Rusija je razvila strateške jedrske sile, katerih glavni sestavni del so medcelinske balistične rakete različnih tipov, ki se uporabljajo v stacionarnih ali mobilnih kopenskih kompleksih, pa tudi na podmornicah. Z določeno podobnostjo na ravni osnovnih idej in rešitev imajo izdelki tega razreda opazne razlike. Zlasti se uporabljajo raketni motorji različnih vrst in razredov, ki ustrezajo enim ali drugim zahtevam kupca.
Z vidika značilnosti elektrarn lahko vse zastarele, ustrezne in obetavne ICBM razdelimo v dva glavna razreda. Takšno orožje je lahko opremljeno z raketnimi motorji na tekoče gorivo (LPRE) ali motorji na trda goriva (raketni motorji na trda goriva). Oba razreda imata svoje prednosti, zahvaljujoč katerima najdejo uporabo v različnih projektih, doslej pa nobenemu od njiju ni uspelo izriniti »konkurenta« s svojega področja. Vprašanje elektrarn je zelo zanimivo in je vredno ločene obravnave.
Zgodovina in teorija
Znano je, da so bile prve rakete, ki so se pojavile pred mnogimi stoletji, opremljene s trdnimi motorji na najpreprostejše gorivo. Taka elektrarna je ohranila svoj položaj do prejšnjega stoletja, ko so nastali prvi sistemi na tekoča goriva. V prihodnosti je razvoj obeh razredov motorjev potekal vzporedno, čeprav so se raketni motorji na tekoče gorivo ali trdna goriva občasno zamenjali kot vodilni v industriji.
Izstrelitev rakete UR-100N UTTH s tekočim motorjem. Fotografija Rbase.new-factoria.ru
Prve rakete dolgega dosega, katerih razvoj je privedel do nastanka medcelinskih kompleksov, so bile opremljene s tekočimi motorji. Sredi prejšnjega stoletja so raketni motorji na tekoče gorivo omogočili pridobitev želenih lastnosti z uporabo razpoložljivih materialov in tehnologij. Kasneje so strokovnjaki iz vodilnih držav začeli razvijati nove razrede balističnih in mešanih pogonskih goriv, kar je povzročilo nastanek trdnih goriv, primernih za uporabo na ICBM.
Doslej so se rakete s tekočim in trdnim gorivom razširile v strateške jedrske sile različnih držav. Zanimivo je, da so ruske ICBM opremljene z elektrarnami obeh razredov, medtem ko so ZDA pred nekaj desetletji opustile motorje na tekoče gorivo v korist motorjev na trda goriva. Kljub tem razlikam v pristopih je obema državama uspelo zgraditi raketne skupine želenega videza z zahtevanimi zmogljivostmi.
Na področju medcelinskih raket so bili prvi motorji na tekoče gorivo. Takšni izdelki imajo številne prednosti. Tekoče gorivo omogoča doseganje višjega specifičnega impulza, zasnova motorja pa omogoča spreminjanje potiska na sorazmerno preproste načine. Večino prostornine rakete z motorjem na tekoče gorivo zasedajo rezervoarji za gorivo in oksidant, kar na določen način zmanjša zahteve po trdnosti trupa in poenostavi njegovo proizvodnjo.
Hkrati raketni motorji na tekoče gorivo in rakete, opremljene z njimi, niso brez pomanjkljivosti. Prvič, takšen motor odlikuje največja zapletenost proizvodnje in delovanja, kar negativno vpliva na stroške izdelka. ICBM prvih modelov so imeli pomanjkljivost v obliki zapletenosti priprave na izstrelitev. Dolivanje goriva in oksidanta je bilo opravljeno tik pred začetkom, poleg tega pa je bilo v nekaterih primerih povezano z nekaterimi tveganji. Vse to je negativno vplivalo na bojne lastnosti raketnega sistema.
Rakete s tekočim gorivom R-36M v transportnih in izstrelitvenih zabojnikih. Fotografija Rbase.new-factoria.ru
Raketni motor na trda goriva in raketa, zgrajena na njegovi osnovi, imata pozitivne vidike in prednosti pred sistemom s tekočinami. Glavni plus so nižji stroški proizvodnje in poenostavljena zasnova. Tudi trdna goriva nimajo tveganja za agresivno puščanje goriva, poleg tega pa jih odlikuje možnost daljšega skladiščenja. Med aktivno fazo leta ICBM motor s trdnim gorivom zagotavlja boljšo dinamiko pospeševanja in zmanjšuje verjetnost uspešnega prestrezanja.
