Обладаете ли вы информацией о том, какая ракета является самой быстрой в мире? Россия является одним из ведущих лидеров в отрасли ракетостроения. Главным конкурентом в ракетостроении РФ выступают США, которые постоянно мечтают завоевать неоспоримое лидерство в гонке вооружений. Однако, именно наши ученые создали самую быструю ракету, которая одновременно вызывает чувство гордости и уважения. Так какие же летательные аппараты на реактивной тяге являются наиболее эффективными в мире? Давайте в этом разберемся!
Фундаментальное предназначение и задачи баллистических ракет
Баллистические ракеты (БР) представляют собой особую разновидность оружия ракетного типа, траектория, скорость и движение которых полностью регулируется специальной системой управления. Определенный промежуток пути военное техническое средство преодолевает при отключенном двигателе. Таким образом, полезная нагрузка боевой части целенаправленно движется по заранее спланированной баллистической траектории.
Многоступенчатые ракеты довольно быстро развивают высокую скорость и сбрасывают отработанные ступени. Данная схема функционирования позволяет минимизировать общий вес устройств и значительно увеличить ее скорость.
Запуск БР производится при помощи специальных пусковых установок. Для этого военно-промышленный комплекс различных стран разрабатывает специальные платформы. К числу таких комплексов относятся стационарные (шахты, открытые территории) и мобильные площадки (шасси гусеничное, самолеты, корабли, субмарины)
Дальность полета, в том числе ультразвукового ракетного оружия, зависит от многих технических факторов. Таким образом, баллистические разработки классифицируются на следующие группы:
- БР малой дальности (500-1000 км);
- БР средней дальности (1,0 -5,5 тыс. км);
- БР межконтинентального типа (больше 5,5 тыс. км).
Последняя группа межконтинентальных ракет размещается на наземных и корабельных комплексах. Это придает военной разработке дополнительную мобильность и универсальность. Так, стратегические бомбардировщики способны наносить ядерные удары и поражать цели в любом уголке планеты. Данного рода вооружение является основой главных наступательных сил стран мирового первенства.
В зависимости от поставленных задач БР классифицируются на:
- Стратегические. Вооружение данного рода предназначено для уничтожения инфраструктуры противника непосредственно на его территории. Такие ракеты имеют высокую дальность полета и могут нести ядерные заряды. В результате пуск летательных аппаратов гарантирует ликвидацию крупных объектов;
- Тактические. БР имеют малую дальность полета и используются для поражения врага на территории боевых действий (позиции, техника).
Баллистическая ракета по своей траектории полета очень схожа с космической. Это предоставляет возможность отечественным инженерам создавать уникальный тип оружия. В советское время в данном направлении велись активные разработки. Например, НПО «УР-100» должна была быть использована для выведения военных спутников на орбиту. Также на базе «РТ-2ПМ» была сформирована ракета-носитель класса «Старт» и «Старт1».
Оружие ракетного типа имеет широкий спектр применения. Стратегические и тактические летательные аппараты на реактивной тяге лежат в основе безопасности многих народов и являются ключевым фактором сдерживания к масштабным войнам на планете.
Рейтинг наиболее быстрых и эффективных ракет
Американские конструкторы всегда стремятся к завоеванию пальмы первенства в ВПК. Несколько лет назад чрезмерно уверенные генералы Пентагона заявили, что самой быстрой ракетой в мире является «X 51-F Waverider». Действительно ли это так? Для этого внимательно изучим рейтинг (по возрастанию скорости):
1. «Р-12У» является наиболее быстрой ракетой со средней баллистической дальностью. Максимальная скорость данного сооружения составляет 3,8 км/с, что позволяет ему открыть рейтинг. Военная разработка является модификацией «Р-12» без промежуточного днища в резервуаре с окислителем. Данной модели характерна шахта без нагрузок ветрового типа.
Эта техническая характеристика позволяет существенно облегчить баки, прочие отсеки баллистической ракеты и не использовать специальные стабилизаторы. В конце 80-х годов XX столетия БР начала снимать с вооружения и использовалась лишь на мобильных грунтовых комплексах класса «Пионер». В 1990 году на военной базе в Белоруссии 149 единиц было уничтожено в связи с полной амортизацией.
2. «Атлас» SM-65 является одной из наиболее динамичных ракет-носителей с пределом скорости в 5,8 км/с. Летающий аппарат был принят официально на вооружение в США в 60-х года. Научные разработки данного оружия производились с 1951 года в рамках засекреченной программы «МХ-1593».
В то время разработка заняла почетное место среди ядерного арсенала мировой державы. В связи с появлением более новой ракеты, носитель был снят с баланса. SM-65 послужила фундаментальной основой для производства других модификаций.
3. «UGM-133A Trident II» относится к классу трехступенчатых БР американского производства. Летающий аппарат на реактивной тяге можно назвать одним из самых быстрых в мире. Скорость функционального устройства достигает 6-и км/с. Разработка ВПК США в рамках «Трезубца II» была начата еще в 1977 году в комплексе с «Традентом-1».
Военное сооружение в 59 тонн (стартовый показатель) было принято в ряды в 1990 году. Ракета могла разместить на борту 2,8 груза с дальностью полета в 7800 км. При уменьшении инженерами количество головок, данное расстояние увеличивалось до 11300 км.
4. «РСМ 56 Булава» представляет собой наиболее быструю БР на твердом топливе. Военная разработка числится на вооружении в РФ и развивает скорость в 6 км/с. На испытаниях было установлено, что минимальный радиус боевого воздействия составляет 8 тыс. км.
