Uudelleenkäytettävät raketit: kustannustehokas ratkaisu nopeaan maailmanlaajuiseen lakkoon

Sisällysluettelo:

Uudelleenkäytettävät raketit: kustannustehokas ratkaisu nopeaan maailmanlaajuiseen lakkoon
Uudelleenkäytettävät raketit: kustannustehokas ratkaisu nopeaan maailmanlaajuiseen lakkoon

Video: Uudelleenkäytettävät raketit: kustannustehokas ratkaisu nopeaan maailmanlaajuiseen lakkoon

Video: Uudelleenkäytettävät raketit: kustannustehokas ratkaisu nopeaan maailmanlaajuiseen lakkoon
Video: Piisami ui vedessä 2024, Maaliskuu
Anonim

2000 -luvun alussa avaruustutkimuksessa tapahtui vallankumous. Hiljaa, melkein huomaamattomasti, ilman monen miljardin dollarin kansallisia hankkeita, kuten kuun etsintäohjelmaa tai Space Shuttle -ohjelmaa uudelleenkäytettävien avaruusalusten luomiseksi. Tietenkin puhumme kaupallisista uudelleenkäytettävistä avaruusaluksista ja ennen kaikkea Elon Muskin SpaseX -yhtiön uudelleenkäytettävistä raketteista.

Kuva
Kuva

Hän ei kuitenkaan lepää laakereillaan pitkään, muut yksityiset yritykset, mukaan lukien kiinalaiset, hengittävät hänen kaulaansa. Esimerkiksi kiinalainen LinkSpace -yritys laukaisi 10. elokuuta 2019 RLV -raketin, joka nousi 300 metrin korkeuteen ja palasi laukaisualustalle 50 sekunnin kuluttua. Vuonna 2020 on tarkoitus laukaista RLV-T16-raketti, joka pystyy saavuttamaan 150 kilometrin korkeuden. Yksityiset yritykset suunnittelevat rakentavansa uudelleenkäytettäviä avaruusaluksia kaikentyyppisille kuormille - useista sadoista kilogrammoista kymmeniin tai satoihin tonneihin.

Kuva
Kuva

Uudelleenkäytettävien avaruusalusten laaja käyttö, jota voidaan käyttää uudelleen jopa 100 kertaa ja jopa 10 kertaa ilman korjaustöitä, alentaa merkittävästi hyötykuorman kiertoradalle laskemisesta aiheutuvia kustannuksia, mikä puolestaan kannustaa kaupallisten avaruusmarkkinoiden kehitystä.

Ei ole epäilystäkään siitä, että mahdollisuus saattaa hyötykuorma kiertoradalle halvemmalla kiinnostaa myös armeijaa. Ensinnäkin nämä ovat perinteisiä tiedustelu- ja viestintäsatelliitteja, joiden tarve kasvaa koko ajan, kun otetaan huomioon satelliittien kautta ohjattavien kaukomatkattomien ilma-alusten (UAV) laivaston kasvu.

Tulevaisuudessa mahdollisuus käynnistää hyötykuorma minimaalisilla kustannuksilla voi johtaa "avaruudesta pintaan" -luokan kiertoradalle.

Uudelleenkäytettävät raketit: kustannustehokas ratkaisu nopeaan maailmanlaajuiseen lakkoon
Uudelleenkäytettävät raketit: kustannustehokas ratkaisu nopeaan maailmanlaajuiseen lakkoon

Uudelleenkäytettävissä kaupallisissa ohjuksissa voi kuitenkin olla muita sotilaallisia sovelluksia.

Liukuvat hypersoniset taistelupäät

Vuodesta 2003 lähtien Defence Advanced Research Projects Agency (DARPA) on yhdessä Yhdysvaltain ilmavoimien kanssa osana Rapid Global Strike -ohjelmaa kehittänyt Falcon HTV-2 (Hypersonic Test Vehicle) -ohjattua taistelukärkeä, joka on suunniteltu yliäänisen nopeuden lennoille.. Yhdysvaltain armeija kehittää samanlaista hanketta AHW (Advanced Hypersonic Weapon - lupaava hypersonic -ase).

