1. Вступление.
Одно из моих главных открытий, сделанных в первой декаде марта, заключается в том, что в нашей стране оказывается самыми лучшими военно-техническими специалистами являются гуманитарии — журналисты и блогеры, а также, так называемые, эксперты и аналитики, когда-то выросшие из тех же журналистов и блогеров.
Кстати, вынужден приоткрыть и обратную сторону медали: лучшие гуманитарии (философы, политики и, особенно, геополитики) — технари по образованию.
Впрочем, с технарями то как раз всё, более-менее, понятно: не знаю, как сейчас, но советская «вышка» мучила технарей гуманитаркой аж до 3-го курса не меньше, чем чистых гуманитариев и лишь затем, тех кто выдерживал, постепенно специализировала. Вот, к примеру, Александр Гельевич Дугин не выдержал и сбежал с первого же курса МАИ, подавшись в чистые гуманитарии, так и не получив полноценных знаний и теперь мучает аудиторию своей философией, имеющей крайне отдалённое отношение к реальной жизни, хотя и, надо отдать должное, упакованной в оригинальную форму.
Таким образом, любой профессиональный технарь по определению обладает гораздо более глубокой начальной базой представлений об окружающем мире, нежели чистый гуманитарий. Грубо говоря: технарь вполне может стать квалифицированным гуманитарием, гуманитарий технарём — никогда.
Но тут есть нюанс: чистый гуманитарий — это поклонник формы, куда он умело и смело (его этому учили) впихивает любую даже глупость, хотя внешне она выглядит вполне удобоваримо. Технарю важна суть, даже если внешне она оформлена весьма коряво. Разумный баланс формы и содержания достичь не всегда удаётся, но к этому надо стремиться, ибо только на этом пути возможен результат, постичь который вполне по силам рядовому читателю. Если, конечно, автор заинтересован донести свою мысль до аудитории.
2. Переходим к конкретике.
Обратимся к наиболее обсуждаемой части послания президента России, где он весьма вскользь обозначил шесть новых типов вооружений, которые реально меняют геополитический расклад в современном мире. Перечислим их вне президентской хронологии, вкратце обозначив суть:
1. Тяжёлая межконтинентальная баллистическая ракета «Сармат».
Самое главное: имеет короткий активный участок на старте, что затрудняет перехват, дальность позволяет достичь любой точки Земли, несёт множество боевых и отвлекающих блоков, а также многоуровневую защиту шахт базирования. Заявленные параметры, подтверждённые многократными испытаниями, свидетельствуют о возможностях гарантированного прорыва ракетой системы ПРО противника.
2. Гиперзвуковой авиационно-ракетный комплекс «Кинжал».
Это гиперзвуковая ракета, стартующая на сверхзвуке с истребителя-перехватчика МиГ-31 и в атакующем режиме достигающая гиперзвуковой скорости в 10 Мах. Возможность маневрирования на атакующем участке не позволяет противоракетному комплексу вычислить траекторию и перехватить ракету, что делает её практически неуязвимой. Дальность — более 2000 км, что позволяет ракете стартовать не только вне зоны поражения, но и вне зоны обнаружения. Газодинамика на таком гиперзвуке разработана давно, поэтому ничего удивительного в инженерном воплощении нет.
3. Стратегический ядерный комплекс «Авангард».
Об этом комплексе, оснащённом ядерной «боеголовкой» (кавычки потому, что это фактически не боеголовка, а самостоятельный летательный аппарат) известно не очень много. По всей видимости, она стартует с земли посредством ракеты-носителя с твёрдотопливными ускорителями, что позволяет уже в плотных слоях атмосферы достичь достаточной скорости для пуска гиперзвукового планирующего боевого блока. Скорость блока до 20 Мах, что делает в принципе невозможным его перехват. К тому же он ещё и маневрирует. Более того, поскольку на такой скорости вокруг блока образуется плазма, поглощающая любые направленные лучи, то его вообще невозможно засечь никакими существующими средствами обнаружения. Главная загадка этого оружия заключается в области материаловедения, решившего задачу защиты блока в условиях сверхвысоких температур. А также не очень понятен принцип разгона до 20 Мах, о чём не было сказано ни слова, что вполне объяснимо.