Активное участие в создании данного проекта принимали квалифицированные специалисты из Московского института теплотехники. Работа началась еще в 1998 году. Из 24 пробных пусков «РСМ 56» 5 являются успешными. Последние данные по Булаве были зафиксированы на военном полигоне 27.09.2016.
5. «Minuteman LGM-30G» является ярким представителем межконтинентальных БР, которые имеют наземное базирование. Скорость реактивного сооружения достигает 6,7 км/с с четко рассчитанной дальность полета в 10 000 км. Данный показатель тесно коррелирует с типом боеголовки, которая используется. «Минутмен 3» с 1970 года пополняет ряды вооружений США.
Шахтное базирование устройства делает его единственным в данном классе. Пробные пуски были произведены в далеких 1961-1968 годах с модификацией II и III. Ракета достигает массы в 34,4 тонны и имеет два двигателя на твердотопливной основе. Военные планируют использовать «LGM-30G» еще 15 лет.
6. «Амур 53Т6» смело занимает статус быстрой наиболее быстрой противоракеты в мире. Военное сооружение было создано для ликвидации маневренных целей и гиперзвуковых летательных аппаратов. Испытания по данному проекты были начаты в 1989 году. Комплекс развивает скорость в 7 км/с и имеет конусовидную форму (12 метров).
Корпус «Амура» выполнен из сверхпрочной стали и специальной намотки композиционного состава. Конструкция модели четко выдерживает повышенные нагрузки в воздухе. Технические характеристики перехватчика позволяют стартовать с огромным ускорением и эффективно ликвидировать цели.
7. SS-18 (Р-36 М) «Сатана» -это ядерная ракета, которая является самой мощной в мире. Летательный аппарат на реактивной тяге способен развивать скорость в 7,3 км/с. Военная разработка идеально подходит для уничтожения укрепленных объектов. Это могут быть различные командные пункты, шахты БР, подземные города.
Ядерный заряд 1 устройства позволяет нанести непоправимый ущерб многомиллионному городу. Высокая точность попадания в 250 метров гарантирует ликвидацию вражеского объекта. «Сатана» размещается в прочных пусковых шахтах и размещает в себе 16 платформ (в том числе, с ложными целями). Р 36-М динамично выходит на орбиту и полностью не идентифицируется мощными радарами.
8. «DONGFENG 5A» - межконтинентальная баллистическая ракета, которая способна развивать скорость в 7,9 км/ч. Китайская разработка была взята на вооружение в 1981 году.
Ключевой особенностью модели является то, что она способна доносить 5МТ взрывчатого вещества на 12 000 км при отклонении от цели в 1000 метров. Таким образом, военное устройство способно стереть с лица земли огромный город. На подготовку и запуск «DF-5A» необходимо всего лишь 60 минут.
9. «Р-7» - советская БР межконтинентального типа. Предельная скорость летательного аппарата на реактивной тяге достигает 7,9 км/с. Первые испытания ракеты были произведены в 1956 году. В работе по данному проекту принимали участие сотрудники предприятия «ОКБ-1».
Модель применялась для запуска спутников на орбиту Земли. «Р -7» вошла в основу изготовления современных ракет-носителей. Высокий уровень успешных запусков (97%) является визитной карточкой БР.
10. 15Ж65 РТ-2ПМ2 «Тополь-М» - самая быстрая межконтинентальная ракета в мире, которая имеет скорость в 7,9 км/с. Модель с легкость преодолевает расстояния в 11000 км и имеет мощный термоядерный блок в 550 КТ.
Шахтный вариант комплекса был принят на вооружение в РФ в 2000 году. Особенностью разработки является ее твердотопливный двигатель маршевого типа. Это позволяет «Тополь-М» быть практически недосягаемым для ПРО врага.
Межконтинентальные баллистические ракеты (МБР) являются основным средством ядерного сдерживания. Таким типом оружия обладают страны: России, США, Великобритания, Франция, Китай. Израиль не отрицает наличия у него таких типов ракет, но и не подтверждает официально, но обладает возможностями и известными разработками для создания такой ракеты.
Ниже, список межконтинентальных баллистических ракет, ранжированных по максимальной дальности полета.
1. P-36M (СС-18 Сатана), Россия (СССР) - 16 000 км
- P-36M (СС-18 Сатана) является межконтинентальной ракетой с самой большой в мире дальностью полета -16 000 км. Точность попадания 1300 метров.
- Стартовая масса 183 тонны. Максимальная дальность достигается при массе боевой головки до 4 тонн, при массе боеголовки 5825 кг, дальность полета ракеты составляет 10200 километров. Ракета может оснащаться разделяемыми и моноблочными боеголовками. Для защиты от противоракетной обороны (ПРО), при подлете в зону поражения ракета выбрасывает ложные цели для ПРО. Ракета была разработана в конструкторском бюро «Южное» им. М. К. Янгеля, Днепропетровск, Украина. Основное базирование ракеты - шахтное.
- Первые Р-36М поступили в РВСН СССР в 1978 году.
- Ракета двухступенчатая, с жидкостными ракетными двигателями, обеспечивающими скорость около 7,9 км / сек. Снята с вооружения в 1982 году, заменена на ракету следующего поколения на базе Р-36М, но с повышенной точностью и возможностями по преодолению систем ПРО. В настоящее время ракета используется в мирных целях, для выведения на орбиту спутников. Созданная гражданская ракета получила название Днепр.
