유도 형 폭탄을 이용한 차세대 극 초음속 충격 시스템
천년에 걸쳐, 인류는 생존하고 적을 물리 칠 수있는 규칙을 개발했습니다. оружие 적보다 정확하고 빠르며 강력해야합니다. 현대적인 조건에서 이러한 요구 사항을 충족 항공 무기. 현재 해외 유도 항공기 무기 (UAP), 특히 유도 항공기 폭탄 (UAB)은 9-13600 kg의 광범위한 범위에 집중적으로 개발되고 있습니다. 새로운 유형의 유도 및 제어 시스템, 효과적인 전투가 장착되어 있습니다. 부품, 전투 사용 방법이 개선되고 있습니다. UAB는 전술적이고 전략적인 목적을 위해 현대식 파업 항공 시스템 (UAK)의 필수 액세서리입니다. UAK의 일부인 현대 UAB 프로토 타입의 높은 수준의 효율성에도 불구하고 유망한 전투 임무를 수행하기위한 요구 사항을 항상 충족하지는 않습니다. 일반적으로 UAK는 최전선 근처에서 작동하지만 모든 효율성은 손실됩니다.
지난 수십 년 간의 지역 전쟁, 특히 이라크와 아프가니스탄에서의 군사 작전은 UAB를 포함한 기존의 고정밀 무기의 부적절 함을 드러냈다. 전투 임무를 수행 할 때 표적이 탐지 된 순간부터 너무 많은 시간이 지나고 공격 결정은 패배 할 때까지 걸립니다. 예를 들어, 미국의 비행장에서 이륙하는 B-2 Spirit 폭격기는 표적 구역이 공격되기 전에 12-15 시간을 비행해야합니다. 따라서 현대의 상황에서 수천 킬로미터에 이르는 장거리에서 신속한 대응 무기와 고정밀 작업을 수행 할 필요가 있습니다.
해외에서 이러한 요구 사항을 충족시키기위한 연구 분야 중 하나는 차세대 극 초음속 충격 시스템의 개발입니다. 미국, 영국, 프랑스 및 독일에서 표적을 정확하게 표적 할 수있는 극 초음속 항공기 (LA) (미사일) 및 운동 무기 생성 작업이 수행됩니다.
외국 경험을 연구하는 것은 우리에게 매우 중요합니다. 왜냐하면 D. Rogozin이 "러시아는 현명한 방어가 필요합니다"(신문 "Krasnaya Zvezda"2012 - February 7.)에서 지적한 바와 같이 국내 방위 산업 단지 (DIC) 3)은 "무기 생산 분야에서 세계 기술 리더십을 회복 할 수있는 최단 시간 내에"임무를 부여했습니다. V.V. 푸틴 대통령은 "러시아에 대한 국가 안보 보장"(로시 스카 야 가제 타 신문 - 2012 - No. 5708 (35) - February 20 - C. 1-3) "앞으로 10 년간의 과제는 무장 세력은 근본적으로 새로운 기술에 의존 할 수 있습니다. "더 많이 보게되는"기술로 더 정확하게 쏘고 잠재적 인 적의 비슷한 시스템보다 더 빨리 반응합니다. "
이를 달성하기 위해서는 해외에서의 주, 동향 및 주요 분야를 철저히 알아야합니다. 물론, 우리 전문가들은 항상이 조건을 충족시키기 위해 R & D 노력을 수행했습니다. 그러나 오늘날의 상황에서 "방위 산업 단지가 침착하게 누군가를 따라 잡을 수있는 기회를 갖지 못하면 돌파구를 만들어 발명가와 생산자가되어야합니다 ... 오늘날의 위협과 도전에 대응하는 것은 후발 기업의 영원한 역할에 자신을 비난하는 것을 의미합니다. 잠재적 인 적을 능가하는 기술적, 기술적, 조직적 우위를 확보해야합니다. "(푸틴 대통령의 기사에서)
Eigen Zenger 교수와 Irena Bredt 교수에 의해 독일에서 1930-s에서 극 초음속 항공기의 제작이 처음 제안 된 것으로 믿어지고 있습니다. 약 5900 m / s의 속도로 가속하는 로켓 엔진의 영향으로 로켓을 발사 할 때 수평으로 출발하는 비행기를 만드는 것이 제안되었으며, 5 t까지의 전투 하중을 버리고 더 넓은 범위의 항공기 착륙과 함께 활주로 궤도를 따라 7-10 천 km 범위의 대륙 횡단 비행을합니다 출발점에서 20 천 km.