Motor s trdnim gorivom v svojem posebnem impulzu izgubi s tekočim. Ker je zgorevanje polnjenja s trdim gorivom skoraj nenadzorovano, nadzor potiska motorja, ustavitev ali ponovni zagon zahtevajo posebna kompleksna tehnična sredstva. Telo rakete na trdo gorivo opravlja naloge zgorevalne komore in mora zato imeti ustrezno trdnost, ki postavlja posebne zahteve za uporabljene enote, prav tako pa negativno vpliva na kompleksnost in stroške proizvodnje.
Raketni motor, raketni motor s trdnim gorivom in strateške jedrske sile
Trenutno so strateške jedrske sile Rusije oborožene z ducatom ICBM različnih razredov, namenjenih reševanju nujnih bojnih nalog. Raketne sile strateških raket (Strateške raketne sile) upravljajo s petimi vrstami raket in čakajo na pojav dveh novih kompleksov. Enako število raketnih sistemov se uporablja na pomorskih podmornicah, vendar bistveno novih raket še niso razvili v interesu pomorske komponente "jedrske triade".
Rakete UR-100N UTTH in R-36M / M2 kljub precejšnji starosti še vedno ostajajo v četah. Takšne ICBM težkega razreda vključujejo več stopenj z lastnimi motorji na tekoče gorivo. Z veliko maso (več kot 100 ton za UR-100N UTTKh in približno 200 ton za R-36M / M2) imata dve vrsti raket veliko zalogo goriva, kar zagotavlja pošiljanje težke bojne glave na doseg najmanj 10 tisoč km.
Splošni pogled na raketo RS-28 "Sarmat". Risba "Državni raketni center" / makeyev.ru
Od konca petdesetih let se pri nas preučuje problem uporabe trdnih goriv na obetavnih ICBM. Prve resnične rezultate na tem področju so dosegli v zgodnjih sedemdesetih letih. V zadnjih desetletjih je ta smer dobila nov zagon, zahvaljujoč kateremu se je pojavila cela družina raket na trdo gorivo, ki predstavljajo dosleden razvoj splošnih idej in rešitev, ki temeljijo na sodobnih tehnologijah.
Trenutno imajo raketne sile strateških raket RT-2PM Topol, RT-2PM2 Topol-M in RS-24 Yars. Hkrati z vsemi takšnimi raketami upravljamo tako z minsko kot s premičnimi zemeljskimi izstrelki. Rakete treh tipov, ustvarjene na podlagi splošnih zamisli, so zgrajene po tristopenjski shemi in so opremljene s trdnimi motorji. Ko so izpolnili zahteve naročnika, so avtorji projektov uspeli zmanjšati dimenzije in težo končnih izstrelkov.
Rakete kompleksov RT-2PM, RT-2PM2 in RS-24 imajo dolžino največ 22,5-23 m z največjim premerom manj kot 2 m. 1-1,5 tone. Rakete Topol so opremljene z enodelna bojna glava, Yars pa po znanih podatkih nosi več ločenih bojnih glav. Domet leta je najmanj 12 tisoč km.
Z lahkoto je razvidno, da se z osnovnimi značilnostmi letenja na ravni starejših izstrelkov na tekoče gorivo trdna goriva Topoli in Yars odlikujejo po manjših dimenzijah in masi izstrelitve. Vendar ob vsem tem nosijo manjši tovor.
Mobilni kompleks tal Topol. Fotografija Ministrstva za obrambo Ruske federacije
Strateške raketne sile bi morale v prihodnosti dobiti več novih raketnih sistemov. Tako projekt RS-26 Rubezh, ki je nastal kot možnost za nadaljnji razvoj sistema Yars, ponovno predvideva uporabo večstopenjske sheme s trdnimi gorivi v vseh fazah. Prej so bile informacije, po katerih naj bi sistem "Rubezh" nadomestil starajoče se komplekse RT-2PM "Topol", kar je vplivalo na glavne značilnosti njegove arhitekture. Po svojih glavnih tehničnih značilnostih se "Rubezh" ne bi smel bistveno razlikovati od "Topol", čeprav je mogoče uporabiti drugačen tovor.
Drug obetaven razvoj je težka ICBM RS-28 Sarmat. Po uradnih podatkih ta projekt predvideva izdelavo tristopenjske rakete s tekočimi gorivi. Poročali so, da bo raketa Sarmat dolga približno 30 metrov z izstrelitveno maso več kot 100 ton in bo lahko nosila "tradicionalne" posebne bojne glave ali nov tip hiperzvočnega udarnega sistema. Zaradi uporabe raketnih motorjev na tekoče gorivo z zadostnimi lastnostmi se pričakuje največji doseg letenja na ravni 15-16 tisoč km.
