Venäjä on kehittänyt strategisia ydinvoimia, joiden pääkomponentit ovat eri tyyppisiä mannertenvälisiä ballistisia ohjuksia, joita käytetään kiinteissä tai liikkuvissa maakomplekseissa sekä sukellusveneissä. Tämän luokan tuotteissa on havaittavia eroja, kun otetaan huomioon tietty samankaltaisuus perusideoiden ja ratkaisujen tasolla. Erityisesti käytetään erityyppisiä ja -luokkaisia rakettimoottoreita, jotka vastaavat yhden tai toisen asiakkaan vaatimuksia.
Voimalaitosten ominaisuuksien kannalta kaikki vanhentuneet, merkitykselliset ja lupaavat ICBM: t voidaan jakaa kahteen pääluokkaan. Tällaiset aseet voidaan varustaa nestemäistä polttoainetta käyttävillä rakettimoottoreilla (LPRE) tai kiinteän polttoaineen moottoreilla (kiinteiden polttoaineiden rakettimoottorit). Molemmilla luokilla on omat etunsa, joiden ansiosta ne löytävät sovelluksen eri projekteihin, eikä toistaiseksi yksikään ole pystynyt syrjäyttämään "kilpailijaa" omalta alaltaan. Voimalaitokysymys on erittäin kiinnostava ja sitä kannattaa tarkastella erikseen.
Historia ja teoria
Tiedetään, että ensimmäiset raketit, jotka ilmestyivät monta vuosisataa sitten, oli varustettu kiinteällä polttoaineella toimivilla moottoreilla, jotka käyttivät yksinkertaisinta polttoainetta. Tällainen voimalaitos säilytti asemansa viime vuosisadalle asti, jolloin luotiin ensimmäiset nestemäiset polttoainejärjestelmät. Tulevaisuudessa molempien moottoriluokkien kehitys eteni rinnakkain, vaikka nestemäiset rakettimoottorit tai kiinteät ponneaineet korvasivat aika ajoin toisiaan alan johtajina.
UR-100N UTTH -raketin laukaisu nestemäisellä moottorilla. Kuva Rbase.new-factoria.ru
Ensimmäiset pitkän kantaman ohjukset, joiden kehittäminen johti mannertenvälisten kompleksien syntymiseen, varustettiin nestemäisillä moottoreilla. Viime vuosisadan puolivälissä nestemäiset rakettimoottorit mahdollistivat haluttujen ominaisuuksien saavuttamisen käytettävissä olevilla materiaaleilla ja tekniikoilla. Myöhemmin johtavien maiden asiantuntijat alkoivat kehittää uusia ballististen ponneaineiden ja sekoitettujen ponneaineiden luokkia, minkä seurauksena syntyi kiinteitä ponneaineita, jotka sopivat käytettäväksi ICBM -laitteissa.
Tähän mennessä sekä nestemäisiä että kiinteitä ponneaineita sisältävät ohjukset ovat yleistyneet eri maiden strategisissa ydinvoimissa. On uteliasta, että venäläiset ICBM: t on varustettu molempien luokkien voimalaitoksilla, kun taas Yhdysvallat luopui nestemäisten polttoaineiden moottoreista kiinteiden polttoaineiden moottoreiden hyväksi useita vuosikymmeniä sitten. Tästä lähestymistapojen erosta huolimatta molemmat maat onnistuivat rakentamaan halutun näköisiä ohjusryhmiä tarvittavilla ominaisuuksilla.
Mannertenvälisten ohjusten alalla nestepolttoainemoottorit olivat ensimmäiset. Tällaisilla tuotteilla on useita etuja. Nestemäinen polttoaine mahdollistaa suuremman ominaisimpulssin saamisen, ja moottorin rakenne mahdollistaa työntövoiman muuttamisen suhteellisen yksinkertaisilla tavoilla. Suurin osa nestemäistä polttoainetta käyttävän raketin tilavuudesta on polttoaine- ja hapetinsäiliöitä, mikä vähentää tietyllä tavalla rungon lujuutta koskevia vaatimuksia ja yksinkertaistaa sen tuotantoa.