로켓 과학 1930-ies, 엔지니어 S. Korolev 및 조종사 관찰자 E. Burch (Korolev S., 전쟁에서의 Burch E. Rocket // 젊은 기술자 - 1935 - №5 - C. 57-59)의 개발을 고려하면, 그들은 폭격 비행기로 로켓 전투기를 사용하기위한 계획을 제안했다. "폭격으로 돌아 가면, 수십 킬로미터에서 측정 한 높이에서의 타격 정확도와 층계의 엄청난 속도를 무시할 수 있어야한다는 사실을 고려할 필요가있다. 그러나 성층권에서 목표물에 접근하는 것은 지상 무기의 도달 범위, 빠른 강하, 평범한 높이에서의 폭격, 필요한 정확성 제공, 그리고 다시는 불가능한 고도까지 번개 상승으로 이어질 가능성이 매우 높습니다. "
극 초음속 무기에 기반한 세계적인 파업의 개념
현재이 아이디어는 구체화되기 시작했습니다. 1990 중반의 미국에서는 Global Reach - Global Power ( "Global Reach - Global Power")의 개념이 수립되었습니다. 이에 따라 미국은 주문을받은 후 1-2 시간 동안 세계 곳곳에서 육지와 표적을 공격 할 수있는 능력이 있어야합니다. 예를 들어, UAB와 같은 기존의 파괴 수단을 사용하는 외국 군사 기지를 사용하지 않아야합니다. 극 초음속 운반기 플랫폼과 전투 하중을 지닌 자율 항공기, 특히 UAB로 구성된 새로운 극 초음속 무기를 사용하여이 작업을 수행 할 수 있습니다. 이러한 무기의 주요 특성은 고속, 장거리, 상대적으로 높은 기동성, 낮은 가시성 및 높은 사용 효율입니다.
1 시간 이내에 행성의 어떤 부분에서 운동의 재래식 (핵무기가 아닌) 무기를 공격 할 수있게하는 미국 군대의 글로벌 스트라이크 ( "Fast Global Strike") 프로그램의 일환으로 미 육군의 이익을 위해 새로운 세대의 극 초음속 충격 시스템이 개발되고있다. 두 가지 옵션 :
• AHW (Advanced Hypersonic Weapon)라고 불리는 첫 번째 항공기는 일회용 발사체를 초음속 플랫폼으로 사용하여 초음속 항공기 AHW (초음속 계획 항공기는 기동 탄두라고도 함)를 발사하여 유도탄을 장착하여 표적을 공격합니다.
• FALCON HCV-2 충격 초음속 충격 시스템이라고 불리는 두 번째 초음속 초음속 항공기는 극 초음속 항공기를 사용하여 UAB의 도움을 받아 목표물로 비행하는 자율 극 초음속 미끄럼 LA CAV를 발사하기위한 조건을 만듭니다.
FIG.1 - 충격 초음속 LA HCV의 구조적 공기 역학적 외양의 변형
기술 솔루션의 첫 번째 변종은 AHW 발사 지점에 극 초음속 발사체를 전달하는 발사체가 핵탄두 미사일로 착각 될 수 있다는 점에서 큰 단점이 있습니다.
2003에서는 미 국방부의 미 공군과 고급 개발부 (DARPA)가 자체 하이파틱 시스템을위한 자체 개발 및 업계 제안을 기반으로 FALCON (미국 대륙에서의 강제 적용 및 발사)이라는 유망한 극 초음속 충격 시스템의 새로운 개념을 개발했습니다. 미국 대륙에서 발사 "또는"팔콘 "). 이 개념에 따르면, FALCON 충격 시스템은 초음속 재사용 (예 : 무인) 항공기 HCV (극 초음속 순항 속도로 40-60 km 고도에서 날고있는 초음속 유람선 - LA, 최대 5400 kg 및 15 범위의 가반 하중 -17000 km) 및 재사용 가능한 극 초음속 고도 기동성 글라이더 CAV (Common Aero Vehicle - 통일 된 자율 항공기)를 공력 품질 3-5와 함께 제공합니다. HCV 차량의 주행은 3 km까지의 활주로가있는 비행장에서 가정됩니다.