Kuva
Kuva

Falcon HTV -2- ja AHW -projekteilla on samanlainen asettelu - suunnittelematon liukukärki tuodaan tietylle korkeudelle kantoraketilla, sitten se erottuu ja liukuu yliäänisellä nopeudella kohteeseen. Taistelukärkien arvioidun lentoetäisyyden tulisi olla 6000-7600 kilometriä, lennonopeudella 17-22 M (5, 8-7, 5 km / s). Näin ollen, kun otetaan huomioon aika, joka tarvitaan raketin saavuttamiseen taistelupään pudotuksen korkeuteen, kohteen osumisaika on noin 20-30 minuuttia.

Kuva
Kuva

Falcon HTV-2 -kärkikynien vetämiseksi ehdotetaan Minotaur-IV-kantorakettien (LV) tai LGM-30G Minuteman-III-mannertenvälisten ballististen ohjusten (ICBM) käyttöä. AHW-hypersonic-yksiköiden testaamiseen käytettiin kolmivaiheista kiinteää polttoainetta käyttävää STARS-rakettia.

Vastaava hanke on toteutettu Venäjällä - hypersonic -ohjattu taistelupää osana UR -100N UTTH ICBM: n käynnistämää Avangard -kompleksia. Tähän suuntaan Venäjä on Yhdysvaltoja edellä - jo vuonna 2019 on tarkoitus ottaa käyttöön Avangard -kompleksi. Taistelupään lentonopeuden tulisi olla noin 27 M (9 km / s), lentoalue on mannertenvälinen. Samaan aikaan on olemassa perustavanlaatuinen ero - Venäjän taistelukärki on varustettu ydinkärjellä, kun taas Yhdysvallat harkitsee ydinaseettomien hypersonic -päiden käyttöä. Ei-ydinkärki asettaa korkeita vaatimuksia taistelukärkien tarkkuudelle.

Kuva
Kuva

Vaihtoehtoinen ratkaisu on hypersonic-ohjukset, jotka laukaistiin strategisista lentokoneista, kuten amerikkalaisesta X-51 Waveriderista tai venäläisestä 3M22 Zirconista. X-51- ja 3M22-ohjukset ovat monipuolisempia kuin kantorakettien laukaisemat hypersoniset taistelukärjet ja mahdollisesti halvempia. Niiden kantama ja nopeus ovat kuitenkin huomattavasti pienemmät kuin liukukärkien-noin 500-2000 km ja 5-8 M (1, 7-2, 7 km / s). Pienempi nopeus ja lentomatka eivät salli reaktioaikaa, joka on verrattavissa siihen, mikä on mahdollista hypersonic -liukukärkien kanssa. Pommikoneen ja hypersonic-ohjuksen lentoaika on noin viisi tuntia, kun se iskee alueella 6000-7000 tai enemmän, kun taas hypersonic-liukukärki voi iskeä puolen tunnin sisällä, mikä voi olla kriittistä joillekin tehtäville.

Kuva
Kuva
Kuva
Kuva

Yllä oleva vertailu ei tarkoita yhden tai toisen asetyypin hylkäämistä, vaan osoittaa vain kunkin aseen käytön kapeuden. Tässä "työnjaossa" hypersonic-liukuyksiköille annetaan tehtävä osua korkean prioriteetin kohteisiin-komentoasemiin, päätöksentekokeskuksiin jne.

Nopea maailmanlaajuinen lakko ja VIP -terror

Artikkeli Strategiset tavanomaiset joukot: kuljettajat ja aseet harkitsivat yliäänisten taistelupään asentamista ICBM -laitteisiin, joiden käyttöehdot päättyvät. Tämä päätös on täysin perusteltu, ja Yhdysvaltain asevoimat harkitsevat juuri tätä päätöstä Rapid Global Strike -ohjelman puitteissa.