Samaan aikaan nestemäistä polttoainetta käyttävillä rakettimoottoreilla ja niillä varustetuilla ohjuksilla ei ole haittoja. Ensinnäkin tällainen moottori erottuu tuotannon ja käytön monimutkaisuudesta, mikä vaikuttaa negatiivisesti tuotteen hintaan. Ensimmäisten mallien ICBM -laitteilla oli haittapuoli, koska ne olivat monimutkaisia lanseeraukseen. Polttoaineen ja hapettimen tankkaus suoritettiin juuri ennen lähtöä, ja lisäksi joissakin tapauksissa siihen liittyi joitain riskejä. Kaikki tämä vaikutti negatiivisesti ohjusjärjestelmän taisteluominaisuuksiin.
R-36M nestemäistä polttoainetta sisältävät ohjukset kuljetus- ja laukaisusäiliöissä. Kuva Rbase.new-factoria.ru
Kiinteän polttoaineen rakettimoottorilla ja sen perusteella rakennetulla raketilla on positiivisia puolia ja etuja nestejärjestelmään verrattuna. Tärkein plus on alhaisemmat tuotantokustannukset ja yksinkertaistettu muotoilu. Kiinteillä ponneaineilla ei myöskään ole aggressiivisen polttoainevuodon riskiä, ja lisäksi ne erottuvat mahdollisuudesta pidempään varastoida. ICBM-lennon aktiivisen vaiheen aikana kiinteän polttoaineen moottori tarjoaa paremman kiihtyvyysdynamiikan, mikä vähentää onnistuneen sieppauksen todennäköisyyttä.
Kiinteän polttoaineen moottori häviää nestemäiselle moottorille omassa impulssissaan. Koska kiinteän polttoaineen varauksen polttaminen on lähes hallitsematonta, moottorin työntövoiman säätö, pysäytys tai uudelleenkäynnistys edellyttävät monimutkaisia erityisiä teknisiä keinoja. Kiinteän polttoaineen rakettirunko suorittaa polttokammion tehtävät ja sen on siksi oltava riittävän luja, mikä asettaa erityisiä vaatimuksia käytettäville yksiköille ja vaikuttaa myös kielteisesti tuotannon monimutkaisuuteen ja kustannuksiin.
Rakettimoottori, kiinteän polttoaineen rakettimoottori ja strategiset ydinvoimat
Tällä hetkellä Venäjän strategiset ydinvoimat on aseistettu noin kymmenellä eri luokan ICBM: llä, jotka on suunniteltu ratkaisemaan kiireellisiä taistelutehtäviä. Strategiset ohjusjoukot (Strategic Missile Forces) käyttävät viiden tyyppisiä ohjuksia ja odottavat kahden uuden kompleksin ilmestymistä. Yhtä monta ohjusjärjestelmää käytetään merivoimien sukellusveneissä, mutta pohjimmiltaan uusia ohjuksia ei ole vielä kehitetty "ydinkolmikon" merivoimien komponentin eduksi.
Huomattavasta iästään huolimatta UR-100N UTTH- ja R-36M / M2-ohjukset ovat edelleen joukkoissa. Tällaiset raskaan luokan ICBM: t sisältävät useita vaiheita omilla nestemäisten polttoaineiden moottoreilla. Suurella massalla (yli 100 tonnia UR-100N UTTKh ja noin 200 tonnia R-36M / M2) kahdella ohjustyypillä on merkittävä polttoaineen syöttö, mikä takaa raskaan taistelupään lähettämisen useille vähintään 10 tuhatta kilometriä.
Yleiskuva RS-28 "Sarmat" -raketista. Piirustus "Valtion ohjuskeskus" / makeyev.ru
Viidenkymmenen luvun lopusta lähtien maassamme on tutkittu kiinteiden ponneaineiden käytön ongelmaa lupaavissa ICBM -laitteissa. Ensimmäiset todelliset tulokset tällä alalla saatiin 1970 -luvun alussa. Viime vuosikymmeninä tämä suunta on saanut uuden sysäyksen, jonka ansiosta on ilmestynyt koko joukko kiinteitä polttoaineita sisältäviä ohjuksia, jotka edustavat nykyaikaiseen teknologiaan perustuvien yleisten ideoiden ja ratkaisujen johdonmukaista kehitystä.
Tällä hetkellä strategisilla ohjusvoimilla on RT-2PM Topol-, RT-2PM2 Topol-M- ja RS-24 Yars -ohjuksia. Samaan aikaan kaikkia tällaisia ohjuksia käytetään sekä kaivoksilla että liikkuvilla maanheittimillä. Kolmen tyyppiset raketit, jotka on luotu yleisten ideoiden pohjalta, on rakennettu kolmivaiheisen järjestelmän mukaisesti ja ne on varustettu kiinteällä polttoaineella toimivilla moottoreilla. Asiakkaan vaatimukset täyttäneet hankkeiden laatijat onnistuivat minimoimaan valmiiden ohjusten mitat ja painon.