Lockheed-Martin Corporation은 HCV 극 초음속 타악기 및 FALCON 충격 시스템의 CAV 전달 시스템의 수석 개발 업체로 선정되었습니다. 2005에서 그녀는 기술 외관을 결정하고 프로젝트의 기술적 타당성을 평가하기위한 작업을 시작했습니다. 보잉, 노스 롭 그루먼 (Northrop Grumman), 앤드류스 스페이스 (Andrews Space)와 같은 미국 최대 우주 항공 회사도이 작품과 연결되어 있습니다. 프로그램의 기술적 위험성이 높기 때문에 기동성과 제어 성의 특성을 평가 한 운송 차량 및 운송 업체의 실험 샘플의 여러 변종에 대한 개념적 연구가 수행되었습니다.
극 초음속으로 캐리어에서 버려지면 최대 16000 kg의 다른 전투 하중을 500km까지의 거리에서 목표물에 전달할 수 있습니다. 장치는 높은 공기 역학적 품질을 제공하는 유망한 공기 역학적 구성에 따라 수행되어야합니다. 5400까지의 반경 내에있는 비행 타격 타겟 및 타격 타겟에서 장비를 재 타겟팅하기 위해 장비는 다양한 정찰 시스템 및 제어 포인트가있는 실시간 데이터 교환 장비를 포함하고 있습니다. 고정 된 높은 보안 (매립) 목표의 패배는 관통 탄두로 구경 500 kg을 물리 치는 수단을 사용하여 제공됩니다. 정확도 (원형 예상 편차)는 최대 3 m / s의 목표를 가진 회의 속도에서 1200 m 정도 여야합니다.
그림 .2 - 자율 극 초음속 LA CAV
에어로 다이나믹 컨트롤이 장착 된 극 초음속 미끄럼대 LA CAV의 질량은 대략 900 kg이며, 이는 캐리어 비행기에서 최대 6 개가 될 수 있으며, 전투실에 2 개의 기존 226 kg 폭탄을 탑재합니다. 폭탄 사용의 정확성은 매우 높습니다 - 3 미터. 실제 CAV의 범위는 약 5000km 일 수 있습니다. 그림에서. 2은 풍선 껍질을 사용하여 관통 무기를 분리하는 계획을 제시합니다.
FALCON 극 초음속 충격 시스템 전투 사용 계획은 대략 다음과 같습니다. 작업을받은 후, HCV 극 초음속 폭격기는 기존의 비행장에서 벗어나 결합 추진 시스템 (DU)을 사용하여 M = 6에 상응하는 속도로 가속합니다. 이 속도에 도달하면 원격 제어 장치가 초음속 램젯 모드로 전환하여 항공기를 M = 10 및 40 km 이상으로 가속합니다. 주어진 순간에, CAV 극 초음속 계획 항공기 LA는 목표를 타격하기위한 전투 임무를 완수 한 후 미국 해외 공군 기지 중 하나의 비행장으로 돌아갑니다. (CAV에 자체 엔진과 필요한 연료가 장착되어 있으면 미국 대륙으로 돌아갈 수 있습니다. ) (그림 3).
FIG .3 - 충돌 항공기의 파동 같은 비행 경로를 사용하는 HVA의 전투 적용
비행 경로에는 두 가지 유형이 있습니다. 첫 번째 유형은 독일 우주 비행사 인 Eigen Senger가 제 2 차 세계 대전 초기에 폭격기 설계에서 제안한 극 초음속 항공기의 파도와 같은 탄도를 특징으로합니다. 물결 모양의 궤도의 의미는 다음과 같습니다. 가속으로 인해 장치는 대기를 떠나 엔진을 끄고 연료를 절약합니다. 그런 다음 중력의 영향을 받아 비행기가 대기로 되돌아와 엔진을 다시 켭니다 (잠시 20-40에서만 사용 가능). 다시 장치를 우주로 던지십시오. 이러한 궤적은 범위를 확대하는 것 외에도 폭격기가 우주에있을 때의 설계를 냉각시키는 데에도 기여합니다. 비행 고도는 60 km를 초과하지 않으며 웨이브 스텝은 약 400 km입니다. 두 번째 유형의 궤적은 고전적인 직선 비행 궤적을 가지고 있습니다.
극 초음속 무기 제작에 관한 실험적 연구
HTV-900, HTV-5, HTV-10 속도에서의 성능, 제어 성 및 열부하를 평가하기 위해 약 1 kg 및 최대 2 m 길이의 Hypersonic HTV 모델 (Hypersonic Test Vehicle)이 제안되었습니다.