4. Сверхскоростная беспилотная подводная лодка с ядерной силовой установкой (ЯСУ) и возможностью оснащения ядерной боеголовкой.
Фактически это торпеда неограниченной дальности, что обеспечивается наличием ЯСУ. Всё остальное - это чистая гидродинамика больших скоростей, теоретические основы которой разработаны много-премного десятилетий назад. Всё остальные технические решения также имеются в арсенале промышленности, давно освоившей производство компактных ЯСУ для подводного и надводного флотов. Была бы моя воля, я бы назвал этот аппарат «спящим агентом», так как, мне кажется, он не только может «высаживаться» с подводной лодки, но и вообще находиться, например, в любой глубокой точке океана в спящем состоянии до момента команды на активацию, а далее по заложенной программе. В том числе может «спать» в точке, максимально приближенной к берегам противника, решая тем самым проблему скорости доставки заряда в плотной водной среде, где даже «сверхскорость» сравнима с первыми самолётами начала 20-го века. Предназначено оружие, в первую очередь, для уничтожения прибрежной морской инфраструктуры — порты, базы и пр.
5. Боевой лазер.
Тут я должен солидно заявить, что а лазерных технологиях являюсь полным профаном, посему ни обсуждать, ни предполагать, ни, тем более, фантазировать в стиле дипломированных гуманитариев не намерен. Оставляю эту тему профильным специалистам.
6. Крылатая ракета с ЯСУ.
Поскольку лично я имею профильное образование в области двигателей летательных аппаратов, включая весь спектр, от атмосферных до ракетных: ВРД, ТВД, ТРД, ТРДД, ГТД, ПВРД, ЖРД, РДТТ и т. д., да ещё с последующей специализацией в теплодинамике, то именно эта тема меня чрезвычайно заинтересовала с любой точки зрения. Более того, о удача!, именно это сверхоружие как раз и привлекло наибольшее внимание общественности, как причастной, так и непричастной, породившей целый шквал диванных рассуждений всезнающих гуманитариев, большинство из которых так ничего и не поняли. Также, впрочем, как и «академики» из прочих инженерно-теоретических областей, компетентно поставивших крест на блефе и блеф на кресте. В этом смысле, единственный мой серьёзный пробел — это ядерная силовая установка в качестве источника энергии, но тут у меня было к кому обратиться, ибо есть достаточное количество компетентных друзей, учившихся в своё время в соседних группах с соответствующим ядерным профилем. То есть, означенная ракета есть не что иное, как синтез теоретических и инженерных знаний, в первую очередь, именно моего факультета, и, более того, как оказалось, многие выпускники моего поколения как раз и оказались причастными к созданию этого оружия. Единственный условный «минус» - чрезвычайная секретность конечного изделия, проходящего, насколько я понял, один из этапов реальных испытаний, что и прозвучало в послании президента в виде определения: перспективная крылатая ракета.
Таким образом, в следующей главе постараюсь доступно и схематично описать возможное устройство крылатой ракеты с ЯСУ и, по-возможности, отсеять фантазии и заблуждения, гуляющие по сети. Расскажу максимально простым языком, кардинально отличным не только от диплома, но даже и от простой курсовой работы с их схемами, формулами и расчётами. Заранее говорю: компилировать из сети ничего не буду, хватает своей базы, хотя и давно без практического применения. Так что, разглашения секретов невозможно по определению.
3. Невозможное возможно.
Итак, для начала акцентирую внимание на том, что речь вообще не идет о ядерном реакторе в качестве двигателя (ЯРД), а лишь о компактном реакторе в качестве источника нагрева рабочего тела. Рабочее тело — это в любом двигателе то, что производит какую-либо работу: в паровом двигателе — это пар, в ДВС — топливо-воздушная смесь, в ЖРД — смесь, например, активного компонента с кислородом и т.д. В данном же случае, под рабочим телом подразумеваем некое вещество, разогреваемое в камере, где расположен реактор, до стадии, когда полученной энергии достаточно, чтобы, пройдя через сопло, создавать реактивную тягу.
Поскольку был дан намёк, что ракета имеет «практически неограниченную дальность», то есть, по логике, не имеет на борту ограничений, накладываемых запасом некоего традиционного топлива, следовательно можно сделать вывод, что рабочим телом является атмосферный воздух. Из этого и будем исходить.
Далее, нет никакой информации о типе ядерного компактного реактора, что, однако, по словам специалистов, не накладывает ограничений на его размер, вплоть до спичечного коробка. Всё зависит от техусловий и, в частности, ограничений, накладываемых компоновкой двигателя, управляемостью и устойчивостью режимов, а также радиационной защитой и стойкостью новых жаропрочных материалов (опять материаловедение). В общем, этот раздел я пропускаю ввиду его бессмысленности: рассуждения блогеров, журналистов, аналитиков, экспертов и непрофильных технарей и теоретиков, в каком бы заслуженном звании они не находились, о том, что мини-ядерные реакторы не существуют с публикацией в качестве доказательства фотографий 60-х годов (везде одних и тех же, кстати), считаю простой некомпетентностью.
Таким образом, переходим к более близкой мне теме: типу двигателя, приводящего в движение ракету. Здесь также информации ноль ввиду той же, вполне понятной, секретности. Что мне доподлинно известно: один из крупнейших в мире центров аэродинамических испытаний — старейший подмосковный ЦАГИ уже несколько лет работает на предельной нагрузке. Для справки, сопоставимых по мощности и возможностям центров в мире ещё всего два: американский и китайский. Первый, как говорят, тоже не простаивает, с китайским же, замахнувшимся на не менее глобальные исследования, не так давно возникли серьёзные проблемы. В районе его постройки (на севере страны) произошло сильное землетрясение, повредившее многие значимые конструкции, что вывело его на длительное время из разряда сопоставимых с российским и американским. Но это так, к слову и лишь для того, чтобы подчеркнуть солидность российской научно-экспериментальной базы, работающей в последние годы в реальном мобилизационном и секретном режиме. И это только одна экспериментальная база соответствующего для крылатых ракет профиля.
Что касается двигателя, то здесь, на мой взгляд, вариантов может быть всего два: либо классический ТРД (турбореактивный), либо не менее классический ПВРД / ПРД (прямоточный (воздушно)реактивный двигатель). И тот и другой варианты имеют право на жизнь, но с несколькими серьёзными отличиями, главным из которых является существенно более дорогой в производстве ТРД. В сочетании с недешёвой ЯСУ лично я бы отдал предпочтение прямоточке, где в традиционной камере сгорания располагается либо сама ЯСУ, либо её внешний активный элемент — теплообменник. Могу быть неточным в терминологии, так как некоторые вещи полудилетантски додумываю сам, но я уже это объяснил — не моя поляна, даже при наличии в обойме компетентных консультантов, часто жонглирующих терминами без особого желания излагать на желательном уровне «для дураков». Тем более, конкретное техническое решение неизвестно никому лишнему и, даст Бог, никогда не будет известно.
К слову, подобные компановки осуществлялись уже давно, с 50-60-х годов прошлого века, тот же стратегический Ту-95 (обозначение Ту-95ЛАЛ) с ЯСУ на борту летал в 1961 году. Параллельно американцы разрабатывали крылатую ракету с ЯСУ — проекты Pluto (и не только) с компактным (на тот момент) ядерным реактором диаметром «всего» 1,5 метра и весом не одну тонну. Мне неизвестно рабочее тело в советских установках, но доподлинно известно, что американцы использовали в качестве реактивной струи именно поток воздуха, разогреваемый в активной зоне до температуры более 2000°С. На тот момент от проектов все отказались по разным причинам, например, по причине вырвавшихся вперёд ракетных технологий с РДТТ и ЖРД, а также по экологическим соображениям и ввиду, связанной с этим, громоздкости конструкций защиты. При этом, диаметр 1,5 метра и тонны веса ЯСУ отнюдь не показатель. В России (СССР) есть прошедшие полный цикл испытаний (стационарных) компактные реакторы 60-х годов, весом не более 30-ти кг, что, правда, не совсем корректно, так как, похоже, не учитывает опять же вес конструкций защиты. Тем не менее, повторю сказанное выше: проблем с компактностью давно нет никаких, есть проблемы защиты, решение которых, по всей видимости, не стояло на месте все эти годы. В случае крылатой ракеты, кстати, речь идёт исключительно об экологии, а также о заметном для обнаружения радиоактивном следе, который неизбежно оставляют продукты распада. Однако, на мой взгляд, кроме возможных оригинальных и не стоящих на месте технических решений, здесь следует учитывать некоторые обстоятельства, которые логически будут вытекать из нижеследующего рассуждения.