Myös BSU -ohjelma herättää monissa skeptisyyttä, jostain syystä se vastustaa aina ydinaseita. Itse asiassa sillä ei ole vaikutusta ydinsuojaan. Vaikka START-3-sopimuksessa ydinaseettomat taistelulaitteet lasketaan ydinaseiden tasolle, mikä teoriassa voisi johtaa ydinaseiden määrän vähenemiseen Yhdysvalloissa, itse asiassa heti BSU-ohjelman kehittyessä ja taistelukärkien määrä alkaa kasvaa, START-3-sopimus vanhenee jo, ja jos ei, niin Yhdysvallat vetäytyy siitä yhtä helposti kuin se vetäytyi ABM-sopimuksesta ja INF-sopimuksesta syyttää Venäjää siitä.

Toinen vastalause on, että BSU -varojen käyttö aloittaa kolmannen maailmansodan. On ymmärrettävä, että Yhdysvallat ei missään tapauksessa aio käyttää BSU -varoja Venäjää vastaan nykyisellä asevoimien kehitystasolla. Ja myös Kiinaa vastaan. Mutta Iranin tai Venezuelan kaltaisista maista voi hyvinkin tulla kohteita BSU: lle, joka saa ensimmäisen katkaisuiskun.

Artikkelissa Strategiset tavanomaiset aseet. Strategisten tavanomaisten aseiden vahingontehtävä on muotoiltu seuraavasti:. Tähän voit lisätä -.

BSU: n varoihin käytetyt aineelliset resurssit maksetaan satakertaisesti takaisin pelastamalla yleisjoukkojen joukot ja keinot. Joissakin tapauksissa, esimerkiksi jos vihollisen johto poistetaan, sotilaallinen konflikti voi päättyä ennen kuin se alkaa. Yhdysvallat voi hyvin toteuttaa tällaisen skenaarion esimerkiksi Venezuelassa. BSU: n avulla likvidoidaan vakiintunut presidentti ja samalla järjestetään seuraava "värillinen" vallankumous, eikä mikään säiliö, lentokone ja laiva auta välttämään tällaista skenaariota.

Edellä esitetyn perusteella voidaan tehdä vielä yksi johtopäätös - Rapid Global Strike -ase tai strateginen tavanomainen ase on ihanteellinen keino VIP -terroriin, toisin sanoen vihollisen ylimmän johdon fyysiseen eliminointiin

Millään muulla aseella ei ole tällaisia ominaisuuksia. Pelkästään tämän tyyppisten nopeiden maailmanlaajuisten iskujen tai strategisten tavanomaisten aseiden läsnäolo palveluksessa pakottaa vihollisen johtajuuden käyttäytymään varovasti sotilaallisia, poliittisia ja taloudellisia päätöksiä tehdessään tai pakottaa heidät elämään välittömän tuhon uhalla.

Joissakin tapauksissa ICBM: t eivät ehkä ole kaikkein optimaalisin kantaja hypersonic -liukukärkille, eivätkä myöskään halvimmat. Onko olemassa muita tehokkaampia kantolaitteita hypersonic -liukukärkille?

Uudelleenkäytettävä ohjus hypersonic -taistelukärkien kantajana

Lupaavista uudelleenkäytettävistä ohjuksista, jotka perustuvat kaupallisiin tuotteisiin, voi tulla tehokkain ja halvin tapa pudottaa taistelupäät.

Internetiin julkaistun avoimen tiedon perusteella hypersonic -taistelukärkien heittokorkeuden tulisi olla noin 100 kilometriä. Falcon HTV-2: n hypersonic-taistelublogien arvioidun massan tulisi olla 1100-1800 kg.

LEO: lle toimitetun Falcon-9-raketin hyötykuorma (200 km) on 13-16 tonnia. Falcon-9: n uusimman version toisen vaiheen kokonaismassa on 111 tonnia, toinen vaihe on erotettu ensimmäisestä noin 70 km: n korkeudessa. Falcon 9: n ensimmäistä vaihetta on tarkoitus käyttää jopa 10 kertaa, ja kun huolto suoritetaan 10 lennon jälkeen, sitä voidaan käyttää jopa 100 kertaa.

