Rusia a dezvoltat forțe nucleare strategice, a căror componentă principală sunt rachetele balistice intercontinentale de diferite tipuri utilizate în complexe staționare sau mobile sol, precum și pe submarine. Cu o anumită similitudine la nivelul ideilor și soluțiilor de bază, produsele din această clasă au diferențe vizibile. În special, sunt utilizate motoare rachete de diferite tipuri și clase, care corespund cerințelor unuia sau altui client.
Din punctul de vedere al caracteristicilor centralelor electrice, toate ICBM-urile depășite, relevante și promițătoare pot fi împărțite în două clase principale. Astfel de arme pot fi echipate cu motoare cu rachete cu combustibil lichid (LPRE) sau motoare cu combustibil solid (motoare cu rachete cu combustibil solid). Ambele clase au propriile avantaje, datorită cărora găsesc aplicații în diferite proiecte, iar până acum niciunul dintre ei nu a reușit să alunge un „concurent” din domeniul său. Problema centralelor electrice este de mare interes și merită luată în considerare separat.
Istorie și teorie
Se știe că primele rachete, care au apărut cu multe secole în urmă, erau echipate cu motoare cu propulsie solidă care foloseau cel mai simplu combustibil. O astfel de centrală și-a păstrat poziția până în secolul trecut, când au fost create primele sisteme de combustibil lichid. În viitor, dezvoltarea celor două clase de motoare a continuat în paralel, deși motoarele rachete lichide sau propulsorii solizi din când în când se înlocuiau reciproc ca lideri în industrie.
Lansarea rachetei UR-100N UTTH cu un motor lichid. Fotografie Rbase.new-factoria.ru
Primele rachete cu rază lungă de acțiune, a căror dezvoltare a dus la apariția complexelor intercontinentale, au fost echipate cu motoare lichide. La mijlocul secolului trecut, motoarele rachete lichide au făcut posibilă obținerea caracteristicilor dorite folosind materialele și tehnologiile disponibile. Mai târziu, experții din țările de frunte au început să dezvolte noi clase de propulsori balistici și propulsori mixți, ceea ce a dus la apariția unor propulsori solizi adecvați pentru utilizarea pe ICBM-uri.
Până în prezent, atât rachetele cu propulsie lichidă, cât și cele cu propulsie solidă s-au răspândit în forțele nucleare strategice din diferite țări. Este curios că ICBM-urile rusești sunt echipate cu centrale electrice din ambele clase, în timp ce Statele Unite au abandonat motoarele cu combustibil lichid în favoarea celor cu combustibil solid în urmă cu câteva decenii. În ciuda acestei diferențe de abordare, ambele țări au reușit să construiască grupuri de rachete cu aspectul dorit, cu capacitățile necesare.
În domeniul rachetelor intercontinentale, motoarele cu propulsie lichidă au fost primele. Astfel de produse au o serie de avantaje. Combustibilul lichid permite obținerea unui impuls specific mai mare, iar designul motorului permite schimbarea tracțiunii în moduri relativ simple. Cea mai mare parte a volumului unei rachete cu motor cu propulsie lichidă este ocupată de rezervoare de combustibil și oxidante, care într-un anumit mod reduce cerințele pentru rezistența corpului și simplifică producția acestuia.
În același timp, motoarele cu rachete cu propulsie lichidă și rachetele echipate cu acestea nu sunt fără dezavantaje. În primul rând, un astfel de motor se distinge prin cea mai mare complexitate de producție și funcționare, care afectează negativ costul produsului. ICBM-urile primelor modele au avut un dezavantaj sub forma complexității pregătirii pentru lansare. Alimentarea cu combustibil și oxidant a fost efectuată imediat înainte de începerea și, în plus, în unele cazuri, a fost asociată cu unele riscuri. Toate acestea au afectat negativ calitățile de luptă ale sistemului de rachete.
Rachete cu combustibil lichid R-36M în containere de transport și lansare. Fotografie Rbase.new-factoria.ru
Motorul rachetă cu combustibil solid și racheta construită pe baza sa au aspecte și avantaje pozitive față de sistemul lichid. Principalul plus este costul mai mic de producție și un design simplificat. De asemenea, combustibilii solizi nu prezintă riscuri de scurgeri agresive de combustibil și, în plus, se disting prin posibilitatea depozitării mai lungi. În timpul fazei active a unui zbor ICBM, un motor cu propulsie solidă oferă o dinamică mai bună a accelerației, reducând probabilitatea unei interceptări reușite.
