Selama ribuan tahun, umat manusia telah mengembangkan aturan yang menurutnya, untuk bertahan hidup dan mengalahkan musuh, senjata harus lebih akurat, lebih cepat, dan lebih kuat daripada milik musuh. Senjata penerbangan memenuhi persyaratan ini dalam kondisi modern. Saat ini, di luar negeri, senjata udara berpemandu (UASP), khususnya, bom udara berpemandu (UAB), kaliber yang terletak dalam jangkauan yang luas - dari 9 hingga 13600 kg, sedang berkembang secara intensif: mereka dilengkapi dengan jenis panduan baru dan sistem kontrol, bagian tempur yang efektif, metode penggunaan tempur sedang ditingkatkan. UAB adalah aksesori tak terpisahkan dari kompleks pesawat serang modern (UAK) untuk tujuan taktis dan strategis. Terlepas dari tingkat efisiensi model UAB modern yang tinggi, mereka, sebagai bagian dari UAK, tidak selalu memenuhi persyaratan untuk memenuhi misi tempur yang menjanjikan. Sebagai aturan, UAK beroperasi di dekat garis depan, sementara semua efisiensi hilang.
Perang lokal beberapa dekade terakhir, dan di atas semua operasi militer di Irak dan Afghanistan, telah mengungkapkan efisiensi yang tidak memadai dari senjata presisi tinggi konvensional, termasuk UAB. Saat melakukan misi tempur, terlalu banyak waktu berlalu dari saat target terdeteksi dan keputusan untuk menyerang dibuat hingga dikalahkan. Misalnya, seorang pembom B-2 Spirit, yang lepas landas dari lapangan terbang di Amerika Serikat, harus terbang 12-15 jam ke area serangan target. Oleh karena itu, dalam kondisi modern, senjata respon cepat dan aksi presisi tinggi diperlukan pada jarak yang sangat jauh, mencapai puluhan ribu kilometer.
Salah satu arah penelitian pemenuhan persyaratan tersebut di luar negeri adalah penciptaan generasi baru sistem kejut hipersonik. Pekerjaan pembuatan pesawat hipersonik (LA) (rudal) dan senjata kinetik yang mampu menghancurkan target presisi tinggi sedang dilakukan di AS, Inggris, Prancis, dan Jerman.
Studi tentang pengalaman asing bagi kami sangat penting, karena di depan kompleks industri pertahanan (MIC) dalam negeri, seperti yang dicatat D. Rogozin dalam artikelnya "Rusia membutuhkan industri pertahanan yang cerdas" (Koran "Krasnaya Zvezda". 2012. - 7 Februari - 3) tugas ditetapkan "untuk mendapatkan kembali kepemimpinan teknologi dunia di bidang produksi senjata dalam waktu sesingkat mungkin". Sebagaimana dicatat dalam artikel oleh V. V. Putin "Untuk menjadi kuat: jaminan keamanan nasional untuk Rusia" (Koran "Rossiyskaya Gazeta". - 2012. - No. 5708 (35). - 20 Februari - hlm. 1-3) "Tugas dekade mendatang adalah untuk memastikan bahwa struktur baru Angkatan Bersenjata dapat mengandalkan teknologi baru yang fundamental. Teknik yang "melihat" lebih jauh, menembak lebih akurat, bereaksi lebih cepat daripada sistem serupa dari musuh potensial mana pun.
Untuk mencapai ini, perlu untuk mengetahui secara menyeluruh keadaan, tren, dan arah utama pekerjaan di luar negeri. Tentu saja, spesialis kami selalu berusaha memenuhi kondisi ini saat melakukan R&D. Tetapi di lingkungan saat ini, ketika “industri pertahanan tidak memiliki kesempatan untuk mengejar seseorang dengan tenang, kita harus membuat terobosan, menjadi penemu dan produsen terkemuka … Untuk menanggapi ancaman dan tantangan hari ini saja berarti mengutuk diri kita sendiri untuk peran abadi lamban. Kita harus dengan segala cara memastikan keunggulan teknis, teknologi, organisasi atas musuh potensial apa pun”(Dari artikel oleh V. V. Putin).
Diyakini bahwa penciptaan pertama pesawat hipersonik diusulkan pada tahun 1930-an di Jerman oleh Profesor Eigen Senger dan insinyur Irene Bredt. Diusulkan untuk membuat pesawat yang diluncurkan secara horizontal pada ketapel roket, di bawah aksi mesin roket yang berakselerasi hingga kecepatan sekitar 5900 m / s, melakukan penerbangan lintas benua dengan jangkauan 5-7 ribu km di sepanjang lintasan yang memantul dengan muatan hingga 10 ton dan mendarat pada jarak lebih dari 20 ribu km dari titik awal.