Kuva
Kuva

Voidaan olettaa, että Falcon-9 LV: n ensimmäinen vaihe riittää hypersonisten taistelukärkien laukaisemiseen. Toisen, 111 tonnia painavan vaiheen luopuminen mahdollistaa oletettavasti noin 10 hypersonic-taistelukärjen painamisen 1100-1800 kg: n kumpikin 100 kilometrin korkeuteen.

Kaupalliseen raketteihin sovellettujen tekniikoiden perusteella voidaan luoda muita pieniä uudelleenkäytettäviä kantoraketteja määrätyillä kuormituksilla, jolloin saadaan yksi tai kaksi hypersonic -taistelukärkeä, minkä jälkeen kantoraketti laskeutuu ja käytetään uudelleen.

Jos puhumme taistelukuorman kasvusta, ei voi muistaa, että SpaсeX aikoo rakentaa täysin uudelleenkäytettävän kaksivaiheisen BFR-ohjuksen, jolla on kyky laukaista jopa 100 tonnin painoinen hyötykuorma LEO: lle. Internetissä keskustellaan jo mahdollisuudesta käyttää lupaavaa BFR: ää kiertoradan pommikoneena iskemiseen ohjattujen volframitankojen kanssa.

Kuva
Kuva

Jos vedämme analogian Falcon-9-kantoraketin ensimmäisen vaiheen käytön kanssa, BFR-kantorakettin-Super Heavy (Super Heavy)-ensimmäinen vaihe pystyy käyttämään 55-85 hypersonic-taistelukärkeä.

Toisaalta BFR: n kehittäminen ei ole vielä päättynyt, joten on hieman ennenaikaista puhua sen sotilaallisesta käytöstä. Toisaalta Elon Musk on päättänyt lopettaa tämän ohjuksen rakentamisen. SpaceX: n suunnitelmien mukaan sen pitäisi korvata kaikki yhtiön käyttämät ohjukset, myös Falcon-9-kantoraketti.

Herää kysymys, miksi tällaisen lupaavan kehityksen pitäisi kadota? SpaсeX-yritys voi mukauttaa Falcon-9: n ensimmäisen vaiheen tai myydä kaiken tämän raketin kehityksen armeijalle keskittyen täysin BFR: ään. Armeija puolestaan saa ainutlaatuisen uudelleenkäytettävän alustan liukuvien hypersonisten taistelupään tai muiden hyötykuormien laukaisemiseen.

Perusta

Uudelleenkäytettävien ohjusten ongelma on se, että toisin kuin pommikoneet, et voi laskea niitä lentokentälle, mutta tällaisten aseiden sijoittamiseen on riittävästi vaihtoehtoja.

Jos kantorakettia, jossa on liukuvat hypersoniset taistelukärjet, käytetään Yhdysvaltojen eteläosassa (esimerkkinä Cape Canaveralin avaruusportti), lähes koko Latinalainen Amerikka on kärsineellä alueella. Jos se sijoitetaan Alaskaan, suurin osa Venäjältä, Kiinasta ja koko Pohjois -Koreasta on kärsineellä alueella. Edellyttäen, että taistelukärkien kantama on 6000-7000 kilometriä eikä se ole mannertenvälinen, kuten Avangard-kompleksi.

Kuva
Kuva
Kuva
Kuva

Yhdysvallat voi käyttää kantorakettia, jossa on liukuvat hypersoniset taistelupäät Euroopassa tai Aasiassa, Yhdysvallat voi käyttää satelliittiensa aluetta. On epätodennäköistä, että Puola, Romania tai Japani uskaltaisi kieltää ylimiehensä näin vähän.

Lisäksi kun otetaan huomioon, että yksityiset sotilasyritykset (PMC) ovat jo aseistettuja taistelulentokoneilla, ei voi muuta kuin olettaa skenaariota, jossa PMC: t vuokrattaisivat paikkoja, joilla laukaistaan hypersonic -taistelukärkiä suunnittelevia kantoraketteja ja jotka toimitetaan Yhdysvaltain asevoimille. kaupallinen perusta pyynnöstä.