FIG.4 - 실험용 극 초음속 항공기 HTV-1
FIG.5 - 실험용 극 초음속 항공기 HTV-2
FIG.6 - 실험용 극 초음속 항공기 HTV-3
FIG.7 - 프로필 테스트 극 초음속 LA HTV-2
HTN-1은 속도 차 M = 800 인 10의 제어 비행 시간이 열 차폐 및 잘못된 설계 솔루션의 기술적 복잡성으로 인해 테스트에서 제외되었습니다 (그림 4).
HTV-2은 날카로운 리딩 엣지를 가진 집적 회로를 기반으로하며 개발자가 믿는 3,5-4 품질을 제공하여 요구 된 정확도로 목표물을 조준하기위한 공기 역학 차폐를 사용하여 기동성 및 제어 성뿐만 아니라 지정된 계획 거리를 보장합니다. 5). 의회 연구 서비스 (CRS)에 따르면, FALCON HTV-2 극 초음속 장치는 27000 km까지의 거리에서 목표를 타격 할 수 있으며 최대 20 마하 수 (23000 km / h)까지 도달 할 수 있습니다.
HTV-3은 공기 역학 품질 4-5 (그림 6)을 갖춘 HCV 극 초음속 타격 항공기의 저울 모델입니다. 이 모델은 채택 된 기술적 및 구조적 솔루션, 공기 역학 및 비행 성능뿐만 아니라 HCV 항공기의 추가 개발을 위해 기동성 및 제어 가능성을 평가하도록 설계되었습니다. 비행 테스트는 2009에서 실시 된 것으로 추정되며, 모델 제작 및 비행 테스트의 총 비용은 $ 50 백만으로 추산됩니다.
임팩트 컴플렉스 테스트는 2008-2009에서 수행되었습니다. 로켓 운반 대 사용. HTV-2 극 초음속 항공기의 시험 비행은 Fig. 7.
연구 결과에 따르면 극 초음속 항공기 제작과 관련하여 주요 관심사는 발전소 개발, 연료 및 구조재 선택, 공기 역학 및 비행 역학 및 제어 시스템과 관련됩니다.
공기 역학적 구성과 항공기의 구조적 레이아웃의 선택은 공기 흡입구, 발전소 및 항공기의 다른 요소들의 조화 된 작동을 보장하는 조건에 기초해야한다. 극 초음속의 경우, 특히 1600 m / s 정도의 속도로 목표 영역에 접근 할 때, 안정화 및 제어 표면, 관절 모멘트의 최소 영역으로 공기 역학 제어의 효율을 연구하는 문제가 우선적으로 중요 해져 설계 강도 및 고정밀 타겟팅 목적
예비 연구에 따르면 극 초음속 장치 표면의 온도는 1900 ° C에 이르며 온보드 장비의 정상 작동을 위해서는 구획 내부의 온도가 70 ° C 이하 여야합니다. 따라서 장치 본체는 고온 재료의 내열성 쉘과 기존의 현재 건설적인 자료.
극 초음속 장치에는 관성 위성 제어 시스템이 결합되어 있으며 향후에는 광 전자 또는 레이더 유형의 유한 호밍 시스템이 장착됩니다.
직선 비행을 보장하기 위해 직접 흐름 엔진은 군사 시스템에서 가장 유망한 것으로 간주됩니다 : SPRRD (초음속 램젯) 및 스크 램제 (초음속 램젯). 그들은 기존의 탄화수소 연료를 사용하여 연료 공급 펌프를 제외한 움직이는 부분이 거의 없으므로 설계가 간단합니다.
FIG.8 - Hypersonic LA X-51A
Fig.9 - 발사체에서 AHW 극 초음속 항공기 발사
FIG.10 - 비행중인 자율 극 초음속 항공기 HTV-2
CAV 장치의 공기 역학적 계획과 설계는 X-41 프로젝트와 캐리어 항공기의 프레임 워크 내에서 X-51 프로그램에 따라 진행되고 있습니다. X-51A 프로그램의 목적은 스크램제트 제작, 내열 소재 개발, 기체와 엔진 통합, 4,5-6,5M 범위의 비행에 필요한 기타 기술의 가능성을 입증하는 것입니다. 이 프로그램의 틀에 따라 재래식 탄두를 장착한 탄도 미사일인 Kh-51A 웨이브라이더 극초음속 미사일과 궤도 탄도 미사일을 만드는 작업도 진행 중입니다. 무인 비행기 X-37V.
