионы долларов. Пессимисты полагают, что аналогичные задачи существенно дешевле и проще можно решить с помощью обычных, "одноразовых" ракет.

Использование его для срочной поддержки войск в кризисных ситуациях не выдерживает критики. Большая гибкость применения, обеспечиваемая бомбардировщиком Falcon, имеет свои отрицательные стороны - решение на применение Falcon придется принимать вдалеке от поля боя; на него и на выбор поражаемых целей потребуется немало времени, к тому же, потребуется эффективное целеуказание. Аналогичную оперативность применения силы можно во многих случаях обеспечить и иными, менее затратными средствами - в частности, с помощью палубной авиации и многочисленных военных баз США, разбросанных по всему свету. В частности, огневую поддержку могут оказывать уже стоящие на вооружении армии США и активно применяемые БПЛА Predator, а в перспективе - и более тяжелые аппараты, аналогичные разведчику Global Hawk.

Правда, идея использования Falcon видится не столь нелепой, если к 2025 году США собираются вести военные действия с более соразмерным, чем Ирак или Афганистан, противником, обладающим эффективной ПВО, ракетно-ядерным вооружением и трудно достижимой для палубной авиации или базирующихся на кораблях крылатых ракет протяженной континентальной территорией. О какой стране в этом случае может идти речь, станет, очевидно, ясно в будущем.

Другие новости за 2 февраля 2006 г.

Бразилия возобновит пуски ракет

Столкновение нейтронных звезд и короткие гамма-вспышки

Метеорологи объявили причиной плохой погоды космические лучи

Начинается работа над проектом европейского марсохода ExoMars

Учёные смогут проверить многомерность Вселенной

Проблемы со связью на новом японском спутнике ALOS

Полмиллиарда долларов на новый американский военный спутник связи

NASA перевыполнит план Буша и высадиться на Луну на год раньше - в 2017-м

Falcon: бомбардировщики уходят в гиперзвук