Mempertimbangkan perkembangan peroketan pada 1930-an, insinyur S. Korolev dan pengamat pilot E. Burche (S. Korolev, E. Burche Rocket in the war // Tekhnika-youth. - 1935. - No. 5. - P. 57 -59) mengusulkan skema penggunaan pesawat tempur roket-stratoplane: “Pergi ke pengeboman, perlu untuk mempertimbangkan fakta bahwa akurasi serangan dari ketinggian diukur dalam puluhan kilometer dan pada kecepatan luar biasa dari stratoplane harus diabaikan. Tetapi di sisi lain, sangat mungkin dan sangat penting adalah pendekatan ke target di stratosfer di luar jangkauan senjata darat, penurunan cepat, pengeboman dari ketinggian normal yang memberikan akurasi yang diperlukan, dan kemudian pendakian secepat kilat lagi. ke ketinggian yang tak terjangkau."
Konsep serangan global berdasarkan senjata hipersonik
Saat ini, ide ini mulai praktis diimplementasikan. Di Amerika Serikat pada pertengahan 1990-an, konsep Jangkauan Global - Kekuatan Global dirumuskan. Sesuai dengan itu, Amerika Serikat harus memiliki kemampuan untuk menyerang target darat dan permukaan di mana saja di dunia dalam waktu 1-2 jam setelah menerima perintah, tanpa menggunakan pangkalan militer asing menggunakan senjata konvensional, misalnya UAB. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan senjata hipersonik baru, yang terdiri dari platform kapal induk hipersonik dan pesawat otonom dengan beban tempur, khususnya UAB. Sifat utama dari senjata tersebut adalah kecepatan tinggi, jarak jauh, kemampuan manuver yang cukup tinggi, visibilitas rendah dan tinggi. efisiensi operasional.
Dalam kerangka program skala besar US Armed Forces Promt Global Strike ("Rapid Global Strike"), yang memungkinkan untuk menyerang dengan senjata konvensional (non-nuklir) aksi kinetik di titik mana pun di planet ini dalam waktu satu jam, dan dilakukan untuk kepentingan Angkatan Darat AS, sistem serangan hipersonik generasi baru sedang dikembangkan dalam dua opsi:
• yang pertama, disebut AHW (Advanced Hypersonic Weapon), menggunakan kendaraan peluncuran sekali pakai sebagai platform supersonik, diikuti dengan peluncuran ke target pesawat supersonik AHW (pesawat meluncur hipersonik juga bisa disebut hulu ledak manuver) dilengkapi dengan pemandu udara bom untuk mencapai target;
• yang kedua, disebut sistem pemogokan hipersonik FALCON HCV-2, menggunakan pesawat hipersonik untuk menciptakan kondisi peluncuran pesawat terbang hipersonik otonom CAV, yang terbang ke target dan menghancurkannya menggunakan UAB.
Versi pertama dari solusi teknis memiliki kelemahan yang signifikan, yaitu bahwa roket pembawa yang mengirimkan proyektil hipersonik ke titik peluncuran AHW dapat disalahartikan sebagai rudal dengan hulu ledak nuklir.
Pada tahun 2003, Angkatan Udara dan Administrasi Pengembangan Lanjutan (DARPA) dari Departemen Pertahanan AS, berdasarkan perkembangan mereka sendiri dan proposal industri untuk sistem hipersonik canggih, mengembangkan konsep baru untuk sistem serangan hipersonik yang menjanjikan yang disebut FALCON (Force Application and Peluncuran dari Kontinental AS peluncuran dari Kontinental Amerika Serikat ") atau" Falcon ". Menurut konsep ini, sistem pemogokan FALCON terdiri dari kapal induk hipersonik yang dapat digunakan kembali (misalnya, tak berawak) HCV (Hypersonic Cruise Vehicle - sebuah pesawat terbang yang terbang pada ketinggian 40-60 km dengan kecepatan jelajah hipersonik, dengan pertempuran beban hingga 5400 kg dan jangkauan 15 -17000 km) dan CAV (Common Aero Vehicle - unified autonomous aircraft) dengan kualitas aerodinamis 3-5. Basis kendaraan HCV seharusnya berada di lapangan terbang dengan panjang landasan hingga 3 km.
