Предупреждения о российском гиперзвуковом оружии, от которого США не могут защититься, возможно, заставили вас бежать на бомбоубежище на прошлой неделе. Но что именно это оружие, и как оно работает?
Президент России Владимир Путин впервые объявил о гиперзвуковом оружии под кодовым названием Авангард в своей речи в марте. На прошлой неделе источники в разведке США сообщили CNBC, что это оружие было несколько раз успешно испытано и может быть введено в эксплуатацию к 2020 году.
Русские выпустили несколько конкретных деталей об оружии, но из имеющейся информации видно, что оружие представляет собой так называемое гиперзвуковое средство скольжения, сказал Томас Хулиано, доцент кафедры аэрокосмической техники в университете Нотр-Дам, специализирующийся на гиперзвуковых рейс.
Путин заявил, что автомобиль способен развивать скорость в 20 Маха, или в 20 раз превышающую скорость звука, и может обойти существующие системы противоракетной обороны США. По словам источников в разведке, автомобиль может нести ядерную боеголовку.
Вместо того, чтобы генерировать свою собственную мощность для достижения гиперзвуковых скоростей, глиссадный корабль ловит верх на межконтинентальной баллистической ракете (МБР). Как правило, эти ракеты летят в космос по дугообразной траектории перед выпуском боеголовок вблизи вершины параболы, и эти боеголовки падают обратно на цель с гиперзвуковыми скоростями под действием силы тяжести.
Однако вместо того, чтобы упасть обратно на Землю, «Авангард» вновь входит в атмосферу под углом, а его аэродинамическая форма создает подъем, который позволяет ему скользить вниз на гиперзвуковых скоростях, говорит Джулиано, что позволяет ему двигаться дальше и маневрировать по мере спуска.
Гипер инженерия
По словам Джулиано, транспортное средство соответствует дизайну, известному как «гребец волны». Волновые райдеры - это гиперзвуковые летательные аппараты, имеющие клиновидные фюзеляжи, специально разработанные для создания подъемной силы путем серфинга на ударной волне, создаваемой, когда его собственный самолет пробивает воздух с высокой скоростью.
Это важно на больших высотах, где плотность воздуха низкая, что затрудняет создание подъемной силы при использовании традиционных конструкций крыльев. И поскольку ему не нужны большие крылья, автомобиль более обтекаем, а уменьшенное сопротивление позволяет ему поддерживать свою скорость на гораздо большем расстоянии, сказал Джулиано.
Джулиано сказал, что создать транспортное средство, способное выдерживать гиперзвуковые скорости и создаваемые ими температуры, нелегко. Но замысел россиян обошел стороной обход одной из главных задач: тяги.
«Проектирование успешной двигательной установки на Mach 10 или выше является чрезвычайно сложной задачей», - сказал он. «Поместив планер на вершину МБР, вы избежите необходимости разрабатывать успешный гиперзвуковой воздушно-реактивный двигатель».
Управлять транспортным средством на таких высоких скоростях по-прежнему невероятно сложно. Россияне утверждают, что «Авангард» обладает высокой маневренностью, и на основе компьютерного видео, включенного в обращение Путина, он, похоже, имеет несколько закрылков, похожих на аэродинамические поверхности, используемые самолетами для смены. направление.
Регулировка аэродинамических поверхностей на гиперзвуковых скоростях не является тривиальной задачей, потому что ударная волна может иметь сложные взаимодействия с воздухом, текущим над поверхностями транспортного средства, что приводит к «нелинейному» поведению, сказал Джулиано.
Это означает, что крошечные корректировки могут иметь огромные удары, что делает очень сложным вычисление того, сколько перемещать закрылок или крыло. «Он должен быть точным, работать быстро и прогнозировать ситуацию намного сложнее», - сказал он.
Тем не менее, Джулиано считает, что российские претензии заслуживают доверия, поскольку технология находится в разработке в течение некоторого времени. США протестировали свою собственную версию, получившую название Hypersonic Technology Vehicle 2, в 2010 и 2011 годах, но оба полета были неудачными. А в Китае также есть экспериментальная система с кодовым названием DF-ZF.
Для чего это?
По словам Павла Подвига, независимого аналитика, специализирующегося на ядерном арсенале России, российские усилия по разработке гиперзвуковых глиссирующих машин явно направлены на то, чтобы уклониться от систем ПРО США.
Современная защита США предназначена для выведения обычных боеголовок из МБР по предсказуемым баллистическим траекториям, пока они еще находятся в космосе; По словам Подвига, эти средства защиты не очень хорошо подходят для перехвата оружия, попадающего на высокоскоростное скольжение в атмосфере. И в отличие от традиционных боеголовок, машины будут способны маневрировать вокруг оборонительных сооружений.
Но Подвиг сказал, что не ясно, действительно ли оружие обеспечивает полезные дополнительные военные возможности. «Он был описан как оружие в поисках миссии», сказал он Live Science. «Я полагаю, вам не нужны такие возможности. Они не сильно меняются с точки зрения способности поражать цели».
Подвиг отметил, что МБР, которая несла Авангард во время испытаний, SS-19, обычно несет шесть обычных боеголовок. По его словам, если цель состоит в том, чтобы противостоять системам противоракетной обороны, было бы так же просто одолеть их большим количеством стандартных боеголовок.
Но такое оружие может породить опасную неопределенность, сказал Подвиг, потому что на него не распространяются договоры о контроле над вооружениями, такие как Новый СНВ, которые требуют от стран сообщать о количестве, типе и местонахождении ядерного оружия, такого как МБР. Кроме того, возможности и потенциальное использование гиперзвуковых планеров до сих пор неясны.
«Эти системы создают большие риски просчетов, - сказал Подвиг, - и неясно, сможем ли мы эффективно справиться с этими рисками».
По сообщениям Space News, в попытке уменьшить эту неопределенность Пентагон рассматривает возможность размещения космических датчиков для обнаружения гиперзвукового оружия. Подход потребует дорогостоящей группировки спутников, но он будет лучше при обнаружении оружия, скользящего в верхних слоях атмосферы, и может также видеть дальше, чем наземные системы, ограниченные горизонтом.
Подвиг говорит, что должным образом спроектированная система такого типа должна быть способна обнаруживать гиперзвуковое оружие в полете, но не ясно, будет ли легче перехватывать такие быстрые и маневренные транспортные средства.
