Rusland har udviklet strategiske atomkræfter, hvis hovedkomponent er interkontinentale ballistiske missiler af forskellige typer, der bruges i stationære eller mobile jordkomplekser samt på ubåde. Med en vis lighed på niveauet med grundlæggende ideer og løsninger har produkter i denne klasse mærkbare forskelle. Især anvendes raketmotorer af forskellige typer og klasser, svarende til en eller anden kundes krav.
Set fra kraftværkernes funktioner kan alle forældede, relevante og lovende ICBM'er opdeles i to hovedklasser. Sådanne våben kan udstyres med raketmotorer med flydende drivgas (LPRE) eller motorer med fast brændstof (raketmotorer med fast drivgas). Begge klasser har deres egne fordele, takket være hvilke de finder anvendelse i forskellige projekter, og hidtil har ingen af dem været i stand til at fjerne en "konkurrent" fra sit felt. Spørgsmålet om kraftværker er af stor interesse og er værd at overveje særskilt.
Historie og teori
Det vides, at de første raketter, der dukkede op for mange århundreder siden, var udstyret med faste drivmotorer, der brugte det enkleste brændstof. Et sådant kraftværk beholdt sin position indtil forrige århundrede, da de første flydende brændstofsystemer blev oprettet. I fremtiden forløb udviklingen af de to klasser af motorer parallelt, selvom flydende raketmotorer eller faste drivmidler fra tid til anden afløste hinanden som førende i branchen.
Lancering af UR-100N UTTH-raketten med en flydende motor. Foto Rbase.new-factoria.ru
De første langdistance missiler, hvis udvikling førte til fremkomsten af interkontinentale komplekser, var udstyret med flydende motorer. I midten af forrige århundrede var det flydende raketmotorer, der gjorde det muligt at opnå de ønskede egenskaber ved hjælp af tilgængelige materialer og teknologier. Senere begyndte eksperter fra førende lande at udvikle nye kvaliteter af ballistiske drivmidler og blandede drivmidler, hvilket resulterede i fremkomsten af faste drivmidler, der er egnede til brug på ICBM'er.
Hidtil er både flydende og fast drivende missiler blevet udbredt i de strategiske atomkræfter i forskellige lande. Det er mærkeligt, at russiske ICBM'er er udstyret med kraftværker i begge klasser, mens USA forlod flydende drivmotorer til fordel for fastbrændstof for flere årtier siden. På trods af denne forskel i fremgangsmåder lykkedes det begge lande at bygge missilgrupper med det ønskede udseende med de nødvendige kapaciteter.
Inden for interkontinentale missiler var flydende drivmotorer de første. Sådanne produkter har en række fordele. Flydende brændstof gør det muligt at opnå en højere specifik impuls, og motorens design gør det muligt at ændre kraften på relativt enkle måder. Størstedelen af en rakets volumen med en flydende drivmotor optages af brændstof- og oxidationsbeholdere, hvilket på en bestemt måde reducerer kravene til skrogets styrke og forenkler dets produktion.
På samme tid er væskedrivende raketmotorer og missiler udstyret med dem ikke uden ulemper. Først og fremmest kendetegnes en sådan motor ved den højeste kompleksitet i produktion og drift, hvilket påvirker produktets omkostninger negativt. ICBM'er for de første modeller havde en ulempe i form af kompleksiteten i forberedelsen til lancering. Tankning af brændstof og oxidationsmiddel blev udført umiddelbart før starten, og derudover var det i nogle tilfælde forbundet med nogle risici. Alt dette påvirkede missilsystemets kampkvaliteter negativt.
R-36M flydende drivende missiler i transport- og affyringscontainere. Foto Rbase.new-factoria.ru
Den faste brændstofraketmotor og raketten, der er bygget på dens basis, har positive aspekter og fordele i forhold til væskesystemet. Det største plus er de lavere produktionsomkostninger og et forenklet design. Også faste drivmidler har ingen risiko for aggressive brændstoflækager, og derudover kendetegnes de ved muligheden for længere opbevaring. Under den aktive fase af en ICBM-flyvning giver en solid drivmotor bedre accelerationsdynamik, hvilket reducerer sandsynligheden for en vellykket aflytning.
En fast drivmotor taber til en flydende i sin specifikke impuls. Da forbrændingen af en fast brændstofladning er næsten ukontrollabel, kræver motorstyringskontrol, stop eller genstart særlige tekniske midler, der er komplekse. Det faste drivraketlegeme udfører funktionerne i et forbrændingskammer og skal derfor have passende styrke, hvilket stiller særlige krav til de anvendte enheder, og også påvirker kompleksiteten og produktionsomkostningerne negativt.
Raketmotor, solid drivmotor raketmotor og strategiske atomkræfter
I øjeblikket er Ruslands strategiske atomstyrker bevæbnet med omkring et dusin ICBM'er i forskellige klasser, der er designet til at løse hastende kampmissioner. De strategiske missilstyrker (strategiske missilstyrker) driver fem typer missiler og afventer udseendet af to nye komplekser. Det samme antal missilsystemer bruges på flådeubåde, men grundlæggende er der endnu ikke udviklet nye missiler af hensyn til marinekomponenten i "atomtriaden".
På trods af sin betydelige alder forbliver UR-100N UTTH- og R-36M / M2-missiler stadig i tropperne. Sådanne ICBM'er i den tunge klasse omfatter flere trin med deres egne flydende drivmotorer. Med en stor masse (mere end 100 tons for UR-100N UTTKh og ca. 200 tons for R-36M / M2) har to typer missiler en betydelig brændstoftilførsel, som sikrer afsendelse af et tungt sprænghoved til en række mindst 10 tusinde km.
Generelt billede af RS-28 "Sarmat" raketten. Tegning "State Missile Center" / makeyev.ru
Siden slutningen af halvtredserne i vores land er problemet med at bruge solide drivmidler på lovende ICBM blevet undersøgt. De første reelle resultater på dette område blev opnået i begyndelsen af halvfjerdserne. I de seneste årtier har denne retning fået et nyt skub, takket være hvilket en hel familie af faste drivraketter er dukket op, der repræsenterer den konsekvente udvikling af generelle ideer og løsninger baseret på moderne teknologier.
På nuværende tidspunkt har de strategiske missilstyrker RT-2PM Topol, RT-2PM2 Topol-M og RS-24 Yars missiler. På samme tid betjenes alle sådanne missiler med både mine- og mobile jordskydninger. Raketter af tre typer, der er skabt på grundlag af generelle ideer, er bygget i henhold til en tretrinsplan og er udstyret med motorer med fast drivkraft. Efter at have opfyldt kundens krav lykkedes det projektforfatterne at minimere dimensioner og vægt på de færdige missiler.
Missilerne på RT-2PM, RT-2PM2 og RS-24-komplekserne har en længde på højst 22,5-23 m med en maksimal diameter på mindre end 2 m. 1-1, 5 tons. Topol-missilerne er udstyret med et sprænghoved i ét stykke, mens Yars ifølge kendte data bærer flere separate sprænghoveder. Flyveområdet er mindst 12 tusinde km.
Det er let at se, at med de grundlæggende flyveegenskaber på niveau med ældre flydende drivraketter, er det faste drivmiddel Topoli og Yars kendetegnet ved deres mindre dimensioner og affyringsvægt. Men med alt dette bærer de en mindre nyttelast.
Topol mobilt jordkompleks. Foto af Den Russiske Føderations forsvarsministerium
I fremtiden bør de strategiske missilstyrker modtage flere nye missilsystemer. Således giver RS-26 Rubezh-projektet, der blev oprettet som en mulighed for den videre udvikling af Yars-systemet, igen mulighed for brug af en flertrinsordning med solide drivmidler på alle stadier. Tidligere var der oplysninger om, at "Rubezh" -systemet er beregnet til at erstatte de aldrende RT-2PM "Topol" -komplekser, som påvirkede hovedtrækkene i dets arkitektur. Med hensyn til de vigtigste tekniske egenskaber bør "Rubezh" ikke afvige væsentligt fra "Topol", selvom det er muligt at bruge en anden nyttelast.
En anden lovende udvikling er RS-28 Sarmat tung ICBM. Ifølge officielle data giver dette projekt mulighed for at oprette en tretrinsraket med flydende drivmidler. Det blev rapporteret, at Sarmat -missilet vil have en længde på omkring 30 meter med en affyringsvægt på over 100 tons. Det vil være i stand til at bære "traditionelle" specielle sprænghoveder eller en ny type hypersonisk angrebssystem. På grund af brugen af flydende raketmotorer med tilstrækkelige egenskaber forventes det at opnå den maksimale flyveområde i niveauet 15-16 tusinde km.