Un motor cu combustibil solid pierde din cauza unui motor lichid în impulsul său specific. Deoarece arderea unei încărcări cu combustibil solid este aproape incontrolabilă, controlul trecerii motorului, oprirea sau repornirea necesită mijloace tehnice speciale care sunt complexe. Corpul rachetei cu combustibil solid îndeplinește funcțiile unei camere de ardere și, prin urmare, trebuie să aibă o rezistență adecvată, ceea ce face cerințe speciale pentru unitățile utilizate și, de asemenea, afectează negativ complexitatea și costul de producție.
Motor rachetă, motor rachetă cu combustibil solid și forțe nucleare strategice
În prezent, forțele nucleare strategice din Rusia sunt înarmate cu aproximativ o duzină de ICBM-uri din diferite clase, concepute pentru a rezolva misiuni de luptă urgente. Forțele strategice de rachete (Forțele strategice de rachete) operează cinci tipuri de rachete și așteaptă apariția a încă două noi complexe. Același număr de sisteme de rachete sunt utilizate la submarinele navale, dar fundamental rachetele noi nu au fost încă dezvoltate în interesul componentei navale a „triadei nucleare”.
În ciuda vechimii sale considerabile, rachetele UR-100N UTTH și R-36M / M2 rămân în continuare în trupă. Astfel de ICBM-uri din clasa grea includ mai multe trepte cu propriile lor motoare cu propulsie lichidă. Cu o masă mare (mai mult de 100 de tone pentru UR-100N UTTKh și aproximativ 200 de tone pentru R-36M / M2), două tipuri de rachete transportă o cantitate semnificativă de combustibil, ceea ce asigură expedierea unui focos greu într-o gamă de cel puțin 10 mii km.
Vedere generală a rachetei RS-28 „Sarmat”. Desen "Centrul de rachete de stat" / makeyev.ru
De la sfârșitul anilor cincizeci, în țara noastră, a fost studiată problema utilizării propulsorilor solizi pe ICBM promițătoare. Primele rezultate reale în acest domeniu au fost obținute la începutul anilor șaptezeci. În ultimele decenii, această direcție a primit un nou impuls, datorită căruia a apărut o întreagă familie de rachete cu combustibil solid, reprezentând dezvoltarea consecventă a ideilor generale și a soluțiilor bazate pe tehnologii moderne.
În prezent, Forțele Strategice de Rachete au rachetele RT-2PM Topol, RT-2PM2 Topol-M și RS-24 Yars. În același timp, toate astfel de rachete sunt operate atât cu lansatoare de sol, cât și cu mine. Rachetele de trei tipuri, create pe baza ideilor generale, sunt construite conform unei scheme în trei etape și sunt echipate cu motoare cu propulsie solidă. După îndeplinirea cerințelor clientului, autorii proiectelor au reușit să reducă la minimum dimensiunile și greutatea rachetelor finite.
Rachetele complexelor RT-2PM, RT-2PM2 și RS-24 au o lungime de cel mult 22,5-23 m cu un diametru maxim mai mic de 2 m. 1-1, 5 tone. Rachetele Topol sunt echipate cu un focos dintr-o singură bucată, în timp ce Yars, conform datelor cunoscute, poartă mai multe focoase separate. Gama de zbor este de cel puțin 12 mii km.
Este ușor de văzut că, cu caracteristicile de bază ale zborului la nivelul rachetelor mai vechi cu combustibil lichid, Topoli și Yars cu combustibil solid se disting prin dimensiunile mai mici și greutatea de lansare. Cu toate acestea, cu toate acestea, acestea au o sarcină utilă mai mică.
Complexul solului mobil Topol. Fotografie a Ministerului Apărării al Federației Ruse
În viitor, Forțele Strategice antirachetă ar trebui să primească mai multe sisteme noi de rachete. Astfel, proiectul RS-26 Rubezh, care a fost creat ca o opțiune pentru dezvoltarea ulterioară a sistemului Yars, prevede din nou utilizarea unei scheme multietajate cu propulsori solizi în toate etapele. Anterior, au existat informații potrivit cărora sistemul „Rubezh” este destinat să înlocuiască complexele RT-2PM „Topol”, care au afectat principalele caracteristici ale arhitecturii sale. În ceea ce privește principalele sale caracteristici tehnice, „Rubezh” nu ar trebui să difere semnificativ de „Topol”, deși este posibil să se utilizeze o sarcină utilă diferită.
O altă dezvoltare promițătoare este RS-28 Sarmat ICBM greu. Conform datelor oficiale, acest proiect prevede crearea unei rachete în trei etape cu propulsori lichizi. S-a raportat că racheta Sarmat va avea o lungime de aproximativ 30 de metri cu o greutate de lansare de peste 100 de tone și va putea transporta focoase speciale „tradiționale” sau un nou tip de sistem de atac hipersonic. Datorită utilizării motoarelor rachete cu propulsie lichidă cu caracteristici suficiente, se așteaptă obținerea razei maxime de zbor la nivelul de 15-16 mii km.