RT-2PM-, RT-2PM2- ja RS-24-kompleksien ohjusten pituus on enintään 22,5-23 m ja halkaisija enintään 2 m. 1-1, 5 tonnia. Topol-ohjukset on varustettu yksiosainen taistelukärki, kun taas Yarsissa on tunnettujen tietojen mukaan useita erillisiä taistelukärkiä. Lentoetäisyys on vähintään 12 tuhatta kilometriä.
On helppo nähdä, että kun peruslento-ominaisuudet ovat vanhempien nestemäisten polttoaineohjusten tasolla, kiinteän polttoaineen Topoli ja Yars erottuvat pienemmistä mitoistaan ja laukaisupainostaan. Kaiken tämän ansiosta niillä on kuitenkin pienempi hyötykuorma.
Topolin liikkuva maaperäkompleksi. Kuva Venäjän federaation puolustusministeriöstä
Jatkossa strategisten ohjusjoukkojen pitäisi saada useita uusia ohjusjärjestelmiä. Näin ollen RS-26 Rubezh -hanke, joka luotiin vaihtoehtona Yars-järjestelmän edelleen kehittämiselle, mahdollistaa jälleen monivaiheisen järjestelmän käytön kiinteillä ponneaineilla kaikissa vaiheissa. Aiemmin oli tietoa, jonka mukaan "Rubezh" -järjestelmä on tarkoitettu korvaamaan ikääntyvät RT-2PM "Topol" -kompleksit, jotka vaikuttivat sen arkkitehtuurin pääpiirteisiin. Tärkeimpien teknisten ominaisuuksiensa suhteen "Rubezh" ei saisi poiketa merkittävästi "Topolista", vaikka on mahdollista käyttää erilaista hyötykuormaa.
Toinen lupaava kehitys on RS-28 Sarmat raskas ICBM. Virallisten tietojen mukaan tämä hanke edellyttää kolmivaiheisen raketin luomista nestemäisten ponneaineiden kanssa. On kerrottu, että Sarmat -ohjuksen pituus on noin 30 metriä ja sen laukaisupaino on yli 100 tonnia. Se pystyy kuljettamaan "perinteisiä" erityisiä taistelukärkiä tai uudentyyppistä hypersonic -iskujärjestelmää. Riittävien ominaisuuksien omaavien nestepolttoainekäyttöisten rakettimoottoreiden käytön vuoksi sen odotetaan saavuttavan suurimman lentoetäisyyden 15-16 tuhatta kilometriä.
Merivoimilla on käytettävissään useita ICBM -tyyppejä, joilla on erilaiset ominaisuudet ja ominaisuudet. Strategisten ydinvoimien merivoimien komponentin ydin on tällä hetkellä R-29RM-perheen sukellusveneiden ballistiset ohjukset: R-29RM, R-29RMU1, R-29RMU2 "Sineva" ja R-29RMU2.1 "Liner". Lisäksi uusin R-30 Bulava -ohjus tuli arsenaaleihin muutama vuosi sitten. Sikäli kuin tiedetään, Venäjän teollisuus kehittää nyt useita hankkeita sukellusveneiden ohjusten modernisoimiseksi, mutta pohjimmiltaan uusien kompleksien luomisesta ei puhuta.
Sukellusveneiden kotimaisten ICBM -laitteiden alalla on suuntauksia, jotka muistuttavat "maa" -kompleksien kehitystä. Vanhemmilla R-29RM-tuotteilla ja kaikilla niiden modernisointivaihtoehdoilla on kolme vaihetta ja ne on varustettu useilla nestemäisillä moottoreilla. Tällaisen voimalaitoksen avulla R-29RM-ohjus pystyy toimittamaan neljä tai kymmenen eri tehoista taistelukärkeä, joiden kokonaispaino on 2, 8 tonnia vähintään 8300 km: n etäisyydellä. 29MR2 "Sineva" on tarkoitettu uusien navigointi- ja ohjausjärjestelmien käyttöön. Saatavilla olevasta taistelukuormasta riippuen 14,8 m pitkä ja 40,3 tonnin painoinen raketti pystyy lentämään jopa 11,5 tuhannen kilometrin etäisyydellä.