2. DongFeng 5А (DF-5A), Китай - 13 000 км.
- DongFeng 5А (название по классификации НАТО: CSS-4) имеет самую большую дальность полета, среди МБР армии Китая. Ее дальность полета составляет 13 000 км.
- Ракета разрабатывалась для возможности поражения целей в пределах континентальной части Соединенных Штатов (CONUS). Ракета DF-5A поступила на дежурство в 1983 году.
- Ракета может нести шесть боеголовок весом 600 кг каждая.
- Инерциальная система наведения и бортовой компьютеры обеспечивают нужное направление полета ракеты. Ракетные двигатели двухступенчатые с жидким топливом.
3. Р-29РМУ2 Синева (РСМ-54, по классификации НАТО SS-N-23 Skiff), Россия - 11 547 километров
- Р-29РМУ2 Синева, также известная как РСМ-54 (кодовое название НАТО: SS-N-23 Skiff), является межконтинентальной баллистической ракетой третьего поколения. Основное базирование ракет - подводные лодки. Синева показала максимальную дальность 11 547 километров во время испытаний.
- Ракета принята на вооружение в 2007 году и, как ожидается, будет использоваться до 2030 года. Ракета способна нести от четырех до десяти боеголовок индивидуального наведения. Для управления полетом используется российская система ГЛОНАСС. Поражение целей осуществляется с высокой точностью.
- Ракета трехступенчатая, установлены жидкостные реактивные двигатели.
4. UGM-133A Трайдент II (D5), США - 11 300 километров
- UGM-133A Trident II - это межконтинентальная баллистическая ракета, созданная для базирования на подводных лодках.
- В настоящее время подводные лодки с ракетами базируются на подводных лодках Огайо (США) и Вэнгард (Великобритания). В США эта ракета будет состоять на вооружении до 2042 года.
- Первый пуск UGM-133A осуществлен с космодрома на мысе Канаверал в январе 1987 года. Ракета принята на вооружение ВМС США в 1990 году. UGM-133A может оснащаться восьмью боеголовками различного назначения.
- Ракета оснащена тремя твердотопливными ракетными двигателями, обеспечивающими дальность полета до 11 300 километров. Отличается высокой надежностью, так во время испытаний проведено 156 пусков и только 4 из них оказались неудачными, причем 134 подряд пусков были удачными.
5. DongFeng 31 (DF-31A), Китай - 11 200 км
- DongFeng 31A или DF-31A (название по классификации НАТО: CSS-9 Mod-2) - китайская межконтинентальная баллистическая ракета с дальностью 11 200 километров.
- Модификация была разработана на основе ракеты DF-31.
- Ракета DF-31А введена в строй с 2006 года. Базируются на подводных лодок Julang-2 (JL-2). Разрабатываются так же модификации ракет с наземным базированием на мобильной пусковой установке (TEL).
- Трехступенчатая ракета, имеет стартовый вес 42 тонны, оснащена твердотопливными ракетными двигателями.
6. РТ-2ПМ2 «Тополь-М», Россия - 11 000 км
- РТ-2ПМ2 «Тополь-М», по классификации НАТО — SS-27 Sickle B с дальностью около 11 000 километров, это усовершенствованная версия МБР Тополь. Ракета устанавливается на мобильные пусковые установки, а так же может использоваться вариант шахтного базирования.
- Полная масса ракеты 47, 2 тонны. Она была разработана в Московском институте теплотехники. Производится на Воткинском машиностроительном заводе. Это первая МБР России, которая была разработана после распада Советского Союза.
- Ракета в полете способна противостоять мощной радиации, электромагнитному импульсу и ядерному взрыву в непосредственной близости. Так же имеется защита от высокоэнергетических лазеров. При полете она осуществляет маневры благодаря дополнительным двигателям.
- Ракетные двигатели трехступенчатые используют твердое топливо, максимальная скорость ракеты 7 320 метров / сек. Испытания ракеты начались в 1994 году, принята на вооружение РВСН в 2000 году.
7. LGM-30G Minuteman III, США - 10 000 км
- LGM-30G Minuteman III имеет расчетную дальность полета от 6000 километров до 10 000 километров в зависимости от типа боеголовки. Это ракета принята на вооружение в 1970 году и является самой старой в мире ракетой, состоящей на вооружении. Она так же является единственной ракетой шахтного базирования в США.
- Первый пуск ракеты состоялся в феврале 1961 года, модификации II и III были запущены в 1964 году и 1968 соответственно.
- Ракета весит около 34 473 килограмм, оснащена тремя твердотопливными двигателями. Скорость полета ракеты 24 140 км/час
8. М51, Франция - 10 000 км
- M51 является ракетой межконтинентальной дальности. Разработана для базирования и запусков с подводных лодок.
- Производится компанией EADS Astrium Space Transportation, для французского военно-морского флота. Предназначена для замены МБР M45.
- Ракета была введена в эксплуатацию в 2010 году.
- Базируется на подводных лодках типа Triomphant ВМС Франции.
- Ее боевой диапазон составляет от 8 000 км до 10 000 км. Улучшенная версия с новыми ядерными боеголовками планируется ввести в эксплуатацию в 2015 году.
- М51 весит 50 тонн и может нести шесть боеголовок индивидуального наведения.
- На ракете используется твердотопливный двигатель.
9. УР-100Н (SS-19 Stiletto), Россия - 10 000 км
- УР-100Н, по договору СНВ — РС-18А, по классификации НАТО — SS-19 mod.1 Stiletto. Это МБР четвертого поколения, состоящая на вооружении российских РВСН.