Lockheed-Martin terpilih sebagai pengembang utama peralatan serangan hipersonik HCV dan kendaraan pengiriman CAV untuk sistem serangan FALCON. Pada tahun 2005, ia mulai bekerja untuk menentukan penampilan teknis mereka dan menilai kelayakan teknologi proyek. Perusahaan kedirgantaraan AS terbesar - Boeing, Northrop Grumman, Andrews Space - juga terlibat dalam pekerjaan itu. Karena tingkat risiko teknologi yang tinggi dari program ini, studi konseptual dari beberapa varian sampel eksperimental kendaraan pengiriman dan pengangkutnya dilakukan dengan penilaian karakteristik kemampuan manuver dan pengendalian.
Ketika dijatuhkan dari kapal induk dengan kecepatan hipersonik, ia dapat mengirimkan berbagai beban tempur dengan berat maksimum 500 kg ke target pada jarak hingga 16.000 km. Perangkat ini seharusnya dibuat sesuai dengan skema aerodinamis yang menjanjikan yang memberikan kualitas aerodinamis tinggi. Untuk penargetan ulang perangkat dalam penerbangan dan mengenai target yang terdeteksi dalam radius hingga 5400 km, peralatannya seharusnya mencakup peralatan untuk pertukaran data secara real time dengan berbagai sistem pengintaian dan titik kontrol. Kekalahan target (terkubur) stasioner yang sangat dilindungi akan dipastikan dengan penggunaan alat penghancur kaliber 500 kg dengan hulu ledak tembus. Akurasi (kemungkinan penyimpangan melingkar) harus sekitar 3 m pada kecepatan target hingga 1200 m / s.
Pesawat luncur hipersonik CAV dengan kontrol aerodinamis memiliki massa sekitar 900 kg, di mana pesawat pengangkut dapat membawa hingga enam, membawa dua bom udara konvensional dengan berat masing-masing 226 kg di kompartemen tempurnya. Keakuratan menggunakan bom sangat tinggi - 3 meter. Jangkauan CAV sebenarnya bisa sekitar 5000 km. dalam gambar. 2 menunjukkan diagram pemisahan lesi penetrasi menggunakan cangkang tiup.
Skema penggunaan tempur sistem serangan hipersonik FALCON terlihat seperti berikut ini. Setelah menerima tugas, pembom hipersonik HCV lepas landas dari lapangan udara konvensional dan, menggunakan sistem propulsi gabungan (DP), berakselerasi ke kecepatan yang kira-kira sesuai dengan M = 6. Ketika kecepatan ini tercapai, sistem propulsi beralih ke mode dari mesin ramjet hipersonik, mempercepat pesawat ke M = 10 dan ketinggian minimal 40 km. Pada saat tertentu, pesawat peluncur hipersonik CAV memisahkan diri dari pesawat pengangkut, yang, setelah menyelesaikan misi tempur untuk mengalahkan target, kembali ke lapangan terbang salah satu pangkalan udara luar negeri AS (jika CAV dilengkapi dengan mesinnya sendiri dan pasokan bahan bakar yang diperlukan, dapat kembali ke benua Amerika Serikat) (gbr. 3).
Ada dua jenis jalur penerbangan yang mungkin. Tipe pertama mencirikan lintasan bergelombang untuk pesawat hipersonik, yang diusulkan oleh insinyur Jerman Eigen Zenger dalam proyek pembom selama Perang Dunia Kedua. Arti dari lintasan bergelombang adalah sebagai berikut. Karena akselerasi, perangkat meninggalkan atmosfer dan mematikan mesin, menghemat bahan bakar. Kemudian, di bawah pengaruh gravitasi, pesawat kembali ke atmosfer dan kembali menyalakan mesin (untuk waktu yang singkat, hanya selama 20-40 detik), yang sekali lagi melemparkan perangkat ke luar angkasa. Lintasan seperti itu, selain meningkatkan jangkauan, juga berkontribusi pada pendinginan struktur pembom saat berada di luar angkasa. Ketinggian penerbangan tidak melebihi 60 km, dan langkah gelombang sekitar 400 km. Jenis lintasan kedua memiliki jalur penerbangan garis lurus klasik.
Penelitian eksperimental tentang pembuatan senjata hipersonik
Model hipersonik HTV (Hypersonic Test Vehicle) dengan massa sekitar 900 kg dan panjang hingga 5 m diusulkan untuk menilai kinerja penerbangan, kemampuan kontrol, dan beban termal pada kecepatan M = 10 - HTV-1, HTV-2, HTV-3.