Topol-M-ohjuksen lataaminen siilonheittimeen. Kuva Venäjän federaation puolustusministeriöstä
R-30 Bulava -sukellusveneohjuksen uudempi projekti päinvastoin edellytti kiinteän polttoaineen moottoreiden käyttöä kaikissa kolmessa vaiheessa. Tämä mahdollisti muun muassa raketin pituuden lyhentämisen 12,1 metriin ja laukaisupainon 36,8 tonniin. jopa 8-9 tuhatta km. Ei niin kauan sitten julkistettiin "Bulavan" uuden modifikaation kehittäminen, joka eroaa eri mitoista ja lisääntyneestä painosta, minkä vuoksi on mahdollista lisätä taistelukuormaa.
Kehityssuuntaukset
Tiedetään, että Venäjän komento on viime vuosikymmeninä luottanut lupaavien kiinteiden ponneaineiden ohjusten kehittämiseen. Tuloksena oli Topol- ja Topol-M-kompleksien johdonmukainen ulkonäkö ja sitten Yars ja Rubezh, joiden ohjukset on varustettu kiinteillä ponneaineilla. LRE puolestaan pysyy vain suhteellisen vanhoilla "maa" -ohjuksilla, joiden toiminta on jo päättymässä.
Nestepolttoainekomponenttien täydellistä luopumista ei kuitenkaan ole vielä suunniteltu. Korvaa nykyiset UR-100N UTTKh ja R-36M / M2, uusi tuote RS-28 "Sarmat", jolla on samanlainen voimalaitos. Näin ollen nestemäistä polttoainetta käyttäviä moottoreita käytetään lähitulevaisuudessa vain raskaan luokan ohjuksissa, kun taas muut kompleksit varustetaan kiinteän polttoaineen järjestelmillä.
Tilanne sukellusveneiden ballististen ohjusten kanssa näyttää samalta, mutta siinä on joitain eroja. Merkittävä määrä nestepolttoaineohjuksia on myös tällä alueella, mutta ainoa uusi hanke koskee kiinteiden ponneaineiden käyttöä. Tapahtuman jatkokehitystä voidaan ennustaa tutkimalla sotilasosaston nykyisiä suunnitelmia: sukellusvenelaivaston kehittämisohjelma osoittaa selvästi, millä ohjuksilla on suuri tulevaisuus ja mitkä poistetaan käytöstä ajan myötä.
Itseliikkuva kantoraketti RS-24 "Yars". Kuva Vitalykuzmin.net
Vanhemmat R-29RM-ohjukset ja niiden uusimmat muutokset on tarkoitettu hankkeiden 667BDR ja 667BDRM ydinsukellusveneisiin, kun taas R-30 on kehitetty käytettäväksi hankkeen 955 uusimpien ohjusten kuljettajien kanssa. 667-perheen alukset kuluttavat vähitellen resurssejaan ja lopulta. poistettava käytöstä moraalisen ja fyysisen vanhentumisen vuoksi. Yhdessä heidän kanssaan laivasto joutuu luopumaan R-29RM-perheen ohjuksista, jotka yksinkertaisesti jäävät ilman kuljettajia.
Projektin 955 "Borey" ensimmäiset ohjus -sukellusveneiden risteilijät on jo hyväksytty laivaston taisteluvoimaan, ja lisäksi uusien sukellusveneiden rakentaminen jatkuu. Tämä tarkoittaa sitä, että laivasto saa lähitulevaisuudessa merkittävän joukon Bulava -ohjuskuljettajia. Palvelu "Borejev" jatkuu useita vuosikymmeniä, ja siksi R-30-ohjukset ovat käytössä. Tällaisista aseista on mahdollista luoda uusia muutoksia, jotka voivat täydentää ja korvata perusversion ICBM: t. Tavalla tai toisella R-30-perheen tuotteet korvaavat lopulta ikääntyvät R-29RM-ohjukset strategisten ydinvoimien merivoimien osana.
Hyödyt ja haitat
Nykyaikaisissa strategisissa ohjuksissa käytettävillä eri luokkien rakettimoottoreilla on omat hyvät ja huonot puolensa. Nestemäiset ja kiinteät polttoainejärjestelmät ylittävät toisiaan joillakin parametreilla, mutta menettävät toisilla. Tämän seurauksena asiakkaiden ja suunnittelijoiden on valittava voimalaitostyyppi vaatimustensa mukaisesti.