- УР-100Н была принята на вооружение в 1975 году и, как ожидается, должна состоять на вооружении до 2030 года.
- Может нести до шести боеголовок индивидуального наведения. Она использует инерциальную систему наведения на цель.
- Ракета двухступенчатая, тип базирования - шахта. Ракетные двигатели используют жидкое ракетное топливо.
10. РСМ-56 Булава, Россия - 10 000 км
- Булава или РСМ-56 (кодовое название по классификации НАТО: SS-NX-32) новая межконтинентальная ракета, разработана для базирования на подводных лодках ВМФ России. Ракета имеет дальность полета до 10 000 км, предназначена для атомных подводных лодок класса Борей.
- Ракета Булава принята на вооружение в январе 2013 года. Каждая ракета может нести от шести до десяти отдельных ядерных боеголовок. Общий полезный доставляемый вес составляет около 1 150 кг.
- Ракета использует твердое топливо для первых двух ступеней и жидкое топливо для третьей ступени.
Межконтинентальная баллистическая ракета - впечатляющее творение человека. Огромные размеры, термоядерная мощь, столб пламени, рев двигателей и грозный рокот пуска… Однако все это существует лишь на земле и в первые минуты запуска. По их истечении ракета прекращает существовать. Дальше в полет и на выполнение боевой задачи уходит лишь то, что остается от ракеты после разгона - ее полезная нагрузка.
При больших дальностях пуска полезная нагрузка межконтинентальной баллистической ракеты уходит в космическую высоту на многие сотни километров. Поднимается в слой низкоорбитальных спутников, на 1000−1200 км над Землей, и ненадолго располагается среди них, лишь слегка отставая от их общего бега. А затем по эллиптической траектории начинает скатываться вниз…
Что это, собственно, за нагрузка?
Баллистическая ракета состоит из двух главных частей - разгоняющей части и другой, ради которой затеян разгон. Разгоняющая часть - это пара или тройка больших многотонных ступеней, под завязку набитых топливом и с двигателями снизу. Они придают необходимую скорость и направление движению другой главной части ракеты - головной. Разгонные ступени, сменяя друг друга в эстафете пуска, ускоряют эту головную часть в направлении района ее будущего падения.
Головная часть ракеты - это сложный груз из многих элементов. Он содержит боеголовку (одну или несколько), платформу, на которой эти боеголовки размещены вместе со всем остальным хозяйством (вроде средств обмана радаров и противоракет противника), и обтекатель. Еще в головной части есть топливо и сжатые газы. Вся головная часть к цели не полетит. Она, как ранее и сама баллистическая ракета, разделится на много элементов и просто перестанет существовать как одно целое. Обтекатель от нее отделится еще неподалеку от района пуска, при работе второй ступени, и где-то там по дороге и упадет. Платформа развалится при входе в воздух района падения. Сквозь атмосферу до цели дойдут элементы только одного типа. Боеголовки.
Вблизи боеголовка выглядит как вытянутый конус длиною метр или полтора, в основании толщиной с туловище человека. Нос конуса заостренный либо немного затупленный. Конус этот - специальный летательный аппарат, задача которого - доставка оружия к цели. Мы вернемся к боеголовкам позже и познакомимся с ними ближе.
Голова «Миротворца»
На снимках - ступени разведения американской тяжелой МБР LGM0118A Peacekeeper, также известной как MX. Ракета была оснащена десятью разделяющимися боеголовками по 300 кт. Ракета снята с вооружения в 2005 году.
Тянуть или толкать?
В ракете все боеголовки расположены на так называемой ступени разведения, или в «автобусе». Почему автобус? Потому что, освободившись сначала от обтекателя, а затем от последней разгонной ступени, ступень разведения развозит боеголовки, как пассажиров по заданным остановкам, по своим траекториям, по которым смертоносные конусы разойдутся к своим целям.
Еще «автобус» называют боевой ступенью, потому что ее работа определяет точность наведения боеголовки в точку цели, а значит, и боевую эффективность. Ступень разведения и ее работа - один из самых больших секретов в ракете. Но мы все же слегка, схематично, взглянем на эту таинственную ступень и на ее непростой танец в космосе.
Ступень разведения имеет разные формы. Чаще всего она похожа на круглый пенек или на широкий каравай хлеба, на котором сверху установлены боеголовки остриями вперед, каждая на своем пружинном толкателе. Боеголовки заранее расположены под точными углами отделения (на ракетной базе, вручную, с помощью теодолитов) и смотрят в разные стороны, как пучок морковок, как иголки у ежика. Ощетинившаяся боеголовками платформа занимает в полете заданное, гиростабилизированное в пространстве положение. И в нужные моменты с нее поодиночке выталкиваются боеголовки. Выталкиваются сразу после завершения разгона и отделения от последней разгонной ступени. Пока (мало ли что?) не сбили противоракетным оружием весь этот неразведенный улей или не отказало что-либо на борту ступени разведения.
Но так было раньше, на заре разделяющихся головных частей. Сейчас разведение представляет собой совсем другую картину. Если раньше боеголовки «торчали» вперед, то теперь впереди по ходу находится сама ступень, а боеголовки висят снизу, вершинами назад, перевернутые, как летучие мыши. Сам «автобус» в некоторых ракетах тоже лежит в перевернутом состоянии, в специальной выемке в верхней ступени ракеты. Теперь после отделения ступень разведения не толкает, а тащит боеголовки за собой. Причем тащит, упираясь крестообразно расставленными четырьмя «лапами», развернутыми впереди. На концах этих металлических лап находятся направленные назад тяговые сопла ступени разведения. После отделения от разгонной ступени «автобус» очень точно, прецизионно выставляет свое движение в начинающемся космосе с помощью собственной мощной системы наведения. Сам занимает точную тропу очередной боеголовки - ее индивидуальную тропу.