Заявлено: ракета (кстати, с ядерным боезарядом), относительно долго барражирует в воздушном пространстве до момента команды на атаку. Поскольку речь идёт не о самолёте, то отмена команды и возврат «на базу» не подразумеваются по определению (максимум — затопление в океане): ракета должна попасть в цель и взорваться в качестве атомной бомбы. То есть, её предварительный старт происходит в условиях уже наступившего самого высокого уровня боеготовности (опасности), когда уже не до экологии. Здесь остаётся лишь одно тонкое звено — заметный радиоактивный след. Говорю честно: не знаю технического решения, но предполагаю, что оно найдено. Возможно, на пути максимального отвода (магнитными ловушками) и запирания радиоактивного потока частиц внутри жёсткого «замнутого цикла», рассчитанного только на время работы реактора. Опять прошу прощения у ядерщиков за возможный казус белли (лишь бы не было войны).
Двигаемся далее, определившись с ПВРД (ПРД) в качестве двигателя, с ЯСУ в качестве источника тепловой энергии и воздуха — в качестве рабочего тела. Замечу: термин «барражирование» однозначно подразумевает полёт на дозвуковой скорости, где прямоточный двигатель вполне может работать, если только порог скорости обычно не ниже 0,5 Мах. Здесь я покажу пару принципиальных схем ПВРД, отличающихся только компоновкой, но не отличающихся принципом действия:
Второй рисунок — это, преимущественно, схема гиперзвукового двигателя (хотя и не обязательно), реализованная, в частности, на «Цирконе»:
В случае цилиндрического ПВРД (Рис. 1) мы видим впереди (в воздухозаборнике) остроконечный выступ — центральное тело. Его функция: уплотнение набегающего потока и создание «скачков уплотнения», как бы запирающих внутреннее пространство. Здесь есть реальная возможность расположить компактную ЯСУ сразу за центральным телом, где и будет происходить резкий нагрев набегающего потока в активной зоне до высоких температур, одновременно решая проблему отвода тепла, всегда характерную для ядерных реакторов иного назначения. Ну, а далее, всё по известной схеме: сначала сжатие до узкого сечения сопла и резкое расширение на выходе с образованием реактивной тяги. Тут вообще никаких проблем с условием предварительной подготовки рабочего тела достаточной энергии.
Конструкция гиперзвукового ПВРД (Рис. 2), повторяю, принципиально та же самая, отличающаяся лишь, так называемой, компоновкой. Здесь нет центрального тела, что, однако, не является никаким препятствием, а скорее наоборот — возможным преимуществом, так как саму ЯСУ можно расположить в теле того же «Циркона» (вместо топливных баков, объём которых является ограничителем дальности ракеты) с вынесением в камеру нагрева набегающего потока воздуха лишь высокотемпературного теплообменника реактора (там, где на схеме расположены форсунки впрыска топлива). В результате, получаем ядрёный ядерный гиперзвуковой Циркон неограниченной дальности. Впрочем, каюсь, по инерции забрался не в свою область, хотя и считаю такой вариант перспективным.