Peralatan HTV-1 dengan durasi penerbangan terkontrol 800 detik pada kecepatan M = 10 ditarik dari pengujian karena kompleksitas teknologi dalam pembuatan bodi pelindung panas dan solusi desain yang salah (Gbr. 4).
Aparatus HTV-2 dibuat sesuai dengan sirkuit terpadu dengan tepi depan yang tajam dan memberikan kualitas 3, 5-4, yang, seperti yang diyakini oleh pengembang, akan memberikan rentang luncur yang diberikan, serta kemampuan manuver dan pengendalian menggunakan pelindung aerodinamis. untuk penargetan dengan akurasi yang diperlukan (gbr. 5). Menurut US Congress Research Service (CRS), perangkat hipersonik FALCON HTV-2 mampu mencapai target pada jarak hingga 27.000 km dan kecepatan hingga 20 Mach (23.000 km / jam).
HTV-3 adalah model skala dari pesawat serang hipersonik HCV dengan kualitas aerodinamis 4-5 (Gbr. 6). Model ini dirancang untuk mengevaluasi solusi teknologi dan desain yang diadopsi, aerodinamis dan kinerja penerbangan, serta kemampuan manuver dan pengendalian untuk kepentingan pengembangan lebih lanjut dari pesawat HCV. Tes penerbangan seharusnya dilakukan pada tahun 2009. Total biaya pengerjaan pembuatan model dan pelaksanaan tes penerbangan diperkirakan mencapai $ 50 juta.
Tes kompleks kejut seharusnya dilakukan pada 2008-2009. menggunakan kendaraan peluncuran. Skema penerbangan uji pesawat hipersonik HTV-2 ditunjukkan pada Gambar. 7.
Seperti yang telah ditunjukkan oleh penelitian, masalah utama yang bermasalah untuk membuat pesawat hipersonik akan dikaitkan dengan pengembangan pembangkit listrik, pilihan bahan bakar dan bahan struktural, aerodinamika dan dinamika penerbangan, dan sistem kontrol.
Pilihan tata letak aerodinamis dan desain pesawat harus didasarkan pada kondisi memastikan operasi bersama dari asupan udara, pembangkit listrik dan elemen pesawat lainnya. Pada kecepatan hipersonik, masalah mempelajari efektivitas kontrol aerodinamis, dengan area stabilisasi dan permukaan kontrol minimal, momen engsel, terutama ketika mendekati area target dengan kecepatan sekitar 1600 m / s, menjadi yang terpenting, pertama-tama, untuk memastikan kekuatan struktur dan panduan presisi tinggi untuk mencapai tujuan.
Menurut studi pendahuluan, suhu di permukaan kendaraan hipersonik mencapai 1900 ° C, sedangkan untuk fungsi normal peralatan on-board, suhu di dalam kompartemen tidak boleh melebihi 70 ° C. Oleh karena itu, badan perangkat harus memiliki cangkang tahan panas yang terbuat dari bahan bersuhu tinggi dan perlindungan termal berlapis-lapis berdasarkan bahan konstruksi yang ada saat ini.
Kendaraan hipersonik ini dilengkapi dengan sistem kontrol satelit inersia gabungan dan, di masa depan, dengan sistem pelacak optik-elektronik atau radar tipe ujung ke ujung.
Untuk memastikan penerbangan garis lurus, sistem militer yang paling menjanjikan adalah mesin ramjet: SPVRD (mesin ramjet supersonik) dan mesin scramjet (mesin ramjet hipersonik). Mereka sederhana dalam desain, karena mereka praktis tidak memiliki bagian yang bergerak (kecuali untuk pompa pasokan bahan bakar) menggunakan bahan bakar hidrokarbon konvensional.
Tata letak dan desain aerodinamis peralatan CAV sedang dikerjakan dalam kerangka proyek X-41, dan pesawat pengangkut - di bawah program X-51. Tujuan dari program X-51A adalah untuk menunjukkan kemungkinan menciptakan mesin scramjet, pengembangan bahan tahan panas, integrasi badan pesawat dan mesin, serta teknologi lain yang diperlukan untuk penerbangan di kisaran 4, 5-6, 5 M. Sebagai bagian dari program ini, pekerjaan juga sedang dilakukan untuk membuat rudal balistik dengan hulu ledak konvensional, rudal hipersonik X-51A Waverider dan drone orbital X-37B.
Menurut CRS, pendanaan untuk program pada tahun 2011 adalah $ 239,9 juta, di mana $ 69 juta dihabiskan untuk AHW.
