Впервые о сверхзвуковом оружии под кодовым названием «Авангард» президент РФ Владимир Путин рассказал в послании к Федеральному собранию. На прошлой неделе разведывательные источники США сообщили CNBC, что оружие успешно протестировали и оно будет готово к эксплуатации к 2020 году.
Россия, в свою очередь, опубликовала некоторые подробности об этой разработке, которые помогли составить более-менее полную картину об оружии. По мнению Томаса Джулиано, доцента факультета аэрокосмической инженерии Университета Нотр-Дам, оно представляет собой сверхзвуковой скользящий аппарат.
Путин утверждал, что оружие способно развивать скорость в 20 Махов (в 20 раз быстрее скорости звука) и обходить нынешние защитные системы США. Согласно разведывательным источникам, оно, предположительно, может нести ядерную боеголовку.
«Авангард» не генерирует собственную энергию для достижения сверхзвуковых скоростей — его подбрасывает по пути межконтинентальная баллистическая ракета. Такие ракеты обычно летают в космос по суборбитальной траектории и сбрасывают боеголовки у самого верха параболы. За счет силы притяжения эти боеголовки несутся к цели на сверхзвуковых скоростях.
Вместо того чтобы падать на Землю, «Авангард» входит обратно в атмосферу под углом, а его аэродинамическая форма генерирует подъемную силу, позволяющую ему скользить на сверхзвуковых скоростях. Это позволяет оружию летать на гораздо большие дистанции и маневрировать при снижении.
Гиперинженерия
По словам Джулиано, дизайн «Авангарда» следует лучшим традициям крылатых ракет типа Waverider. К ним относятся сверхзвуковые беспилотные летательные аппараты с клиновидным фюзеляжем, специально разработанным для генерирования подъемной силы путем скольжения по ударной волне, создаваемой толчками при движении ракеты на высоких скоростях.
Это очень важно на большой высоте с низкой плотностью воздуха, что, в свою очередь, осложняет создание подъемной силы с традиционным дизайном крыла. Более того, благодаря маленькому размеру крыльев, аппарат имеет более обтекаемую форму, а уменьшенное сопротивление позволяет ему сохранять скорость на гораздо больших дистанциях.
По словам Джулиано, разработать аппарат, способный выдержать сверхзвуковые скорости и создаваемые ими температуру, — непросто. Дизайн, выбранный российскими инженерами, обходит одну из главных проблем — движение.
«Создать успешную силовую установку для работы на 10 Махах или выше невероятно сложно, — говорит Джулиано. — Поместив аппарат на межконтинентальную баллистическую ракету, вы избегаете необходимости разрабатывать успешный гиперзвуковой воздушно-реактивный двигатель».
Управлять аппаратом на таких высоких скоростях тоже задача не из простых. Однако, как заявлено, «Авангард» обладает высокой маневренностью. И, судя по компьютерной симуляции, продемонстрированной во время речи Владимира Путина, у него есть несколько закрылков, подобных тем, что используются на крыльях самолетов для изменения направления.
Джулиано также отметил, что изменение положения крыльев на сверхзвуковых скоростях может стать проблемой, если ударная волна осложнит взаимодействие с воздухом, проходящим по поверхностям «Авангарда», что приведет к «нелинейному» поведению. Следовательно, малейшие изменения могут иметь серьезные последствия, а подсчитать, насколько нужно сдвинуть закрылок, будет затруднительно.
Но даже с учетом всех потенциальных сложностей в эксплуатации «Авангарда», как считает Джулиано, утверждениям российских инженеров можно верить, ведь эта технология была в разработке не один год. В 2010-2011-х США опробовали собственную версию подобного аппарата — Hypersonic Technology Vehicle 2, — но оба полета провалились. У Китая также есть своя экспериментальная система под кодовым названием DF-ZF.