Затем размыкаются специальные безынерционные замки, державшие очередную отделяемую боеголовку. И даже не отделенная, а просто теперь уже ничем не связанная со ступенью боеголовка остается неподвижно висеть здесь же, в полной невесомости. Начались и потекли мгновенья ее собственного полета. Словно одна отдельная ягода рядом с гроздью винограда с другими виноградинами-боеголовками, еще не сорванными со ступени процессом разведения.
Огненная десятка
К-551 «Владимир Мономах» - российская атомная подводная лодка стратегического назначения (проект 955 «Борей»), вооруженная 16 твердотопливными МБР «Булава» с десятью разделяющимися боевыми блоками.
Деликатные движения
Теперь задача ступени - отползти от боеголовки как можно деликатнее, не нарушив ее точно выставленного (нацеленного) движения газовыми струями своих сопел. Если сверхзвуковая струя сопла попадет по отделенной боеголовке, то неминуемо внесет свою добавку в параметры ее движения. За последующее время полета (а это полчаса - минут пятьдесят, в зависимости от дальности пуска) боеголовка продрейфует от этого выхлопного «шлепка» струи на полкилометра-километр вбок от цели, а то и дальше. Продрейфует без преград: там же космос, шлепнули - поплыла, ничем не удерживаясь. Но разве километр вбок - это точность сегодня?
Чтобы избежать таких эффектов, как раз и нужны разнесенные в стороны четыре верхние «лапы» с двигателями. Ступень как бы подтягивается на них вперед, чтобы струи выхлопов шли по сторонам и не могли зацепить отделяемую брюшком ступени боеголовку. Вся тяга разделена между четырьмя соплами, что снижает мощность каждой отдельной струи. Есть и другие особенности. Например, если на бубликообразной ступени разведения (с пустотой посередине - этим отверстием она надета на разгонную ступень ракеты, как обручальное кольцо на палец) ракеты «Трайдент-II D5» система управления определяет, что отделенная боеголовка все же попадает под выхлоп одного из сопел, то система управления это сопло отключает. Делает «тишину» над боеголовкой.
Ступень нежно, как мать от колыбельки уснувшего дитяти, боясь нарушить его покой, на цыпочках отходит в пространстве на трех оставшихся соплах в режиме малой тяги, а боеголовка остается на прицельной траектории. Затем «бублик» ступени с крестовиной тяговых сопел проворачивается вокруг оси, чтобы боеголовка вышла из-под зоны факела выключенного сопла. Теперь ступень отходит от оставляемой боеголовки уже на всех четырех соплах, но пока тоже на малом газу. При достижении достаточного расстояния включается основная тяга, и ступень энергично перемещается в область прицельной траектории следующей боеголовки. Там расчетно тормозится и снова очень точно устанавливает параметры своего движения, после чего отделяет от себя очередную боеголовку. И так - пока не высадит каждую боеголовку на ее траекторию. Процесс этот быстр, гораздо быстрее, чем вы читаете о нем. За полторы-две минуты боевая ступень разводит десяток боеголовок.
Бездны математики
Сказанного выше вполне достаточно для понимания, как начинается собственный путь боеголовки. Но если приоткрыть дверь чуть шире и бросить взгляд чуть глубже, можно заметить, что сегодня разворот в пространстве ступени разведения, несущей боеголовки, - это область применения кватернионного исчисления, где бортовая система ориентации обрабатывает измеряемые параметры своего движения с непрерывным построением на борту кватерниона ориентации. Кватернион - это такое комплексное число (над полем комплексных чисел лежит плоское тело кватернионов, как сказали бы математики на своем точном языке определений). Но не с обычными двумя частями, действительной и мнимой, а с одной действительной и тремя мнимыми. Итого у кватерниона четыре части, о чем, собственно, и говорит латинский корень quatro.
Ступень разведения выполняет свою работу довольно низко, сразу после выключения разгонных ступеней. То есть на высоте 100−150 км. А там еще сказывается влияние гравитационных аномалий поверхности Земли, разнородностей в ровном поле тяготения, окружающем Землю. Откуда они? Из неровностей рельефа, горных систем, залегания пород разной плотности, океанических впадин. Гравитационные аномалии либо притягивают к себе ступень добавочным притяжением, либо, наоборот, слегка отпускают ее от Земли.
В таких неоднородностях, сложной ряби местного гравитационного поля, ступень разведения должна расставить боеголовки с прецизионной точностью. Для этого пришлось создать более детальную карту гравитационного поля Земли. «Излагать» особенности реального поля лучше в системах дифференциальных уравнений, описывающих точное баллистическое движение. Это большие, емкие (для включения подробностей) системы из нескольких тысяч дифференциальных уравнений, с несколькими десятками тысяч чисел-констант. А само гравитационное поле на низких высотах, в непосредственной околоземной области, рассматривают как совместное притяжение нескольких сотен точечных масс разного «веса», расположенных около центра Земли в определенном порядке. Так достигается более точное моделирование реального поля тяготения Земли на трассе полета ракеты. И более точная работа с ним системы управления полетом. А еще… но полно! - не будем заглядывать дальше и закроем дверь; нам вполне хватит и сказанного.
