Опередившая «Циркон». Почему США тридцать лет панически боялись секретной советской гиперзвуковой ракеты Х-90
1
Разработка стратегической гиперзвуковой крылатой ракеты Х-90, также известной под шифром программы Б-239 и кодовым обозначением НАТО AS-19 Koala, началась в первой половине 1980-х годов. Главным разработчиком выступило Государственное машиностроительное конструкторское бюро «Радуга» под руководством генерального конструктора Игоря Селезнева. Проект создавался в качестве высокотехнологичной альтернативы и последующей замены дозвуковым стратегическим крылатым ракетам Х-55, составлявшим основу вооружения Дальней авиации. Основным тактическим назначением изделия являлся прорыв перспективных систем противоракетной и противовоздушной обороны вероятного противника за счет сочетания экстремально высокой скорости и маневрирования на маршруте.
Содержание:
Технические решения и особенности конструкции
Конструктивный облик ракеты определялся требованиями обеспечения устойчивого полета в верхних слоях атмосферы на гиперзвуковых скоростях. Для реализации этой задачи летательный аппарат оснастили складным треугольным крылом и развитым вертикальным оперением. В качестве силовой установки использовался комбинированный комплекс, включавший твердотопливный ускоритель для первоначального разгона и маршевый сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель, работающий на жидком топливе (керосине). Фюзеляж ракеты Х-90 был практически полностью оптимизирован под размещение прямоточного тракта двигателя и топливных баков. Полет должен был осуществляться на высотах от 7 до 20 километров, что минимизировало аэродинамическое сопротивление воздуха. В качестве потенциальных носителей комплекса рассматривались глубоко модернизированные и удлиненные версии стратегических бомбардировщиков Ту-160М, а также самолеты Ту-95.
Ракета ГЭЛА на демонстрационной площадке МКБ «Радуга», г.Дубна:
Боевое оснащение и принципы наведения
Важной научно-технической особенностью Х-90 являлась ее боевая часть. Комплекс проектировался с возможностью несения двух разделяющихся боевых блоков индивидуального наведения с мощностью боезаряда до 200 килотонн каждый. Разделение блоков должно было происходить на конечном участке траектории, после чего они могли поражать цели, удаленные друг от друга на расстояние до 100 километров. Бортовая система управления базировалась на комбинации инерциальных систем и радиокомандных каналов коррекции, что обеспечивало необходимую точность доставки зарядов на проектную дальность до 3000–3500 километров.
Экспериментальная программа ГЭЛА и судьба проекта
На рубеже 1980-х и 1990-х годов на базе наработок по Х-90 был создан лабораторный образец — Гиперзвуковой экспериментальный летательный аппарат, получивший сокращенное наименование ГЭЛА. Данный прототип предназначался исключительно для проведения натурных летных испытаний, проверки аэродинамических качеств конструкции и тестирования маршевого двигателя в реальных условиях. Первые тестовые пуски экспериментального аппарата состоялись в конце 1987 года на авиабазе Энгельс, а стендовая отработка силовой установки на маршевую скорость до 4,5 чисел Маха была завершена к осени 1988 года.
Из-за глубокого экономического кризиса и общего сокращения финансирования оборонных программ после распада Советского Союза, официальные работы по проекту Х-90 были прекращены в 1992 году. Рассекреченный натурный макет аппарата ГЭЛА впервые открыто продемонстрировали широкой общественности в рамках международного авиасалона МАКС-1995 в Жуковском. Несмотря на то, что ракета так и не была принята на вооружение, сформированный в ходе изысканий научно-технический задел, уникальные методики математического моделирования и опыт создания прямоточных двигателей легли в основу современных российских систем гиперзвукового ракетного оружия.
Гиперзвуковой экспериментальный летательный аппарат ГЭЛА на экспозиции авиасалона МАКС-1995:
Технологические вызовы проекта Х-90 и преемственность в комплексе «Циркон»
Проблема теплового барьера и управление плазмой
Главной научно-технической проблемой при проектировании Х-90 стало преодоление так называемого теплового барьера. При движении аппарата на скоростях свыше четырех чисел Маха в плотных слоях атмосферы происходит экстремальное сжатие воздуха перед носовой частью и кромками крыльев, что приводит к разогреву конструкции до температур, превышающих тысячи градусов Цельсия. Обычные авиационные сплавы в таких условиях мгновенно теряют прочность. Советским материаловедам пришлось разрабатывать принципиально новые жаропрочные титановые сплавы и композиты, способные сохранять геометрию фюзеляжа. Дополнительную сложность создавало образование слоя ионизированной плазмы вокруг летящего аппарата. Этот плазменный кокон полностью блокировал прохождение радиоволн, что лишало ракету связи с командным пунктом и делало невозможной работу бортовых радиолокационных систем наведения на маршевом участке пути.
Системы охлаждения и детонационные технологии
Для защиты внутренних отсеков Х-90 и обеспечения работоспособности систем наведения инженерам пришлось внедрять инновационные методы терморегуляции. Одной из наиболее передовых идей было использование эндотермического топлива, которое перед подачей в камеру сгорания циркулировало по специальным каналам в обшивке ракеты, поглощая избыточное тепло и одновременно нагреваясь для более эффективного воспламенения. Однако стабильно реализовать эту схему в рамках технологий конца двадцатого века оказалось крайне сложно. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель Х-90 работал на пределе физических возможностей, так как обеспечение устойчивого горения керосина в сверхзвуковом воздушном потоке инженеры сравнивали с попыткой зажечь и удержать пламя спички внутри урагана.
Смена концепции от Х-90 к комплексу Циркон
Современный российский комплекс «Циркон» во многом учел и переосмыслил опыт проекта Х-90, однако концептуально эти две ракеты существенно различаются. Советская Х-90 создавалась как стратегическое оружие межконтинентальной дальности для Дальней авиации, призванное наносить удары по наземным целям в глубине территории противника. В отличие от нее, «Циркон» изначально проектировался как универсальная противокорабельная ракета оперативно-тактического назначения, способная запускаться как с надводных кораблей, так и с подводных лодок. Масштаб и габариты «Циркона» значительно меньше, что позволило интегрировать его в стандартные вертикальные пусковые установки, тогда как для Х-90 требовались гигантские отсеки бомбардировщиков Ту-160.
Технологический прорыв в современных реалиях
Успех «Циркона» стал возможен благодаря качественному скачку в технологиях, который не успели совершить создатели Х-90. В современном комплексе применены принципиально новые углерод-углеродные композитные материалы и специальное жаропрочное покрытие, эффективно перераспределяющее тепловые потоки. Кроме того, современные вычислительные системы позволили решить проблему связи через плазму за счет использования других диапазонов частот и алгоритмов автономного инерциального наведения высокой точности. Двигательная установка «Циркона» также ушла вперед, используя более калорийное синтетическое жидкое топливо, что позволяет ракете стабильно развивать скорость до девяти чисел Маха, превосходя проектные показатели советского предшественника почти в два раза. Таким образом, Х-90 послужила фундаментальной научной базой, без которой появление современного гиперзвукового оружия было бы невозможным.
Источники:
