В конце ноября прошлого года заместитель министра обороны РФ Юрий Борисов заявил, что в России ведется разработка гиперзвукового оружия и результаты могут стать доступными военным в перспективе 10 лет. Проекты создания сверхскоростных летательных аппаратов реализуются в США, Европе и Китае. В интервью "Известиям" Герой Труда РФ и Герой Социалистического Труда Герберт Ефремов (в настоящее время советник главы корпорации "НПО машиностроения" по науке) рассказал о задачах, решаемых создателями гиперзвукового оружия.
— НПО машиностроения — ведущий разработчик в области гиперзвуковых технологий. Некоторые эксперты связывают с этим направлением возможный прорыв в вооружениях. Как вы к этому относитесь?
— В этой теме слишком много "информационного шума". Не должно складываться впечатление, что гиперзвук — это что-то такое, что еще никем не освоено. К сожалению, далеко не все понимают, о каких, собственно, скоростях и о движении в какой среде идет речь. Напомню, скорость звука, или так называемое число Маха, — понятие условное. К примеру, у земли 1 Мах — это 340 м/с. На высоте 11 км — 290 м/с. А в "каких попугаях", извините, прикажете измерять эту скорость в космосе, где нет атмосферы и, соответственно, нет звука в человеческом понимании?
Фото: пресс-служба ВПК "НПО машиностроения"
Но это мелочи, важнее другое: человечество уже давно "оседлало" темпы, которые в десятки раз превышают скорость распространения звуковых волн в атмосфере, то есть являются гиперзвуковыми. Я говорю о ракетах, выводящих на орбиту космические аппараты, а также о межконтинентальных баллистических носителях, доставляющих к цели ядерные боеголовки. Первая космическая скорость при выведении объекта на околоземную орбиту составляет 7,8 км/с, что в 27 раз превышает скорость звука у земли. И в космосе никаких проблем ее достижение не вызывает — нет сопротивления воздуха и, соответственно, нет нагрева.
Скорости в 2–3 Маха при полетах в атмосфере освоены военными самолетами еще 30–40 лет назад. С тех пор прирост соответствующего показателя очень замедлился. И теперь считается, что полет на гиперзвуке — это движение со скоростями более 1–1,2 км/с, то есть 4–5 Махов.
— Это та ближайшая цель, которую предстоит достичь?
— Да, если мы говорим об обеспечении длительного движения объекта в атмосфере, причем так называемого моторного, то есть с применением маршевых двигателей. Такие двигатели для перемещения на гиперзвуке обычно являются прямоточными. Другие типы — ракетно-турбо-прямоточные или комбинации турбо-прямоточных — пытаются создать вот уже 60 лет. Но эти технологии так до сих пор и не освоены. Более того, даже в уже опробованных в разных странах прямоточных двигателях еще не удалось обеспечить устойчивое, надежное горение в камерах сгорания при движении на гиперзвуке. Будут ли эти проблемы решены в ближайшее время, пока непонятно. Известные в мире аппараты с прямоточными двигателями, как отечественные, так и американские, являются исключительно исследовательскими.
— Одна из проблем сверхскоростного движения в атмосфере — нагрев объекта. Это касается, например, возвращаемых с орбиты капсул с космонавтами. Какие технические решения при этом применяют?
— Совершенно верно, возвращение аппаратов из космоса на землю — это вход в атмосферу с огромными гиперзвуковыми скоростями. Кстати, боеголовки баллистических ракет, особенно межконтинентальных, тоже входят в атмосферу со скоростями, близкими к первым космическим, — около 7–7,5 км/с. В этом смысле можно сказать, что полеты на гиперзвуке освоены как вне атмосферы, так и при входе в атмосферу.
Космическая станция "Алмаз", 2006 год
Фото: ТАСС/НПО Машиностроения
Сопротивление атмосферы гасит скорость объектов. При этом их поверхность разогревается до тысячи и более градусов, вокруг них образуется облако плазмы. И задачу термозащиты, конечно, решили давно. Например, благодаря применению соответствующих материалов в так называемых жертвенных вариантах. Это когда термозащита обеспечивается за счет истончения нагреваемого защитного слоя, например некоторых смолистых веществ. Это относится к спускаемым капсулам пилотируемых кораблей.
— Для защиты содержимого ядерных боеголовок используются те же технологии?
— У боеголовок, неважно каких — отечественных или американских, — решены задачи движения до удара о землю, то есть до доставки боеприпаса к наземной цели. Это также обеспечивается уносом некоторой части материалов на наконечнике головной части.
— Допустим, рано или поздно проблема длительного полета в атмосфере с гиперзвуковой скоростью будет решена. Приведет ли это к массовому появлению гиперзвукового оружия, например суперскоростных аэробаллистических ракет или ракетоносцев?
— При создании такого оружия предстоит не только обеспечить полет в атмосфере на разных высотах, то есть длительную устойчивую работу двигателей и теплозащиту, но и решить массу других технических проблем. Например, вопросы управления движением, наведения, прохождения радиоволн сквозь плазму. А еще обеспечение малозаметности и маневрирования. Это всё — важнейшие для оружия вопросы, решением которых занимаются специалисты во многих странах. Но, думаю, появления массового гиперзвукового вооружения, особенно стратегического, не стоит ожидать. Оперативно-тактическое может появиться через какое-то время. Но точно так же могут появиться и достойные средства противоракетной обороны от него.
Сверхзвуковой авиалайнер Ту-144 на открытии Международного авиационно-космического салона МАКС-2017
Фото: РИА Новости/Евгений Одиноков
— Каковы перспективы гиперзвуковых полетов в гражданской авиации?
— При разработке и эксплуатации лайнеров "Конкорд" и Ту-144 накоплен некоторый опыт. Продолжения эта линия не получила, в том числе по экономическим соображениям. На мой взгляд, представляет интерес другое направление. Один из европейских проектов был представлен несколько лет назад на выставке в Ле-Бурже. Это самолет, который взлетает и садится на обычных турбореактивных двигателях, а поднимаясь на высоту, разгоняется до сверхзвука — на прямоточных. То есть у него не единый комбинированный двигатель, а установки двух типов. Самолет набирает высоту до 30–35 км и производит там полет со скоростью примерно 4 Маха, примерно в три раза быстрее современных лайнеров.
Для появления таких самолетов и двигателей, конечно, нужны современные материалы, особенно углепластиковые. Нужно решить вопросы термозащиты, надежной подачи в двигатель топлива на большой высоте. Решение этих проблем уже подготовлено.
Сергей Вальченко