Marina are la dispoziție mai multe tipuri de ICBM-uri cu caracteristici și capacități diferite. Nucleul componentei navale a forțelor nucleare strategice este în prezent rachetele balistice ale submarinelor din familia R-29RM: R-29RM, R-29RMU1, R-29RMU2 „Sineva” și R-29RMU2.1 „Liner”. În plus, cea mai nouă rachetă R-30 Bulava a intrat în arsenale acum câțiva ani. Din câte se știe, acum industria rusă dezvoltă mai multe proiecte pentru modernizarea rachetelor pentru submarine, dar nu se vorbește despre crearea unor complexe fundamental noi.
În domeniul ICBM-urilor interne pentru submarine, există tendințe care amintesc de dezvoltarea complexelor „terestre”. Produsele mai vechi R-29RM și toate opțiunile pentru modernizarea lor au trei etape și sunt echipate cu mai multe motoare lichide. Cu ajutorul unei astfel de centrale electrice, racheta R-29RM este capabilă să livreze patru sau zece focoase cu putere diferită, cu o greutate totală de 2, 8 tone, la o rază de acțiune de cel puțin 8300 km. Proiectul de modernizare a R- 29MR2 „Sineva” a prevăzut pentru utilizarea noilor sisteme de navigație și control. În funcție de sarcina de luptă disponibilă, o rachetă cu o lungime de 14,8 m și o masă de 40,3 tone este capabilă să zboare la o distanță de până la 11,5 mii km.
Încărcarea unei rachete Topol-M într-un lansator de silozuri. Fotografie a Ministerului Apărării al Federației Ruse
Dimpotrivă, noul proiect al rachetei submarine R-30 Bulava prevedea utilizarea motoarelor cu propulsie solidă în toate cele trei etape. Printre altele, acest lucru a făcut posibilă reducerea lungimii rachetei la 12,1 m și reducerea greutății de lansare la 36,8 tone. până la 8-9 mii km. Nu cu mult timp în urmă, s-a anunțat dezvoltarea unei noi modificări a "Bulava", diferind în dimensiuni diferite și greutate crescută, datorită căreia va fi posibilă creșterea sarcinii de luptă.
Tendințe de dezvoltare
Se știe că în ultimele decenii comanda rusă s-a bazat pe dezvoltarea rachetelor promițătoare cu combustibil solid. Rezultatul a fost aspectul consecvent al complexelor Topol și Topol-M, apoi Yars și Rubezh, ale căror rachete sunt echipate cu propulsori solizi. La rândul lor, LRE rămân doar pe rachetele „terestre” relativ vechi, a căror operațiune se apropie deja de sfârșit.
Cu toate acestea, nu este încă planificată abandonarea completă a ICBM cu propulsie lichidă. Ca înlocuitor pentru UR-100N UTTKh și R-36M / M2 existente, se creează un nou produs RS-28 „Sarmat” cu o centrală electrică similară. Astfel, motoarele cu propulsie lichidă în viitorul apropiat vor fi utilizate doar pe rachetele de clasă grea, în timp ce alte complexe vor fi echipate cu sisteme cu propulsie solidă.
Situația cu rachetele balistice submarine arată similară, dar are unele diferențe. Un număr semnificativ de rachete cu propulsie lichidă rămân, de asemenea, în această zonă, dar singurul proiect nou implică utilizarea propulsorilor solizi. Dezvoltarea ulterioară a evenimentului poate fi prezisă examinând planurile existente ale departamentului militar: programul pentru dezvoltarea flotei submarine indică în mod clar care rachete au un mare viitor și care vor fi scoase din funcțiune în timp.
Lansator autopropulsat RS-24 "Yars". Fotografie Vitalykuzmin.net
Rachetele R-29RM mai vechi și cele mai recente modificări ale acestora sunt destinate submarinelor nucleare ale proiectelor 667BDR și 667BDRM, în timp ce R-30 au fost dezvoltate pentru a fi utilizate pe cele mai noi purtătoare de rachete ale proiectului 955. Navele familiei 667 își epuizează treptat resursele și, în cele din urmă, își vor epuiza resursele. să fie dezafectat din cauza caducității morale și fizice complete. Împreună cu ei, în consecință, flota va trebui să abandoneze rachetele familiei R-29RM, care va rămâne pur și simplu fără transportatori.