Søværnet råder over flere typer ICBM'er med forskellige egenskaber og muligheder. Kernen i marinekomponenten i de strategiske atomstyrker er i øjeblikket de ballistiske missiler fra ubåde fra R-29RM-familien: R-29RM, R-29RMU1, R-29RMU2 "Sineva" og R-29RMU2.1 "Liner". Derudover kom det nyeste R-30 Bulava-missil ind i arsenalerne for et par år siden. Så vidt vides, udvikler den russiske industri nu flere projekter til modernisering af missiler til ubåde, men der er ikke tale om oprettelse af grundlæggende nye komplekser.
Inden for indenlandske ICBM'er til ubåde er der tendenser, der minder om udviklingen af "land" -komplekser. Ældre R-29RM-produkter og alle muligheder for deres modernisering har tre trin og er udstyret med flere flydende motorer. Ved hjælp af et sådant kraftværk er R-29RM-missilet i stand til at levere fire eller ti sprænghoveder med forskellig kraft med en totalvægt på 2, 8 tons i en rækkevidde på mindst 8300 km. Moderniseringsprojektet for R- 29MR2 "Sineva" sørgede for brug af nye navigations- og kontrolsystemer. Afhængig af den tilgængelige kampbelastning er en raket med en længde på 14,8 m og en masse på 40,3 tons i stand til at flyve i en rækkevidde på op til 11,5 tusinde km.
Indlæser et Topol-M-missil i en silo-affyringsrampe. Foto af Den Russiske Føderations forsvarsministerium
Det nyere projekt af ubåden-missilet R-30 Bulava, tværtimod, gav mulighed for brug af faste drivmotorer i alle tre faser. Dette gjorde det blandt andet muligt at reducere rakettens længde til 12,1 m og reducere affyringsvægten til 36,8 tons. Samtidig bærer produktet en kamplast på 1, 15 ton og leverer det til en rækkevidde på op til 8-9 tusinde km. For ikke så længe siden blev det annonceret for udviklingen af en ny ændring af "Bulava", der adskiller sig i forskellige dimensioner og øget vægt, hvilket gør det muligt at øge kampbelastningen.
Udviklingstendenser
Det er velkendt, at den russiske kommando i de seneste årtier har stolet på udviklingen af lovende solide missiler. Resultatet af dette var det konsekvente udseende af Topol- og Topol-M-komplekserne, og derefter Yars og Rubezh, hvis missiler er udstyret med faste drivmidler. LRE forbliver til gengæld kun på relativt gamle "land" missiler, hvis operation allerede er ved at være slut.
Imidlertid er der endnu ikke planlagt en fuldstændig opgivelse af flydende ICBM'er. Som en erstatning for det eksisterende UR-100N UTTKh og R-36M / M2 oprettes et nyt produkt RS-28 "Sarmat" med et lignende kraftværk. Således vil flydende drivmotorer i en overskuelig fremtid kun blive brugt på tunge missiler, mens andre komplekser vil blive udstyret med solide drivsystemer.
Situationen med ubåds ballistiske missiler ligner hinanden, men har nogle forskelle. Et betydeligt antal flydende drivraketter forbliver også i dette område, men det eneste nye projekt involverer brug af faste drivmidler. Den videre udvikling af begivenheden kan forudsiges ved at undersøge de eksisterende planer for militærafdelingen: Programmet for udviklingen af ubådsflåden angiver tydeligt, hvilke missiler der har en stor fremtid, og som vil blive nedlagt over tid.
Selvkørende løfteraket RS-24 "Yars". Foto Vitalykuzmin.net
Ældre R-29RM-missiler og deres seneste modifikationer er beregnet til atomubåde af projekter 667BDR og 667BDRM, mens R-30 blev udviklet til brug på de nyeste missilbærere i Project 955. Skibe fra 667-familien er gradvist ved at nedbryde deres ressource og vil til sidst blive taget ud af drift på grund af den fuldstændige moralske og fysiske forældelse. Sammen med dem bliver flåden derfor nødt til at opgive missiler fra R-29RM-familien, som ganske enkelt forbliver uden transportører.