CRS에 따르면, 2011 프로그램의 자금은 239,9 백만에 이르렀으며 그 중 69 백만이 AHW에 지출되었습니다.
미국 국방성은 첨단 극 초음속 무기 AHW (Advanced Hypersonic Weapon)에 대한 또 다른 시험을 실시했습니다. 탄약 테스트는 11 월 17 2011에서 실시되었으며 테스트의 주요 목적은 기동성, 제어 가능성 및 고온 효과에 대한 저항력을 테스트하는 것이 었습니다. 하와이의 공군 기지에서 발사 된 발사체를 사용하여 AHW가 상부 대기로 사육 된 것으로 알려져 있습니다 (그림 9). 탄약을 로켓에서 분리 한 후, 그는 하와이의 남서쪽 4 천 킬로미터에 위치한 콰잘 레인 아톨 근처의 마샬 군도에서 소리의 5 배의 극 초음속으로 표적을 계획하고 쳤다. 비행은 30 분 미만 지속되었습니다.
미 국방부 대변인 인 멜린다 모건 (Melinda Morgan)에 따르면, 탄약을 시험하는 목적은 AHW 공기 역학, 제어 성 및 고온에 대한 저항성에 관한 자료를 수집하는 것이었다.
마지막 HTV-2 테스트는 8 월 중순 2011에서 발생했으며 실패했습니다 (그림 10).
전문가에 따르면, 2015 g까지 1 세대의 차세대 충격 초음속 시스템을 채택 할 수 있습니다. 하루에 16 시동까지 한 번 발사체를 제공해야한다고 여겨집니다. 출시 비용은 약 5 백만입니다.
본격적인 충격 시스템의 제작은 2025-2030보다 빠르지 않을 것으로 예상됩니다.
미국에서 진행된 연구에 따르면 S. Korolev와 E. Burch가 1930-ies에서 제안한 로켓 엔진이 장착 된 스트라토 플레인의 군사용 아이디어는 차세대 충격 초음속 무기를 제작하는 프로젝트에 구현되기 시작합니다.
표적을 공격 할 때 극 초음속 자치 장치의 구성에 UAB를 사용하면 극 초음속 비행 조건 및 장비의 열 보호의 조건에서 고정 가열의 영향으로 고정밀 가이던스를 제공해야하는 높은 요구 사항이 부과됩니다.
미국에서 극 초음속 무기의 개발 사례를 통해 우리는 UAB의 전투 사용 능력이 소진되지 않고 UAB 자체의 전술적 기술적 특성뿐만 아니라 특정 범위, 정확성 및 파괴 확률을 제공 할뿐만 아니라 인도를 통해 결정된다는 것을 알 수 있습니다. 또한이 프로젝트의 실행은화물 또는 구조 장비를 지구상의 모든 장소에 신속하게 전달하는 평화적 업무를 해결할 수 있습니다.
제시된 자료는 2020-2030 년까지 국내 유도 파업 시스템 개발의 주요 방향에 대한 내용을 진지하게 생각하게합니다. 동시에, D. Rogozin (D. Rogozin. 정확한 알고리즘에 대한 작업 // 국방.-2012.-No. 2.-P. 34-406) : "... 잡기 및 추월"이라는 생각을 버려야합니다 ... 그리고 짧은 시간 안에 우리가 놀라운 속도로 첨단 국가를 따라 잡을 수있는 힘과 능력을 모을 것 같지는 않습니다. 이 작업을 수행 할 필요는 없습니다. 우리는 훨씬 더 복잡한 다른 것을 필요로합니다 ... 우리는 최대 30 년의 전망을 가지고 무장 투쟁의 과정을 계산하고,이 시점을 결정하고 도달해야합니다. 내일이나 내일이 아닌 무기를 준비하는 데 필요한 것, 즉 내일을 준비하기 위해 이해하십시오. 역사적인 일주일 전에 ... 나는 반복한다. 미국, 프랑스, 독일에서 그들이하는 일에 대해 생각하지 말고 30 년 안에 무엇을 가질 것인지 생각하십시오. 그리고 지금 가지고있는 것보다 더 좋은 것을 만들어야합니다. "그들을 따르지 말고 모든 것이 어디로 향하고 있는지 이해하려고 노력하면 우리가 이길 것입니다."
즉, 유사한 작업이 우리에게 발생했는지, "예"일 경우 어떻게 해결해야 하는지를 이해할 필요가 있습니다.
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