Mornarica ima na voljo več vrst ICBM z različnimi značilnostmi in zmogljivostmi. Jedro pomorske komponente strateških jedrskih sil so trenutno balistične rakete podmornic družine R-29RM: R-29RM, R-29RMU1, R-29RMU2 "Sineva" in R-29RMU2.1 "Liner". Poleg tega je pred nekaj leti v oborožitev vstopila najnovejša raketa R-30 Bulava. Kolikor je znano, zdaj ruska industrija razvija več projektov za posodobitev raket za podmornice, vendar ni govora o ustvarjanju bistveno novih kompleksov.
Na področju domačih ICBM za podmornice obstajajo trendi, ki spominjajo na razvoj "kopenskih" kompleksov. Starejši izdelki R-29RM in vse možnosti za njihovo posodobitev imajo tri stopnje in so opremljeni z več tekočinskimi motorji. S pomočjo takšne elektrarne lahko raketa R-29RM prinese štiri ali deset bojnih glav različne moči s skupno težo 2, 8 ton na dosegu najmanj 8300 km. Projekt posodobitve za R- 29MR2 "Sineva" je predvideval uporabo novih navigacijskih in nadzornih sistemov. Odvisno od razpoložljive bojne obremenitve lahko raketa dolžine 14,8 m in mase 40,3 tone leti na dosegu do 11,5 tisoč km.
Nalaganje rakete Topol-M v zaganjalnik silosa. Fotografija Ministrstva za obrambo Ruske federacije
Novejši projekt podmornice R-30 Bulava je nasprotno predvideval uporabo motorjev na trda goriva na vseh treh stopnjah. To je med drugim omogočilo zmanjšanje dolžine rakete na 12,1 m in zmanjšanje izstrelitvene teže na 36,8 t. Hkrati pa izdelek nosi bojno obremenitev, težo 1, 15 ton, in jo dostavi na doseg do 8-9 tisoč km. Ne tako dolgo nazaj je bil napovedan razvoj nove modifikacije "Bulave", ki se razlikuje po različnih dimenzijah in povečani teži, zaradi česar bo mogoče povečati bojno obremenitev.
Razvojni trendi
Znano je, da se je rusko poveljstvo v zadnjih desetletjih opiralo na razvoj obetavnih raket na trda goriva. Rezultat tega je bil dosleden videz kompleksov Topol in Topol-M, nato pa še Yars in Rubezh, katerih projektili so opremljeni s trdnimi gorivi. LRE pa ostajajo le na relativno starih "kopenskih" projektilih, katerih delovanje se že končuje.
Popolna opustitev ICBM na tekoče gorivo pa še ni načrtovana. Kot nadomestek za obstoječa UR-100N UTTKh in R-36M / M2 nastaja nov izdelek RS-28 "Sarmat" s podobno elektrarno. Tako bodo motorji na tekoče gorivo v bližnji prihodnosti uporabljeni le na projektilih težkega razreda, medtem ko bodo drugi kompleksi opremljeni s sistemi na trda goriva.
Podobne razmere s podmorskimi balističnimi raketami so podobne, vendar imajo nekatere razlike. Na tem območju ostaja tudi precejšnje število izstrelkov na tekoče gorivo, vendar edini nov projekt vključuje uporabo trdnih goriv. Nadaljnji razvoj dogodka je mogoče predvideti s preučitvijo obstoječih načrtov vojaškega oddelka: program razvoja podmorniške flote jasno kaže, katere rakete imajo veliko prihodnost in katere bodo sčasoma razgrajene.
Samohodna lansirna naprava RS-24 "Yars". Fotografija Vitalykuzmin.net
Starejše rakete R-29RM in njihove najnovejše modifikacije so namenjene jedrskim podmornicam projektov 667BDR in 667BDRM, R-30 pa so bile razvite za uporabo na najnovejših raketnih nosilcih projekta 955. Ladje družine 667 postopoma izčrpavajo svoje vire in bodo sčasoma zaradi popolne moralne in fizične zastarelosti. Skupaj z njimi bo morala flota zato opustiti rakete družine R-29RM, ki bodo preprosto ostale brez nosilcev.