Kementerian Pertahanan AS melakukan tes lain dari bom hipersonik meluncur baru AHW (Advanced Hypersonic Weapon). Pengujian amunisi berlangsung pada 17 November 2011. Tujuan utama dari pengujian ini adalah untuk menguji kemampuan manuver, pengendalian, dan ketahanan amunisi terhadap efek suhu tinggi. Diketahui bahwa AHW diluncurkan ke atmosfer atas menggunakan roket pendorong yang diluncurkan dari pangkalan udara di Hawaii (Gbr. 9). Setelah memisahkan amunisi dari rudal, ia merencanakan dan mengenai sasaran di Kepulauan Marshall dekat Atol Kwajalein, yang terletak empat ribu kilometer barat daya Hawaii, dengan kecepatan hipersonik lima kali kecepatan suara. Penerbangan berlangsung kurang dari 30 menit.
Menurut juru bicara Pentagon Melinda Morgan, tujuan pengujian amunisi adalah untuk mengumpulkan data tentang aerodinamika AHW, penanganannya, dan ketahanannya terhadap suhu tinggi.
Tes terakhir dari HTV-2 berlangsung pada pertengahan Agustus 2011 dan tidak berhasil (Gbr. 10).
Menurut para ahli, adalah mungkin untuk mengadopsi sistem shock hypersonic generasi pertama generasi baru pada tahun 2015. Dianggap perlu untuk menyediakan hingga 16 peluncuran per hari menggunakan kendaraan peluncuran sekali pakai. Biaya peluncuran adalah sekitar $ 5 juta.
Penciptaan sistem pemogokan skala penuh diharapkan tidak lebih awal dari tahun 2025-2030.
Gagasan penggunaan militer pesawat stratoplane bertenaga roket, yang diusulkan oleh S. Korolev dan E. Burche pada 1930-an, dilihat dari penelitian yang dilakukan di Amerika Serikat, mulai diimplementasikan dalam proyek-proyek untuk menciptakan generasi baru senjata serangan hipersonik.
Penggunaan UAB sebagai bagian dari kendaraan otonom hipersonik saat menyerang target membuat tuntutan tinggi untuk memastikan panduan presisi tinggi dalam kondisi penerbangan hipersonik dan perlindungan termal peralatan dari efek pemanasan kinetik.
Pada contoh pekerjaan yang dilakukan di Amerika Serikat untuk membuat senjata hipersonik, kami melihat bahwa kemungkinan penggunaan tempur UAB jauh dari habis dan ditentukan tidak hanya oleh karakteristik taktis dan teknis UAB itu sendiri, yang memberikan jangkauan, akurasi, dan kemungkinan kehancuran yang diberikan, tetapi juga dengan cara pengiriman. Selain itu, pelaksanaan proyek ini juga dapat menyelesaikan tugas damai untuk segera mengirimkan kargo atau peralatan penyelamat dalam kesulitan ke bagian dunia mana pun.
Materi yang disajikan membuat kami serius memikirkan isi arahan utama pengembangan sistem serang terpandu domestik hingga 2020-2030. Pada saat yang sama, perlu untuk mempertimbangkan pernyataan D. Rogozin (Rogozin D. Bekerja pada algoritma yang tepat // Pertahanan Nasional. - 2012. - No. 2. - P. 34-406): “… kita harus meninggalkan gagasan" mengejar dan menyalip "… Dan tidak mungkin kita akan dengan cepat mengumpulkan kekuatan dan kemampuan yang memungkinkan kita untuk mengejar ketinggalan dengan negara-negara berteknologi tinggi dengan kecepatan luar biasa. Ini tidak perlu dilakukan. Kami membutuhkan sesuatu yang lain, jauh lebih rumit … Perlu untuk menghitung jalannya perjuangan bersenjata dengan prospek hingga 30 tahun, untuk menentukan titik ini, untuk mencapainya. Untuk memahami apa yang kita butuhkan, yaitu menyiapkan senjata bukan untuk besok atau bahkan lusa, tetapi untuk minggu bersejarah ke depan … Saya ulangi, jangan pikirkan apa yang mereka lakukan di AS, Prancis, Jerman, pikirkan tentang apa yang akan mereka miliki dalam 30 tahun. Dan Anda harus menciptakan sesuatu yang akan lebih baik dari yang mereka miliki sekarang. Jangan ikuti mereka, coba pahami ke mana arahnya, dan kemudian kita akan menang."
Artinya, perlu dipahami apakah tugas seperti itu telah muncul untuk kita, dan jika ya, lalu bagaimana menyelesaikannya.