Полет без боеголовок
Ступень разведения, разогнанная ракетой в сторону того же географического района, куда должны упасть боеголовки, продолжает свой полет вместе с ними. Ведь отстать она не может, да и зачем? После разведения боеголовок ступень срочно занимается другими делами. Она отходит в сторону от боеголовок, заранее зная, что будет лететь немного не так, как боеголовки, и не желая их потревожить. Все свои дальнейшие действия ступень разведения тоже посвящает боеголовкам. Это материнское желание всячески оберегать полет своих «деток» продолжается всю ее оставшуюся недолгую жизнь.
Недолгую, но насыщенную.
Космос ненадолго
Полезная нагрузка межконтинентальной баллистической ракеты большую часть полета проводит в режиме космического объекта, поднимаясь на высоту, в три раза больше высоты МКС. Огромной длины траектория должна быть просчитана с особой точностью.
После отделенных боеголовок наступает черед других подопечных. В стороны от ступени начинают разлетаться самые забавные штуковины. Словно фокусник, выпускает она в пространство множество надувающихся воздушных шариков, какие-то металлические штучки, напоминающие раскрытые ножницы, и предметы всяких прочих форм. Прочные воздушные шарики ярко сверкают в космическом солнце ртутным блеском металлизированной поверхности. Они довольно большие, некоторые по форме напоминают боеголовки, летящие неподалеку. Их поверхность, покрытая алюминиевым напылением, отражает радиосигнал радара издали почти так же, как и корпус боеголовки. Наземные радары противника воспримут эти надувные боеголовки наравне с реальными. Разумеется, в первые же мгновения входа в атмосферу эти шарики отстанут и немедленно лопнут. Но до этого они будут отвлекать на себя и загружать вычислительные мощности наземных радаров - и дальнего обнаружения, и наведения противоракетных комплексов. На языке перехватчиков баллистических ракет это называется «осложнять текущую баллистическую обстановку». А всё небесное воинство, неумолимо движущееся к району падения, включая боевые блоки настоящие и ложные, надувные шарики, дипольные и уголковые отражатели, вся эта разношерстная стая называется «множественные баллистические цели в осложненной баллистической обстановке».
Металлические ножницы раскрываются и становятся электрическими дипольными отражателями - их множество, и они хорошо отражают радиосигнал ощупывающего их луча радара дальнего противоракетного обнаружения. Вместо десяти искомых жирных уток радар видит огромную размытую стаю маленьких воробьев, в которой трудно что-то разобрать. Устройства всяких форм и размеров отражают разные длины волн.
Кроме всей этой мишуры, ступень теоретически может сама испускать радиосигналы, которые мешают наводиться противоракетам противника. Или отвлекать их на себя. В конце концов, мало ли чем она может быть занята - ведь летит целая ступень, большая и сложная, почему бы не нагрузить ее хорошей сольной программой?
Дом для «Булавы»
Подводные лодки проекта 955 «Борей» - серия российских атомных подводных лодок класса «ракетный подводный крейсер стратегического назначения» четвертого поколения. Первоначально проект создавался под ракету «Барк», ей на смену пришла «Булава».
Последний отрезок
Однако с точки зрения аэродинамики ступень не боеголовка. Если та - маленькая и тяжеленькая узкая морковка, то ступень - пустое обширное ведро, с гулкими опустевшими топливными баками, большим необтекаемым корпусом и отсутствием ориентации в начинающем набегать потоке. Своим широким телом с приличной парусностью ступень гораздо раньше отзывается на первые дуновения встречного потока. Боеголовки к тому же разворачиваются вдоль потока, с наименьшим аэродинамическим сопротивлением пробивая атмосферу. Ступень же наваливается на воздух своими обширными боками и днищами как придется. Бороться с тормозящей силой потока она не может. Ее баллистический коэффициент - «сплав» массивности и компактности - гораздо хуже боеголовочного. Сразу и сильно начинает она замедляться и отставать от боеголовок. Но силы потока нарастают неумолимо, одновременно и температура прогревает тонкий незащищенный металл, лишая его прочности. Остатки топлива весело кипят в раскаляющихся баках. Наконец, происходит потеря устойчивости конструкции корпуса под обжавшей ее аэродинамической нагрузкой. Перегрузка помогает крушить переборки внутри. Крак! Хрясь! Смявшееся тело тут же охватывают гиперзвуковые ударные волны, разрывая ступень на части и разбрасывая их. Пролетев немного в уплотняющемся воздухе, куски снова разламываются на более мелкие фрагменты. Остатки топлива реагируют мгновенно. Разлетающиеся осколки конструктивных элементов из магниевых сплавов зажигаются раскаленным воздухом и мгновенно сгорают с ослепительной вспышкой, похожей на вспышку фотоаппарата - недаром в первых фотовспышках поджигали магний!
Подводный меч Америки
Американские подводные лодки класса «Огайо» - единственный тип ракетоносцев, находящийся на вооружении США. Несет на борту 24 баллистических ракеты с РГЧ Trident-II (D5). Количество боевых блоков (в зависимости от мощности) - 8 или 16.