В общем, заканчивая рассуждения о возможной компоновке крылатой ракеты с ЯСУ, добавлю: ничего фантастического продемонстрировано не было, ракета способна барражировать на дозвуковой скорости длительное время в неконтролируемом системами обнаружения пространстве не только по заданной программе, но и дистанционно управляемо (в случае необходимости оперативного изменения траектории в силу возможной динамики зон контроля), на низкой высоте и, в силу этого, практически незаметна для систем слежения. Чтобы повысить вероятность её обнаружения и ликвидации до максимума, противнику придётся всю Землю (за исключением, разумеется, как минимум, России), включая океаны, покрыть радарами и комплексами ПРО. Непосильная задача даже для «исключительных».
4. Заключение.
Поток критических статей, затронувших главным образом (и не только) крылатую ракету с ЯСУ на борту, поражает своей некомпетентностью. Самый конструктивный аргумент — в России не создано ничего нового в области вооружений, так как всё базируется на старых разработках советского ВПК. Соглашусь в той части, что любое современное технологическое достижение, в том числе и фундаментальное, непременно должно опираться на предыдущие работы и наработки. В противном случае аргумент звучит крайне бессмысленно, как будто высшей доблестью учёных и инженеров должно быть полное забвение всего наработанного наследия. Тогда уж, сказали бы прямо: давайте обогатимся, продав за хорошие деньги всю техническую документацию «партнёрам», отодвинем в сторону специалистов советской школы и начнём всё с чистого листа.
Забавно, не правда ли? Особенно на фоне того, что произошло в 90-х годах, когда по тому же гиперзвуку значительная часть документации действительно ушла в США, что, по результату, так и не привело к созданию реальных американских серийных образцов, сопоставимых с российскими.
Впрочем, здесь следует оценить ситуацию более корректно, с учётом не декларируемого, а реального наполнения военных доктрин.
Что я имею ввиду?
Очень просто. Моё твёрдое убеждение: российская военная доктрина максимально оборонительная, то есть, неагрессивная, направленная на обеспечение безопасности страны от любого внешнего нападения. Подробнее об этом я написал в предыдущей статье, где не откажусь ни от единого слова. Если исключить в явном виде присутствующий предвыборный аспект послания президента, то с военной точки зрения озвучивание достижений ВПК направлено на сдерживание агрессии, когда устное послание (видеоряд вообще не в счёт) однозначно заставляет задуматься, прежде чем перейти красную черту. Именно оглашение списка новейших вооружений с намёком, что это далеко не всё, свидетельствует о сугубо мирных намерениях. Особенно, если предположить, что с этими вооружениями не всё так гладко, как продемонстрировано и сказано. Ключевое слово «особенно», ибо вообще теряется всякий смысл подозрений в агрессивных намерениях по отношению к своему геополитическому противнику без достаточных на то военно-технологических возможностей.
Теперь обратим свой взор за океан. Тут два варианта: либо действительно у США нет сопоставимых по возможностям вооружений, либо о их существовании они просто умалчивают, что вполне вероятно. Второй случай однозначно свидетельствует об агрессивных намерениях с попыткой застать противника врасплох. Тогда придётся однозначно признать — именно это и есть агрессивная суть военной доктрины США. Первый вариант, как ни крути, как минимум свидетельствует о катастрофическом провале военно-инженерной и научной мысли за океаном и, соответственно, о превосходстве российских учёных и инженеров. А уж, кто там по своей сути агрессор, а кто просто «обороняясь дошёл от Урала до Дальнего Востока», думайте сами. Таблица вторжений США в суверенные страны за всё время их существования вам в помощь.
P.S.: Как и ожидалось, за океаном, в отличие от внутренних критиков, вполне начали осознавать серьёзность содержания послания, разместив на сайте сената призыв к Тиллерсону начать диалог с Россией: «Соединенные Штаты должны срочно начать взаимодействовие с Россией, чтобы избежать просчётов и уменьшить вероятность конфликта». И хотя инициаторов в сенате пока не много (демократы Джефф Меркли, Дайэн Файнстайн, Эдвард Марки и независимый сенатор Берни Сандерс), как говорится, лиха беда начало. Во всяком случае, как мы и предсказывали более, чем за месяц до послания, геополитика, хоть и со скрипом, разворачивается от сдерживания России к сдерживанию США.
