Кроме того, длительное время специалисты считали, что единственным горючим, способным сгорать в сверхзвуковом потоке проточного тракта ГПВРД, может быть только водород. Водород, конечно, неплох своими энергетическими и охлаждающими характеристиками. Однако его эксплуатационные качества (криогенная температура хранения, малая плотность, взрывоопасность и дороговизна) из рук вон плохи. С этими недостатками еще можно мириться, когда речь идет о космических полетах, но они совершенно несовместимы с требованиями, предъявляемыми к боевым системам. Поэтому основные усилия разработчиков двигателей для гиперзвуковых военных аппаратов в последние 20 лет сосредоточены на поиске возможности применения в ГПВРД обычного углеводородного топлива (то есть, собственно, авиационного или ракетного керосина). Прогресс в этих изысканиях был достигнут лишь недавно. 10 декабря 2005 года совершил свой первый полет демонстрационный гиперзвуковой аппарат, созданный по заказу DARPA фирмой ATK на базе наработок по экспериментальному самолету Х-43. Аппарат совершил полет с работающим ГПВРД в течение 15 секунд на скорости, в 5,5 раза превысившей скорость звука. В качестве горючего использовался керосин JP-10.
Что касается проблемы нагрева конструкции, то ее пытаются решить сразу несколькими способами: применением жаростойких конструкционных материалов, нанесением теплозащитного покрытия (вроде того, что устанавливается на «Шаттлах») или активным охлаждением конструкции с помощью бортового запаса топлива.
Учитывая сложность технических проблем, программа FALCON разбита на два этапа. Создание полномасштабной ударной системы в составе HCV-CAV планируется не ранее 2025—2030 года. К этому же времени относят и планы использования гиперзвуковых аппаратов в качестве разгонных ступеней космических средств выведения. К работам по аппаратам HCV и CAV подключены крупнейшие аэрокосмические фирмы США — Boeing, Lockheed Martin, Northrop Grumman, Andrews Space. Головным разработчиком по гиперзвуковому самолету-носителю HCV выбрана корпорация Lockheed Martin, с которой летом 2004-го был заключен контракт на эскизное проектирование гиперзвукового бомбардировщика.
А что делать сейчас? Ведь, как обычно, военным новое оружие нужно «еще вчера». Выход найден в использовании на первом этапе одноразовых ракет-носителей (РН) вместо самолета-разгонщика. Польза от такого решения двоякая. Во-первых, создать одноразовую РН гораздо проще и дешевле, чем сложный «гиперзвуковик». Во-вторых, с помощью этих РН можно запускать даже небольшие спутники как сейчас, так и в будущем. По требованиям военных система FALCON первого этапа должна обеспечивать с применением планера CAV поражение цели в любом районе Земли в течение часа, оперативность запуска 2 часа после суточной подготовки к пуску. Считается необходимым обеспечить до 16 стартов в сутки. При выведении на орбиту космических аппаратов создаваемая РН должна иметь грузоподъемность 450 килограммов, стоимость пуска не выше 5 миллионов долларов при 20 запусках в год.
Гиперзвуковая ракета ударной системы HyFly с пусковым ускорителем под крылом самолета NASA
Тайные участники забега
В конкурсной программе на создание такой РН кроме гигантов аэрокосмической индустрии участвуют и сравнительно небольшие частные компании. Например, AirLaunch предлагает двухступенчатую ракету стартовой массой 32 тонны, которая может «десантироваться» с помощью парашюта из грузового отсека самолета C-17. Корпорация SpaceX, возглавляемая молодым амбициозным мультимиллионером Элоном Маском, продвигает целое семейство «дешевых» носителей Falcon. Первый представитель семейства — РН Falcon массой 27 тонн — уже запускался дважды (в марте 2006 и в марте 2007 годов с полигона на атолле Кваджалейн), но оба раза неудачно. Фирма Microcosm создает ракету-носитель Sprite. Для этой РН Microcosm разрабатывает ракетные двигатели Scorpius, которые должны быть на порядок дешевле, чем существующие аналоги.
Эксперты считают реальным принятие на вооружение системы FALCON первого этапа уже в 2012—2015 годы, а может быть, и раньше. Эта система, особенно в полной комплектации второго этапа, будет обладать всеми преимуществами гиперзвуковых технологий. В полете на высотах порядка 40—60 километров (а при необходимости и выше) и со скоростью, скажем, 11—15 000 км/ч гиперзвуковые ударные летательные аппараты куда менее заметны, чем боевые части баллистических ракет. В случае отмены ударной акции, кстати, гиперзвуковой самолет можно отозвать и вернуть на базу, а МБР — нет, ее в лучшем случае можно только подорвать. Взлет гиперзвукового бомбардировщика не вызовет ответную ракетно-ядерную атаку. При дальности полета до 20 000 километров и при полетах на высоте более 100 километров нет необходимости согласовывать маршрут со странами, над которыми пролетает бомбардировщик. В то же время такой аппарат не является орбитальным и к нему трудно применить нормы, запрещающие размещение оружия в космосе. Как ясно выразился координатор программы FALCON из DARPA Стивен Уолкер: «Эта система позволит выполнять военно-воздушным силам США любые боевые задачи в любой точке мира. Анализ боевых действий в Ираке и Афганистане показал, что нередко ВВС не в состоянии быстро нанести удар с воздуха. Этому препятствует слишком большое расстояние от баз, на которых располагаются тяжелые бомбардировщики. Самолеты не успевают подлететь вовремя, и противник за это время способен запустить ракеты на территорию США или дружественных государств».
Не надо думать, что гиперзвуковые технологии могут эффективно применяться только в стратегических боевых системах. Это далеко не так. Например, в США уже несколько лет ведутся исследования тактических и оперативно-тактических ракетных систем. Скажем, ударная система HyFly создается в двух вариантах: морского (на надводных кораблях и субмаринах) и воздушного базирования. В последнем случае ракету может нести палубный истребитель-бомбардировщик F-18. При старте с корабля ракета длиной 6,5 метра и массой 1,72 тонны (включая ускоритель) может пролететь 1100 километров, преодолев их со скоростью, в 4—6 раз превышающую скорость звука. В качестве альтернативных вариантов для ракеты рассматриваются два типа двигателей, работающих на керосине: ГПВРД и двухрежимный СПВРД.
Российские гиперзвуковые летающие лаборатории ГЛЛ-АП-02 (вверху) и ГЛЛ-АП будут оснащены прямоточными двигателями, работающими на водороде или керосине. Пока они только готовятся к летным испытаниям
Одним словом, работы по гиперзвуковым системам ведутся в США с размахом и по широкому фронту, охватывая все сферы боевого применения и ключевые технологии гиперзвукового полета. А что же тем временем другие государства? Интерес к гиперзвуку так или иначе проявляют все развитые страны. Однако далеко не все из них обладают достаточным научно-промышленным и финансовым потенциалом для приобщения к высоким гиперзвуковым технологиям.
Из всех государств мира пока еще только Россия обладает необходимым научно-техническим заделом, позволяющим составить конкуренцию США. Достаточно сказать, что именно в России был совершен первый летный эксперимент с ГПВРД, работающим на водороде: это произошло в 1998 году при испытаниях демонстрационной модели ГПВРД «Холод» на зенитной ракете комплекса С-200 в Сары-Шагане. А экспериментальные работы по ГПВРД на углеводородном горючем проводились в СССР еще в середине 1980-х. На последних международных аэрокосмических салонах МАКС Россия демонстрировала несколько интересных гиперзвуковых аппаратов — «летающих лабораторий»: «Игла», ГЛЛ-31, ГЛЛ-АП. Некоторые из них работают на керосине, что явно указывает на военное предназначение исследований.
Кстати, на протяжении последних трех лет высшее военно-политическое руководство России неоднократно заявляло о том, что в ближайшее время примет на вооружение гиперзвуковые боевые части стратегических ракет. Что это за оружие, пока остается тайной. Возможно, речь идет о маневрирующих боеголовках, которые похожи на гиперзвуковой планер CAV системы FALCON. Или, быть может, о гиперзвуковых беспилотных самолетах, оснащенных гиперзвуковыми двигателями. В любом случае ясно, что работы над гиперзвуковым оружием в России по-прежнему ведутся.
Когда-нибудь гиперзвуковое оружие, наверное, сможет стать таким же надежным, мощным и быстрым, как когда-то револьвер. Но оно уже никогда не станет «уравнителем», подобным знаменитому изделию полковника Кольта.
Иллюстрации Михаила Дмитриева
Игорь Афанасьев , Дмитрий Воронцов
Предания запретного королевства
В нашу эпоху маленькой стране или народу все сложнее сохранить свою индивидуальность, но вот автономное королевство Мустанг, расположенное на севере Непала, — редкое исключение из правил. Это единственная часть Тибетского плато, сумевшая противостоять китайскому влиянию и потому сохранившая в чистом виде свою древнюю культуру. Фото вверху Леонида Круглова
