Гонка гиперзвука: «Острота» против американской X-51A Waverider — кто мощнее

В обозримом будущем у России появится еще одна гиперзвуковая ракета, получившая название «Острота». Она станет частью сил неядерного сдерживания. В 2022 году намечено начало ее лётных испытаний. Таким образом, к трем гиперзвуковым боеприпасам — «Кинжал», «Авангард» и «Циркон» — прибавится и четвертый. Причем эта ракета по сравнению с тремя своими «старшими сестрами» будет иметь существенно меньшие габариты и массу.

О ракете «Острота», которая разрабатывается в МКБ «Радуга» им. А.Я. Березняка, газете «Известия» сообщил источник в оборонном ведомстве.

Характеристики «Остроты» не приводятся. Но источник «Известий» поделился ценной информацией, которая свидетельствует о том, что это будет первая российская ракета с двигателем нового типа.

На «Кинжале» и «Цирконе» установлены твердотопливные реактивные двигатели, работающие на смесевом топливе, которое одновременно является и топливом и окислителем. «Авангард» двигателя не имеет, он приобретает гиперзвуковую скорость от ракеты-носителя, от которой впоследствии отделяется.

Вот что говорится о перспективной «Остроте»: «Специально для новой сверхскоростной ракеты разработан прямоточный воздушно-реактивный двигатель, известный под обозначением „изделие 71“. Его создание поручено Тураевскому машиностроительному КБ „Союз“ (входит в корпорацию „Тактическое ракетное вооружение“)».

То есть речь идет о создании гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ГПВРД).

Конструкция ГПВРД проста, количество подвижных элементов минимально. Схематично он представляет собой две воронки, которые соединены друг с другом узкими отверстиями. Через первую воронку (широкий раструб) поступает воздух, это воздухозаборник. В месте сужения воздух смешивается с топливом, и эта смесь сгорает.

Выход второй воронки — это сопло, обеспечивающее реактивную тягу. Теоретически ГПВРД может развивать скорость до 25 М, но практический потолок ниже — порядка 17 М-19 М.

Достоинство ГПВРД состоит в том, что, в отличие от жидкостного реактивного двигателя (ЖРД) (как на космических ракетах), не требуется заряжать ракету сжиженным окислителем, в данном случае кислородом. Кислород берется из воздуха.

Однако ГПВРД обладает существенным недостатком — его можно запустить лишь на скорости, превышающей 3 М. Поэтому гиперзвуковую ракету с ГПВРД приходится разгонять либо при помощи твердотопливного ускорителя, либо использовать для запуска какой-либо носитель — ракету или самолет. Если схема этого двигателя проста, то он имеет ряд существенных особенностей, отличающих его от ЖРД. Как, например, меньшая эффективность воздуха в сравнении с жидким кислородом. Проще говоря, ГПВРД очень капризен. Что приводит к высокой сложности его разработки и испытаний.

В Советском Союзе в 70-е годы созданием летательного аппарата, скорость которого достигала бы 5 М и выше, занялось расположенное в подмосковной Дубне МКБ «Радуга», ныне входящее в состав КТРВ. Для решения этой задачи авиационный турбореактивный двигатель (ТРД) не годился. Из-за чрезмерного увеличения скоростного напора воздуха при скоростях выше 3 М падает эффективность ТРД, поскольку резкое повышение температуры поступающей в камеру сгорания воздушно-топливной смеси существенно снижает кпд. И чем выше температура, тем меньше тяга. Также существует угроза пластической деформации лопаток турбины с их последующим расплавлением.

В 80-е годы МКБ «Радуга» построила несколько опытных образцов гиперзвуковой ракеты с ГПВРД, которая получила название Х-90 («Коала» по версии НАТО). При расчетной скорости, равной 5 М, ракета весила 15 тонн, имела длину 9 метров, размах крыла — 7 метров. Предполагаемая дальность полета составляла 3000 километров.

Было совершено несколько испытательных полетов, во время которых устойчиво достигалась скорость от 3 М до 4 М. Но, несмотря на обнадеживающие результаты, в 1992 году проект был свернут в связи прекращением финансирования.

Та же самая участь постигла и разработку московского Центрального института авиационного моторостроения им. П.И. Баранова (ЦИАМ). Здесь в 1979 году стартовала НИР «Холод» по созданию ГПВРД, использующего криогенные технологии для охлаждения топлива. На базе зенитной ракеты 5В28 от ЗРК С-200 была создана летающая лаборатория, на которой испытывались различные варианты построения ГПВРД. Наивысший результат был получен в 1998 году, когда была достигнута скорость в 6,5 М.

После чего ЦИАМ совместно с целым рядом соисполнителей приступил к выполнению НИР «Холод-2». Предполагалось достигнуть скорость в 14 М. Разумеется, теоретически. Но все ограничилось постройкой макета, который показали на авиасалоне МАКС-99. И тут тоже закончились деньги.

Необходимо сказать, что российские конструкторы здорово помогли американцам, которые тогда называли нас «друзьями». Компании Boeing были проданы все результаты испытаний летающей лаборатории по теме «Холод». А последнее испытание, в 1998 году, было проведено на американские деньги. То есть Boeing получила доступ ко всем бесценным материалам.

После чего немедленно приступил к созданию гиперзвуковой ракеты X-51A Waverider с ГПВРД. По расчетам, ее скорость должна достигать 6−7 М. Испытания первого опытного образца, запускаемого с подвески стратегического бомбардировщика В-52, начались в 2010 году. Третьи испытания, состоявшиеся в 2013 году, были признаны успешными. Ракета развила скорость 5,1 М, пролетев за 6 минут 425 километров. Затем наступила длительная пауза.

Возобновились испытания в марте 2021 года. Однако прежнюю рекордную скорость достичь не удалось. К тому же непонятно, как обстоят дела с управляемостью ракеты, с перегрузочной способностью, то есть с динамикой маневрирования, с точностью наведения на цель.

Так что неясно, когда же в результате испытаний и доработок ВВС США получит долгожданную и работоспособную гиперзвуковую ракету. И когда завершатся испытания «Остроты». То есть, кто же первым начнет эксплуатировать ракету с ГПВРД?

В заключение необходимо сказать, что ракеты, создаваемой в МКБ «Радуга», еще нет, но уже выбраны для нее носители. Их пока два. Ракетоносец Дальней авиации Ту-22М3М. И бомбардировщик фронтовой авиации Су-34.

А между тем «Известия» ранее сообщали, что в 2023 году на государственные испытания должна выйти еще одна ракета с ГПВРД — «Гремлин». Ее создает тоже МКБ «Радуга». Известно лишь, что она будет развивать скорость 6 М и иметь дальность порядка 1500 км. То есть это будет более дальнобойная ракета. И, судя по всему, она имеет более высокую степень готовности, чем «Острота».

Владимир Тучков