Perinteinen nestemäistä polttoainetta käyttävä moottori eroaa kiinteän polttoaineen rakettimoottoreista korkeammilla ominaisimpulssinopeuksilla ja muilla eduilla, mikä mahdollistaa hyötykuorman lisäämisen. Samaan aikaan vastaava nestemäisen polttoaineen ja hapettimen syöttö lisää tuotteen mittoja ja painoa. Näin ollen nestemäistä polttoainetta käyttävä raketti osoittautuu optimaaliseksi ratkaisuksi suuren määrän siilokäynnistimien käyttöönoton yhteydessä. Käytännössä tämä tarkoittaa, että tällä hetkellä merkittävä osa laukaisusiloista on R-36M / M2- ja UR-100N-UTTKh-ohjuksia, ja tulevaisuudessa ne korvataan lupaavalla RS-28 "Sarmatilla".
Topol-, Topol-M- ja Yars-tyyppisiä raketteja käytetään sekä kaivosten asennuksissa että osana liikkuvia maaperäjärjestelmiä. Jälkimmäisen mahdollisuuden tarjoaa ensinnäkin ohjusten pieni laukaisupaino. Enintään 50 tonnin painoinen tuote voidaan sijoittaa erityiselle moniakseliselle alustalle, mitä ei voida tehdä olemassa olevilla tai hypoteettisilla nestepolttoaineohjuksilla. Uusi RS-26 "Rubezh" -kompleksi, jota pidetään "Topolin" korvaajana, perustuu myös samanlaisiin ajatuksiin.
Sukellusveneohjus R-29RM. Piirustus "Valtion ohjuskeskus" / makeyev.ru
Kiinteillä ponneaineilla varustettujen rakettien ominaispiirteellä koon ja painon pienenemisenä on merkitystä myös merivoimien aseistuksessa. Sukellusveneohjuksen tulee olla mahdollisimman pieni. R-29RM- ja R-30-ohjusten mittojen ja lento-ominaisuuksien suhde osoittaa tarkalleen, miten tällaisia etuja voidaan käyttää käytännössä. Toisin kuin edeltäjänsä, uusin Project 955 -ydinsukellusvene ei tarvitse suurta kansirakenteen yläosaa peittävää päällirakennetta.
Kuitenkin painon ja mittojen pienentäminen maksaa. Kevyemmät kiinteän polttoaineen ohjukset eroavat muista kotimaisista ICBM-koneista pienemmällä taistelukuormalla. Lisäksi kiinteiden ponneaineiden rakettimoottorien spesifisyys johtaa pienempään täydellisyyteen verrattuna nestemäistä polttoainetta käyttäviin raketteihin. Todennäköisesti tällaiset ongelmat kuitenkin ratkaistaan luomalla tehokkaampia taisteluyksiköitä ja ohjausjärjestelmiä.
***
Huolimatta pitkästä tutkimus- ja kehitystyöstä sekä monista kiistoista, nestemäisten ja kiinteiden ponnekaasumoottorien ehdollinen vastakkainasettelu ei ole vielä päättynyt yhden "kilpailijan" ehdottomaan voittoon. Päinvastoin, Venäjän armeija ja insinöörit tulivat tasapainoiseen johtopäätökseen. Erilaisia moottoreita käytetään alueilla, joilla ne voivat näyttää parhaat tulokset. Näin ollen kevyet ohjukset maanpäällisiin liikkuviin komplekseihin ja sukellusveneisiin saavat kiinteitä ponneaineita, kun taas raskaat ohjukset, joissa on siilo, sekä nyt että tulevaisuudessa, olisi varustettava nestemäisillä ponneaineilla.
Nykyinen tilanne, kun otetaan huomioon olemassa olevat mahdollisuudet ja näkymät, tällainen lähestymistapa näyttää loogisimmalta ja menestyneimmältä. Käytännössä sen avulla voit saavuttaa parhaan tuloksen vähentämällä huomattavasti negatiivisten tekijöiden vaikutusta. On täysin mahdollista, että tällainen ideologia säilyy tulevaisuudessa, myös lupaavia tekniikoita käytettäessä. Tämä tarkoittaa, että lähitulevaisuudessa ja kaukana tulevaisuudessa Venäjän strategiset ydinvoimat voivat vastaanottaa nykyaikaisia mannertenvälisiä ballistisia ohjuksia, joilla on korkeimmat mahdolliset ominaisuudet ja taisteluominaisuudet, jotka vaikuttavat suoraan ennaltaehkäisyn tehokkuuteen ja maan turvallisuuteen.