De første missil -ubådskrydsere fra Project 955 "Borey" er allerede blevet accepteret i marinens kampstyrke, og derudover fortsætter konstruktionen af nye ubåde. Det betyder, at flåden i en overskuelig fremtid vil modtage en betydelig gruppering af Bulava -missilbærere. Service "Boreyev" vil fortsætte i flere årtier, og derfor vil R-30 missiler forblive i drift. Det er muligt at oprette nye modifikationer af sådanne våben, der er i stand til at supplere og derefter erstatte ICBM'er af grundversionen. På en eller anden måde vil produkter fra R-30-familien i sidste ende erstatte de aldrende R-29RM-missiler som grundlag for den marine komponent i de strategiske atomstyrker.
Fordele og ulemper
Forskellige klasser af raketmotorer, der bruges på moderne strategiske missiler, har deres egne fordele og ulemper af den ene eller anden art. Flydende og faste brændstofsystemer overgår hinanden i nogle parametre, men taber i andre. Som følge heraf skal kunder og designere vælge typen af kraftværk i overensstemmelse med deres krav.
En konventionel flydende drivmotor adskiller sig fra faste drivraketmotorer i højere specifikke impulshastigheder og andre fordele, hvilket gør det muligt at øge nyttelasten. På samme tid fører den tilsvarende forsyning af flydende brændstof og oxidator til en stigning i produktets dimensioner og vægt. Således viser en flydende drivraket sig at være den optimale løsning i forbindelse med indsættelsen af et stort antal silo-affyringsramper. I praksis betyder det, at en betydelig del af lanceringssiloerne på nuværende tidspunkt er besat af R-36M / M2 og UR-100N UTTKh-missiler, og i fremtiden vil de blive erstattet af den lovende RS-28 "Sarmat".
Raketter af typen Topol, Topol-M og Yars bruges både med mineinstallationer og som en del af mobile jordsystemer. Sidstnævnte mulighed er først og fremmest givet ved missilernes lave affyringsvægt. Et produkt, der ikke vejer mere end 50 tons, kan placeres på et specielt flerakslet chassis, som ikke kan udføres med eksisterende eller hypotetiske flydende missiler. Det nye RS-26 "Rubezh" -kompleks, der betragtes som en erstatning for "Topol", er også baseret på lignende ideer.
Ubådsmissil R-29RM. Tegning "State Missile Center" / makeyev.ru
Det karakteristiske træk ved raketter med faste drivmidler i form af reduktion i størrelse og vægt har også betydning i forbindelse med søvåben. Et ubådsmissil skal være så lille som muligt. Forholdet mellem dimensionerne og flyveegenskaberne for R-29RM- og R-30-missilerne viser præcis, hvordan sådanne fordele kan bruges i praksis. Så i modsætning til deres forgængere har de nyeste atomubåde Project 955 ikke brug for en stor overbygning, der dækker den øvre del af affyringsramperne.
Reduktionen i vægt og dimensioner kommer dog til en pris. Lettere fastdrivende missiler adskiller sig fra andre indenlandske ICBM'er i en lavere kampbelastning. Derudover fører specificiteten af faste drivraketmotorer til en lavere vægtperfektion i sammenligning med flydende drivraketter. Imidlertid er sådanne problemer efter al sandsynlighed løst ved at oprette mere effektive kampenheder og kontrolsystemer.
***
På trods af langvarigt forsknings- og udviklingsarbejde samt en del kontroverser er den betingede konfrontation mellem flydende og faste drivmotorer endnu ikke endt med en ubetinget sejr fra en af "konkurrenterne". Tværtimod kom det russiske militær og ingeniører til en afbalanceret konklusion. Motorer af forskellige typer bruges i de områder, hvor de kan vise de bedste resultater. Således modtager lette missiler til landmobilkomplekser og ubåde solide drivmidler, mens tunge missiler med en silolancering, både nu og i fremtiden, bør være udstyret med flydende drivmidler.
I den nuværende situation, under hensyntagen til de eksisterende muligheder og udsigter, ser en sådan tilgang mest logisk og vellykket ud. I praksis giver det dig mulighed for at få maksimale resultater med en mærkbar reduktion i påvirkningen af negative faktorer. Det er ganske muligt, at en sådan ideologi vil fortsætte i fremtiden, herunder med brug af lovende teknologier. Det betyder, at russiske strategiske atomstyrker i nær og fjern fremtid vil være i stand til at modtage moderne interkontinentale ballistiske missiler med de højest mulige egenskaber og kampkvaliteter, der direkte påvirker effektiviteten af afskrækkelse og landets sikkerhed.