Все сейчас горит огнем, все обтянуто раскаленной плазмой и хорошо светит вокруг оранжевым цветом углей из костра. Более плотные части уходят тормозиться вперед, более легкие и парусные сдуваются в хвост, растягивающийся по небу. Все горящие компоненты дают плотные дымовые шлейфы, хотя на таких скоростях этих самых плотных шлейфов быть не может из-за чудовищного разбавления потоком. Но издали их видно прекрасно. Выброшенные частицы дыма растягиваются по следу полета этого каравана кусков и кусочков, наполняя атмосферу широким белым следом. Ударная ионизация порождает ночное зеленоватое свечение этого шлейфа. Из-за неправильной формы фрагментов их торможение стремительно: все, что не сгорело, быстро теряет скорость, а с ней и горячительное действие воздуха. Сверхзвук - сильнейший тормоз! Став в небе, словно разваливающийся на путях поезд, и тут же охладившись высотным морозным дозвуком, полоса фрагментов становится визуально неразличимой, теряет свою форму и строй и переходит в долгое, минут на двадцать, тихое хаотичное рассеивание в воздухе. Если оказаться в нужном месте, можно услышать, как тихо звякнет об ствол березы маленький обгорелый кусочек дюраля. Вот ты и прибыла. Прощай, ступень разведения!
Морской трезубец
На фото - пуск межконтинентальной ракеты Trident II (США) с подводной лодки. В настоящий момент Trident («Трезубец») - единственное семейство МБР, ракеты которого устанавливаются на американских подводных лодках. Максимальный забрасываемый вес - 2800 кг.
, Франции и Китая .
Важным этапом в развитии ракетной техники было создание систем с разделяющимися головными частями. Первые варианты реализации не имели индивидуального наведения боевых блоков, выгода от использования нескольких небольших зарядов вместо одного мощного заключается в большей эффективности при воздействии по площадным целям, так в 1970 году Советским Союзом были развёрнуты ракеты Р-36 с тремя боевыми блоками по 2,3 Мт. В том же году США поставили на боевое дежурство первые комплексы Minuteman III , которые обладали совершенно новым качеством - возможностью разведения боеголовок по индивидуальным траекториям для поражения нескольких целей.
В СССР были приняты на вооружение первые мобильные МБР: Темп-2С на колёсном шасси (1976 год) и РТ-23 УТТХ железнодорожного базирования (1989 год). В США также велись работы по аналогичным комплексам, но ни один из них не был принят на вооружение.
Особым направлением в развитии межконтинентальных баллистических ракет являлись работы по «тяжёлым» ракетам. В СССР такими ракетами стали Р-36, и её дальнейшее развитие Р-36М , принятые на вооружение в 1967 и 1975 годах, а в США в 1963 году на вооружение встала МБР «Титан-2». В 1976 году КБ «Южное» приступило к разработке новой МБР РТ-23 , тогда как в США с 1972 года велись работы по ракете ; они были приняты на вооружение в (в варианте РТ-23УТТХ) и 1986 годах , соответственно. Р-36М2 , поступившая на вооружение в 1988 году , является самой мощной и самой тяжёлой в истории ракетного оружия: 211-тонная ракета при стрельбе на 16 000 км несёт на борту 10 боевых блоков мощностью 750 кт каждый.
Конструкция
Принцип действия
Баллистические ракеты, как правило, стартуют вертикально. Получив некоторую поступательную скорость в вертикальном направлении, ракета с помощью специального программного механизма, аппаратуры и органов управления постепенно из вертикального начинает переходить в наклонное положение в сторону цели.
К концу работы двигателя продольная ось ракеты приобретает угол наклона (тангажа), отвечающий наибольшей дальности её полёта, а скорость становится равной строго установленному значению, обеспечивающему эту дальность.
После прекращения работы двигателя весь дальнейший свой полет ракета совершает по инерции, описывая в общем случае почти строго эллиптическую траекторию. На вершине траектории скорость полёта ракеты принимает наименьшее своё значение. Апогей траектории баллистических ракет обычно находится на высоте нескольких сотен километров от поверхности земли, где из-за малой плотности атмосферы практически полностью отсутствует сопротивление воздуха.
На нисходящем участке траектории скорость полёта ракеты за счёт потери высоты постепенно увеличивается. При дальнейшем снижении плотные слои атмосферы ракета проходит с огромными скоростями. При этом происходит сильный разогрев обшивки баллистической ракеты, и если не будут приняты необходимые предохранительные меры, то может произойти её разрушение.
Классификация
Способ базирования
По способу базирования межконтинентальные баллистические ракеты делят на:
- запускаемые с наземных стационарных пусковых установок: Р-7 , «Атлас» ;
- запускаемые из шахтных пусковых установок (ШПУ) : РС-18 , PC-20 , «Минитмен »;
- запускаемые с мобильных установок на базе колёсного шасси: «Тополь-М », «Миджитмен»;
- запускаемые с железнодорожных пусковых установок: РТ-23УТТХ ;
- баллистические ракеты подводных лодок : «Булава» , «Трайдент» .
Первый способ базирования вышел из употребления ещё в начале 1960-х гг., как не отвечающий требованиям защищённости и скрытности. Современные ШПУ обеспечивают высокую степень защиты от поражающих факторов ядерного взрыва и позволяют достаточно надёжно скрывать степень боеготовности стартового комплекса. Остальные три варианта являются мобильными, а значит более труднообнаружимыми, однако накладывают существенные ограничения на размеры и массу ракет.
МБР компоновки КБ им. В. П. Макеева
Неоднократно предлагались и другие способы базирования МБР, призванные обеспечить скрытность развёртывания и защищённость стартовых комплексов, например:
- на специализированных самолётах и даже дирижаблях с запуском МБР в полёте;
- в сверхглубоких (сотни метров) шахтах в скальных породах, из которых транспортно-пусковые контейнеры (ТПК) с ракетами должны перед пуском подниматься к поверхности;
- на дне континентального шельфа во всплывающих капсулах;
- в сети подземных галерей, по которым непрерывно движутся мобильные пусковые установки.