Lopuksi ei voida sulkea pois sellaista vaihtoehtoa kuin Sea Launch -kaupallisen hankkeen kaltaisten offshore -laukaisualustojen luominen. Falcon-9-kantoraketin paino- ja kokoominaisuudet ovat verrattavissa Zenit-3SL-kantoraketin ominaisuuksiin, joten ongelmia ei pitäisi olla.

Kuva
Kuva

Ottaen huomioon, että vain ensimmäinen vaihe, jossa on taistelukuorma, on käynnistettävä, kaksi kantorakettia, joissa kummassakin on kymmenen liukuvaa hypersonista taistelukärkeä, voidaan sijoittaa kelluvaan kosmodromiin. Kun kelluva kosmodromi sijaitsee Välimerellä, lähes koko Afrikka, Persianlahti, Pakistan, osittain Keski -Aasia, Kiina ja suurin osa Venäjän federaation alueesta kuuluvat kärsivälle alueelle. Kantoraketti voi laskeutua olemassa oleville ASDS (Autonomous spaceport drone ship) offshore-alustoille, joita käytetään Falcon-9-kantoraketin ensimmäisen vaiheen laskeutumiseen, tai vastaavat niiden perusteella kehitetyt alukset / alustat.

Kuva
Kuva
Kuva
Kuva

Kysymys voidaan esittää: jos Venäjää tai Kiinaa ydinvoimina ei pidetä BSU: n kohteena, niin miksi on ilmoitettu, että niiden alue on vaikutusalueella? Vastaus on yksinkertainen, BSU on tekijä, joka on otettava huomioon. Jos Mk-41-kantorakettien sijoittaminen Eurooppaan on aiheuttanut niin paljon melua, mitä tapahtuu, kun Välimerelle ilmestyy kelluva kosmodromi, jossa on kantoraketti liukuvilla hypersonisilla taistelukärjillä …

Asian taloudellinen puoli

Kantoraketin ensimmäisen vaiheen hinta on 60–70% sen kokonaiskustannuksista. Falcon-9: n ilmoitettu laukaisukustannus on 60-80 miljoonaa dollaria, ensimmäisen vaiheen kustannukset ovat 36-56 miljoonaa dollaria. Vaikka otetaan huomioon Falcon-9: n ensimmäisen vaiheen kymmenkertainen käyttö, vetäytymiskustannukset ovat 3, 6-5, 6 miljoonaa dollaria, polttoaineen hinta on noin 500 tuhatta dollaria käynnistyksestä. Näin ollen 10 korttelin toimituskulut ovat noin 400-600 tuhatta dollaria lohkoa kohti (lukuun ottamatta itse lohkon kustannuksia). Kun Falcon-9: n ensimmäisen vaiheen resurssi on 100 laukaisua, jokaisen laukaisun hinta laskee lähes suuruusluokkaa. Tietenkin on otettava huomioon muut kulut - huolto, korjaukset, kuljetus jne., Mutta loppujen lopuksi muut asejärjestelmät eivät tule ilman lisäkustannuksia. Esimerkiksi B-2: n lennon tunti maksaa yli 150 000 dollaria, ja törmäyksessä 7 000 km: n etäisyydellä kokonaislentoaika on 10 lentotuntia, ts. yksi lento maksaa 1,5 miljoonaa dollaria.

Mitä meillä on?

Ilmeisesti hypersonic -aseiden yleisesti ja erityisesti hypersonic -taistelukärkien suunnittelun suhteen olemme edellä planeettaa.

Mutta meillä on vakavia ongelmia uudelleenkäytettävien kantorakettien kanssa tai pikemminkin ei ole ongelmia, koska itse uudelleenkäytettäviä kantoraketteja ei ole. Mutta on hankkeita, myös mielenkiintoisia, joista osa voidaan sovittaa sotilaskäyttöön. Ehkä, kuten usein tapahtuu maassamme, tämä herättää heidän siviilimuutoksensa. Puhumme tästä kuitenkin seuraavassa artikkelissa.

Suositeltava: