КРЫЛА́ТАЯ РАКЕ́ТА
Рис. 1. Крылатая ракета, выполненная по самолётной схеме.
Рис. 2. Пуск (а) крылатой ракеты класса «воздух – поверхность» и схема траектории её полёта (б): 1 – низковысотная часть траектории; 2 – траектория у цели.
Рис. 3. Схема противокорабельной крылатой ракеты Х-35: 1 – головка самонаведения; 2 – боевая часть; 3 – система автоматической самоликвидации; 4 – инерциальная система управлен…
КРЫЛА́ТАЯ РАКЕ́ТА (КР), атмосферный беспилотный летательный аппарат, оснащённый крыльями, двигателем (реактивным или ракетным), системой наведения на цель; предназначен для высокоточного поражения наземных и морских целей. КР могут размещаться как на стационарных, так и на подвижных ПУ (наземного, возд. и мор. базирования). Осн. отличит. особенности КР: высокие аэродинамич. характеристики; манёвренность; возможность задавать произвольный курс и движение на малой высоте вдоль изгибов рельефа, что затрудняет их обнаружение системами ПВО противника; высокоточное поражение целей [круговое вероятное отклонение (КВО) совр. КР не превышает 10 м]; возможность при необходимости корректировать программную траекторию полёта с помощью бортовых компьютера и системы автоматич. управления (БСАУ). В зависимости от взаимного расположения несущих и управляющих поверхностей КР может иметь самолётную или ракетную аэродинамич. схему. Поэтому в широком значении к КР относятся почти все типы управляемых ракет (авиац., зенитные, противокорабельные и противотанковые). В узком значении под КР понимают ракеты, выполненные по самолётной схеме (рис. 1). КР подразделяются: по дальности стрельбы и характеру решаемых задач – на тактические (до 150 км), оперативно-тактические (150–1500 км) и стратегические (св. 1500 км); по скорости полёта – на звуковые и сверхзвуковые; по типу базирования – наземного, воздушного, морского (надводного и подводного); по типу боевой части (БЧ) – ядерные и обычные (фугасные, кассетные и др.); по боевому назначению – классов «воздух – поверхность» (рис. 2) и «поверхность – поверхность».
КР состоит из корпуса (фюзеляжа) с несущими и управляющими поверхностями (крыло, рули, стабилизаторы и др.), двигателя, установки, бортовой аппаратуры управления и БЧ. КР имеет сварной металлический или выполненный из композиц. материалов корпус, б. ч. внутр. объёма которого представляет собой бак для топлива. До пуска ракеты крылья находятся в сложенном состоянии и раскрываются после срабатывания катапультного пускового устройства. Двигательная установка КР наземного и мор. базирования состоит из стартового ускорителя и маршевого двигателя. В качестве последнего может использоваться как ракетный (жидкостный или твердотопливный), так и воздушно-реактивный двигатель. Стартовый ускоритель представляет собой, как правило, реактивный твердотопливный двигатель (у КР возд. базирования отсутствует). Двигатель имеет автоматич. электронно-гидравлич. систему управления, обеспечивающую изменение его режимов и регулировку тяги в процессе полёта ракеты. Базовый состав аппаратуры совр. КР включает: систему инерциальной навигации; высотомеры; системы маршрутной коррекции (в т. ч. с помощью глобальной спутниковой системы навигации); головку самонаведения; систему автоматич. самоликвидации; систему обмена информацией между ракетами залпа; бортовой компьютер; помимо функции автопилота, в БСАУ также заложена возможность выполнения ракетой манёвров для противодействия перехвату. Типовая схема КР представлена на рис. 3.
На перспективность этого оружия обратил внимание С. П. Королёв, разработавший в 1932–38 серию эксперим. КР (217/I, 217/II и др.); были проведены наземные и лётные испытания, подтвердившие проектные характеристики, однако автопилот оказался неспособным обеспечивать должную стабилизацию полёта. Первые КР (их называли беспилотными самолётами-снарядами) Фау-1 были разработаны и применены Германией в кон. 2-й мировой войны (опытный образец испытан в дек. 1942, первое боевое применение – в июне 1944). В СССР с 1943 на бомбардировщиках Пе-8, а затем Ту-2 проходили испытания КР 10Х, однако боевого применения в войне она не получила. В 1950–60-х гг. в СССР (термин «КР» в СССР введён в 1959) и США создан целый ряд КР. Среди них: в СССР – КС-1 «Комета» (первый в СССР самолёт-снаряд с наведением; пуск в 1952), П-15, Х-20, КСР-11, Х-66 и др.; в США – «Матадор», «Регулус-1», «Хаунд-Дог» и др. КР этого поколения не нашли широкого применения, т. к. были тяжёлыми и громоздкими (стартовая масса 5,5–27 т, длина 10–20 м, диаметр корпуса 1,3–1,5 м), кроме того, отсутствовала эффективная система наведения. Первой КР с подводным стартом стала сов. самонаводящаяся КР «Аметист» (1968). Возрождение интереса к КР в 1970-х гг. и создание КР нового поколения обусловлено технич. достижениями, позволившими существенно повысить точность наведения, уменьшить габаритные размеры и разместить их на подвижных пусковых платформах. Одной из самых массовых зарубежных КР является «Томагавк» (США). Эта ракета начала поступать на вооружение с 1981 в нескольких вариантах: стратегическая наземного (BGM-109 G) и морского (BGM-109 A) базирования с ядерной БЧ (имеется аналогичная авиац. КР AGM-86 B); оперативно-тактическая мор. базирования BGM-109 C и BGM-109 D, соответственно с полубронебойной и кассетной БЧ; тактическая мор. базирования BGM-109 B с фугасной БЧ. К совр. отеч. стратегич. КР относятся Х-55 (возд. базирования) и «Гранит» (мор. базирования).
Осн. лётно-технич. характеристики некоторых КР РФ и США представлены в таблице.
Основные лётно-технические характеристики некоторых крылатых ракет
Тип | Класс | Назначение | Длина, м | Диаметр корпуса, м | Размах крыла, м | Стартовая масса, кг | Масса боевой части, кг | Дальность полёта, км | Скорость полёта, м/с | Высота на низковысотной траектории – у цели, м |
Х-35 (РФ) дозвуковая | Малой дальности, универсальная | Противокорабельные | 3,75 | 0,42 | 1,17 | 480–600 | 145 | 5–130 | 145–300 | 10–3 |
«Москит» (РФ) сверхзвуковая, самонаводящаяся | Малой дальности, универсальная | Противокорабельная (обнаруживается за 3-4 с до поражения цели) | 9,385 | 0,76 | 2,1 | 3950–4500 | 320 | 10–250 | до 800 | 20–7 |
Оникс (РФ) сверхзвуковая | Средней дальности, универсальная | Противокорабельная | 6,1 | 0,7 | 1,7 | 2500 | 200 – 250 | до 300 | до 800 | 15 – 5 |
3М-54Э (РФ) сверхзвуковая | Средней дальности, «воздух – поверхность» | Противокорабельная | 8,22 | 0,514 | 3,0–3,3 | 2275 | 200 | до 320 | 220 –990 | 20 –5 |
Х-55 (РФ) дозвуковая | Большой дальности, «воздух – поверхность» | Стратегическая | 5,88 | 0,556 | 3,1 | 1300 | 410 | 2500 | 260 | 110-40 |
AGM-86 ALCM (Air-Launched Cruise Missile, США) | Большой дальности, «воздух — поверхность» | Стратегическая | 6,32 | 0,62 | 3,66 | 1450 | 900 | 2700 | 220-334 | 100-20 |
«Томогавк» (BGM-109 «Tomahawk», США). Модификации: А, B, C, D, E | Большой дальности, универсальные | A, C, D – (для уничтожения подземных пусковых установок), B, E – тактические (для уничтожения надводных кораблей) | 6,25 | 0,52 | 2,62 | 1450 –1500 | 120 | 2500 (BGM-109A); 900 –1250 (BGM-109C/D) | 232-334 | 100-20 |
При разработке КР нового поколения большое внимание уделяется созданию систем управления КР большой дальности, обеспечивающих КВО 3–10 м при массе аппаратуры до 100 кг. Снижение заметности КР обеспечивается выбором малоотражающих геометрич. форм, применением радиопоглощающих материалов и покрытий, спец. устройств снижения эффективной поверхности рассеяния, антенных устройств и воздухозаборников. Из обычных БЧ, которые используются на высокоточных КР для поражения разл. целей, широкое применение получают многофакторные БЧ (фугасно-кумулятивные с проникающим эффектом) массой 250–350 кг. Новейшие достижения в области микроэлектроники, двигательных установок, высокоэффективных видов топлива и конструкционных материалов обеспечивают разработки сверхзвуковых высокоточных, малозаметных ракет дальностью до 3500 км, массой не более 1500 кг.
Отличия гиперзвукового обтекания
Но почему гиперзвуковую область разграничили со сверхзвуковой? Чем она отличается от сверхзвука и почему границу провели именно по пятикратной скорости звука, по М = 5? Граница эта имеет физический смысл, потому что за ней обтекание становится другим.
В сверхзвуковом полете
набегающий поток частично тормозится аппаратом, сжимаясь об него и уплотняясь. Сжатие повышает температуру воздуха, и чем оно сильнее, тем горячее сжатый воздух. Сильнее всего поток тормозится на частях аппарата, встречающих воздух. Поэтому передние кромки крыльев, стабилизаторов и киля, другие выступающие в поток части нагреваются до нескольких сотен градусов, например до 330°С при М = 3. Сверхзвуковой удар об препятствие словно дробит большую сверхзвуковую скорость на мириады крошечных движений молекул, мелких и разнонаправленных. Столь тонкодисперсный помол движения переводит кинетическую энергию во внутреннюю, делая теплом. Прибавка движения молекул становится нагревом, повышая температуру. Но этот нагрев никак не отражается в самих молекулах воздуха, летящих простыми точками и сталкивающихся между собой с растущей силой.
Рост скорости
потока
усиливает удары молекул. При М = 5 столкновения отзываются в самих молекулах. Два атома в молекулах основных газов воздуха, азота и кислорода, начинают резонировать ударам и колебаться, сближаясь и расходясь. Это новое, колебательное движение, забравшееся внутрь молекулы. Огромная скорость гиперзвукового потока усиливает удар о препятствие и его размол, дробя кинетическую энергию до трансформации в еще более мелкие формы движения — внутримолекулярные. Они добавляют молекуле свою энергию вместе с начинающей проявляться энергией еще одного нового движения — вращения молекул. Эти новшества идут добавками к теплоемкости газа, запасая все больше тепла и повышая энергичность процессов.
Накачка энергией
ослабляет связи атомов, удаляющихся друг от друга в колебаниях все больше, и молекулы начинают распадаться. Свободные атомы вступают в новые соединения — текут химические реакции. Они множатся, подпитываясь энергией потока и каталитическими эффектами материалов аппарата. Атомы теряют электроны, возникает плазма, растет ее концентрация. Ударная волна от носовой части и передних кромок наклоняется все сильнее и ложится на корпус, обтягивая весь летательный аппарат. Волна сливается с поверхностным слоем, образуя единый вязкий ударный пограничный слой. Переставший быть идеальным газ течет каскадами неравновесных состояний, с высокочастотными волнами неустойчивости и другими усложнениями. Для адекватного описания происходящего требуются емкие математические построения и сотни специфических переменных. Их значения меняются все сразу, одновременно с температурами, давлениями и концентрациями, энергиями и балансами реакций и множеством других факторов. Все это обильно сдобрено излучением и поглощением в диапазоне от теплового до ультрафиолета и ярко светит с поверхности аппарата, разительно отличаясь от простого сверхзвукового сжатия и нагрева.
Полутонный перфоратор
В Сирии российская авиация применяет в основном стандартные фугасные авиабомбы свободного падения калибра 250 и 500 килограммов, а также специальные бетонобойные бомбы БЕТАБ-500, в том числе и активно-реактивные с повышенными возможностями преодоления преград – БЕТАБ-500ШП. Фугасные бомбы содержат большое количество взрывчатки – от 150 до 350 килограммов, что обеспечивает надежное поражение цели. Однако фугасные бомбы крупного калибра имеют значительный радиус поражения, поэтому их в Сирии применяют против относительно больших по размеру конструктивно прочных объектов, расположенных удаленно от городской застройки. Бетонобойные бомбы, способные пробивать до трех-четырех метров бетонных перекрытий (в зависимости от качества бетона), применяются для поражения особо защищенных подземных сооружений. В основном это командные пункты стратегического и оперативного звена управления, а также крупные склады вооружения.
Чем отличаются ракеты
Теперь можно поговорить о том, чем между собой отличаются ракеты. Как правило, обыватели слышат упоминания о крылатых и баллистических ракетах. Это действительно два основных типа, но есть и некоторые другие. Разберем главные из них, но сначала приведу классификацию типов ракет.
Ракеты делятся по типам в зависимости от:
- Траектории полета (крылатые, баллистические)
- Класса (земля-воздух, воздух-земля, воздух-воздух и так далее)
- Дальности полета (ближнего/среднего радиуса действия и межконтинентальные)
- Типа двигателя и вида топлива (твердотопливный, жидкостный, гибридный, прямоточный воздушно-реактивный, криогенный)
- Типа боеголовки (обычная, ядерная)
- Системы наведения (лазерное, электродистанционное, командное, геофизическое, по наземным ориентирам, спутниковое и другие)
Бесчисленное множество типов ракет.
Теперь остановимся более подробно на основных пунктах, которые могут показаться непонятными.