До сих пор ни один из подобных проектов не был доведён до практической реализации.
Двигатели
Ранние варианты МБР использовали жидкостные ракетные двигатели и требовали длительной заправки компонентами ракетного топлива непосредственно перед запуском. Подготовка к запуску могла длиться несколько часов, а время поддержания боевой готовности было весьма незначительным. В случае применения криогенных компонентов (Р-7) оборудование стартового комплекса было весьма громоздким. Всё это значительно ограничивало стратегическую ценность таких ракет. Современные МБР используют твёрдотопливные ракетные двигатели или жидкостные ракетные двигатели на высококипящих компонентах с ампулизированной заправкой. Такие ракеты поступают с завода в транспортно-пусковых контейнерах. Это позволяет им храниться в готовом к старту состоянии в течение всего срока службы. Жидкостные ракеты доставляют на стартовый комплекс в незаправленном состоянии. Заправка производится после установки ТПК с ракетой в ПУ, после чего ракета может находиться в боеготовом состоянии многие месяцы и годы. Подготовка к запуску занимает обычно не более нескольких минут и производятся дистанционно, с удалённого командного пункта, по кабельным или радиоканалам. Так же осуществляются периодические проверки систем ракеты и ПУ.
Современные МБР обычно имеют разнообразные средства преодоления ПРО противника. Они могут включать в себя маневрирующие боевые блоки, средства постановки радиолокационных помех, ложные цели и др.
Показатели
Запуск ракеты «Днепр»
Мирное использование
Например, при помощи американских МБР Атлас и Титан осуществлялись запуски космических кораблей Меркурий и Джемини . А советские МБР PC-20 , PC-18 и морская Р-29РМ послужили основой для создания ракет-носителей Днепр , Стрела , Рокот и Штиль .
См. также
Примечания
Ссылки
- Андреев Д. Ракеты в запас не уходят // «Красная звезда». 25 июня 2008 г.
Недавно задали вопрос: что такое баллистическая ракета? Попробую объяснить на пальцах.
Для начала так: баллистическая ракета – это ракета, которая летит по баллистической траектории. Баллистическая траектория – это линия в пространстве, по которой движется ракета. На начальном этапе ей придает ускорение работающий двигатель, но в некоторый момент он отключается и дальше ракета летит как свободно брошенное тело. Траектория её после выключения двигателя зависит только от силы тяжести и аэродинамических сил, и представляет собой так называемую «баллистическую кривую». Более простым языком — баллистическая ракета — неуправляемая ракета, она летит как брошенный камень. Собственно, даже само название «баллистическая» произошло от древней камнемётной машины — «баллисты». Ещё можно сравнить такой способ запуска с рогаткой — резинка распрямилась, камень вылетел — и дальше им управлять невозможно. Только у ракеты не резинка, а двигатель.
Соответственно, для того, чтобы ракета пролетела как можно дальше, тысячи километров, необходимо минимизировать сопротивление воздуха и силу тяжести, ну и сообщить ей очень большую скорость. С этой целью баллистические ракеты проходят большую часть траектории на огромной высоте, практически в космосе, где отсутствует воздух и практически отсутствует сила тяжести.
Для сокращения времени лёта в воздухе ракету запускают практически вертикально, или очень близко к этому. Она под действием реактивной струи двигателя выходит в космос на очень высокой скорости, ложится на наклонную траекторию – к цели – и дальше сама, как камень.
Таким образом, траектория обычной баллистической ракеты состоит из двух участков: активный - от взлета до прекращения работы двигателей и пассивный - от прекращения работы двигателей до удара по цели.
Если у ракеты обычная разделяющаяся боеголовка, то до момента выключения двигателя управляющий контур отстреливает боеголовки, и по нисходящей траектории к земле несётся не одна ракета, а несколько боеголовок.
Но это уже прошлый век. Дело в том, что предсказать местонахождение обычной баллистической ракеты или даже боеголовки достаточно просто, а, следовательно, их можно перехватить и сбить. Конечно, проще и надежнее всего сбивать ракеты на взлёте, когда они медленные и ещё не разделённые. Именно поэтому наши «партнеры» стремятся окружить Россию кольцом баз противоракетной обороны (ПРО), чтобы в случае нападения на нас сбивать ответные ракеты на взлёте. Но и в пассивном участке это тоже можно сделать, если уверенно отслеживать летящие про простой баллистической траектории ракеты или боеголовки. Поэтому конструкторами были придуманы методы противостояния ПРО – аэродинамические и, собственно, реактивные.
Аэродинамические – у боеголовки при входе в атмосферу появляются крылья, и из простой болванки она превращается в управляемую, которая может непредсказуемо менять траекторию полёта. В таком случае сбить её становится несоизмеримо сложнее, а, скорее, невозможно.
Реактивные – большую часть ракета или боеголовка пролетает по баллистической траектории, а при подлёте к цели включается дополнительный реактивный двигатель, которые позволяет или ускорить боеголовку до гиперскоростей, или варьировать скорость в зависимости от ситуации.
Ну а самым современным вариантом является сочетание обоих методов. Просто представьте – ракета взлетела, прошла активный участок, и перед влётом в атмосферу разделилась, на, скажем, 18 боеголовок, каждая из которых умеет и скорость менять, и направление. А чтобы жизнь у атакуемой стороны вообще мёдом не казалась, ещё и добавила штук 40 ложных целей, определяемых радарами врага как боевых. А если таких ракет 100?
Загрузка...