Primele crucișătoare cu rachete submarine ale proiectului 955 „Borey” au fost deja acceptate în forța de luptă a Marinei și, în plus, continuă construcția de noi submarine. Aceasta înseamnă că, în viitorul previzibil, flota va primi un grup semnificativ de transportatori de rachete Bulava. Serviciul „Boreyev” va continua timp de câteva decenii și, prin urmare, rachetele R-30 vor rămâne în funcțiune. Este posibil să se creeze noi modificări ale acestor arme, capabile să completeze și apoi să înlocuiască ICBM-urile versiunii de bază. Într-un fel sau altul, produsele familiei R-30 vor înlocui în cele din urmă rachetele R-29RM îmbătrânite ca bază a componentei navale a forțelor nucleare strategice.
Avantaje și dezavantaje
Diferitele clase de motoare de rachetă utilizate pe rachetele strategice moderne au propriile lor argumente pro și contra de un fel sau altul. Sistemele de combustibil lichid și solid se depășesc reciproc în unii parametri, dar pierd în alții. Drept urmare, clienții și proiectanții trebuie să aleagă tipul de centrală electrică în conformitate cu cerințele lor.
Un motor convențional cu propulsor lichid diferă de motoarele cu rachete cu propulsor solid prin rate de impuls specifice mai mari și alte avantaje, ceea ce face posibilă creșterea sarcinii utile. În același timp, furnizarea corespunzătoare de combustibil lichid și oxidant duce la o creștere a dimensiunilor și a greutății produsului. Astfel, o rachetă cu combustibil lichid se dovedește a fi soluția optimă în contextul desfășurării unui număr mare de lansatoare de silozuri. În practică, acest lucru înseamnă că în prezent o parte semnificativă a silozurilor de lansare este ocupată de rachetele R-36M / M2 și UR-100N UTTKh, iar în viitor vor fi înlocuite de promițătorul RS-28 „Sarmat”.
Rachetele de tipul Topol, Topol-M și Yars sunt utilizate atât cu instalațiile miniere, cât și ca parte a sistemelor mobile de sol. Această din urmă posibilitate este asigurată, în primul rând, de greutatea redusă a lansării rachetelor. Un produs care nu cântărește mai mult de 50 de tone poate fi plasat pe un șasiu special cu mai multe axe, ceea ce nu poate fi realizat cu rachete existente sau ipotetice cu propulsie lichidă. Noul complex RS-26 „Rubezh”, considerat ca un înlocuitor pentru „Topol”, se bazează, de asemenea, pe idei similare.
Rachetă submarină R-29RM. Desen "Centrul de rachete de stat" / makeyev.ru
Trăsătura caracteristică a rachetelor cu propulsori solizi sub formă de reducere a dimensiunii și greutății contează și în contextul armamentelor navale. O rachetă submarină ar trebui să fie cât mai mică posibil. Raportul dintre dimensiunile și caracteristicile de zbor ale rachetelor R-29RM și R-30 arată exact modul în care astfel de avantaje pot fi utilizate în practică. Deci, spre deosebire de predecesorii lor, cele mai noi submarine nucleare Project 955 nu au nevoie de o suprastructură mare care să acopere partea superioară a lansatoarelor.
Cu toate acestea, reducerea în greutate și dimensiuni are un preț. Rachetele cu combustibil solid mai ușoare diferă de alte ICBM-uri interne într-o sarcină de luptă mai mică. În plus, specificitatea motoarelor cu rachete cu combustibil solid duce la o perfecțiune mai mică în greutate în comparație cu rachetele cu combustibil lichid. Cu toate acestea, după toate probabilitățile, astfel de probleme sunt rezolvate prin crearea de unități de luptă și sisteme de control mai eficiente.
***
În ciuda muncii îndelungate de cercetare și dezvoltare, precum și a multor controverse, confruntarea condiționată dintre motoarele cu propulsor lichid și solid nu s-a încheiat încă cu o victorie necondiționată a unuia dintre „concurenți”. Dimpotrivă, armata și inginerii ruși au ajuns la o concluzie echilibrată. Motoarele de diferite tipuri sunt utilizate în acele zone în care pot prezenta cele mai bune rezultate. Astfel, rachetele ușoare pentru complexele mobile și submarine primesc propulsori solizi, în timp ce rachetele grele cu lansare în siloz, atât în prezent, cât și în viitor, ar trebui să fie echipate cu propulsori lichizi.
În situația actuală, luând în considerare oportunitățile și perspectivele existente, o astfel de abordare pare cea mai logică și de succes. În practică, vă permite să obțineți rezultate maxime cu o reducere vizibilă a influenței factorilor negativi. Este foarte posibil ca o astfel de ideologie să persiste în viitor, inclusiv cu utilizarea unor tehnologii promițătoare. Aceasta înseamnă că, în viitorul apropiat și îndepărtat, forțele nucleare strategice rusești vor putea primi rachete balistice intercontinentale moderne cu cele mai înalte caracteristici și calități de luptă care afectează în mod direct eficiența descurajării și securitatea țării.