Prve raketne podmorniške križarke projekta 955 "Borey" so bile že sprejete v bojno moč mornarice, poleg tega pa se nadaljuje gradnja novih podmornic. To pomeni, da bo flota v bližnji prihodnosti prejela pomembno skupino raketnih nosilcev Bulava. Storitev "Boreyev" bo trajala več desetletij, zato bodo rakete R-30 ostale v uporabi. Možno je ustvariti nove modifikacije takšnega orožja, ki bi lahko dopolnile in nato zamenjale ICBM osnovne različice. Tako ali drugače bodo izdelki družine R-30 sčasoma nadomestili zastarele rakete R-29RM kot osnovo pomorske komponente strateških jedrskih sil.
Prednosti in slabosti
Različni razredi raketnih motorjev, ki se uporabljajo na sodobnih strateških raketah, imajo svoje prednosti in slabosti. Sistemi s tekočim in trdnim gorivom se v nekaterih parametrih presegajo, v drugih pa izgubijo. Zato morajo kupci in oblikovalci izbrati vrsto elektrarne v skladu s svojimi zahtevami.
Konvencionalni motor na tekoče gorivo se od raketnih motorjev na trda goriva razlikuje po višjih specifičnih hitrostih impulzov in drugih prednostih, kar omogoča povečanje nosilnosti. Hkrati ustrezna dobava tekočega goriva in oksidanta vodi do povečanja dimenzij in teže izdelka. Tako se raketa s tekočim pogonom izkaže za optimalno rešitev v kontekstu uvajanja velikega števila izstrelkov silosov. V praksi to pomeni, da trenutno pomemben del izstrelitvenih silosov zasedajo raketi R-36M / M2 in UR-100N UTTKh, v prihodnje pa jih bodo nadomestili obetavni RS-28 "Sarmat".
Rakete tipov Topol, Topol-M in Yars se uporabljajo tako v rudniških napravah kot kot del mobilnih talnih sistemov. Slednjo možnost najprej zagotavlja majhna izstrelitvena masa izstrelkov. Izdelek, ki tehta največ 50 ton, je mogoče postaviti na posebno večosno podvozje, česar ni mogoče narediti z obstoječimi ali hipotetičnimi projektili na tekoče gorivo. Novi kompleks RS-26 "Rubezh", ki velja za nadomestilo za "Topol", temelji tudi na podobnih zamislih.
Podmorniška raketa R-29RM. Risba "Državni raketni center" / makeyev.ru
Značilnost raket s trdnim gorivom v obliki zmanjšanja velikosti in teže je pomembna tudi v kontekstu pomorske oborožitve. Raketa podmornice mora biti čim manjša. Razmerje med dimenzijami in značilnostmi letenja raket R-29RM in R-30 natančno kaže, kako je mogoče te prednosti uporabiti v praksi. Tako za razliko od svojih predhodnikov najnovejše jedrske podmornice projekta 955 ne potrebujejo velike nadgradnje, ki pokriva zgornji del izstrelkov.
Zmanjšanje teže in dimenzij pa ima svojo ceno. Lažje rakete na trda goriva se od drugih domačih ICBM razlikujejo po nižji bojni obremenitvi. Poleg tega posebnost raketnih motorjev na trda goriva vodi v manjšo težo v primerjavi z raketami na tekoča goriva. Vendar se po vsej verjetnosti takšni problemi rešujejo z ustvarjanjem učinkovitejših bojnih enot in sistemov nadzora.
***
Kljub dolgotrajnemu raziskovalnemu in razvojnemu delu ter številnim polemikam se pogojno spopadanje med motorji na tekoče in trdno gorivo še ni končalo z brezpogojno zmago enega od "konkurentov". Nasprotno, ruska vojska in inženirji so prišli do uravnoteženega zaključka. Motorji različnih vrst se uporabljajo na tistih področjih, kjer lahko pokažejo najboljše rezultate. Tako lahke rakete za kopenske mobilne komplekse in podmornice prejemajo trdna goriva, medtem ko bi morale biti težke rakete s silosom, tako zdaj kot v prihodnosti, opremljene s tekočimi gorivi.
V trenutnih razmerah je ob upoštevanju obstoječih priložnosti in obetov takšen pristop najbolj logičen in uspešen. V praksi vam omogoča, da dosežete največje rezultate z opaznim zmanjšanjem vpliva negativnih dejavnikov. Možno je, da bo takšna ideologija obstajala tudi v prihodnje, tudi z uporabo obetavnih tehnologij. To pomeni, da bodo v bližnji in daljni prihodnosti ruske strateške jedrske sile lahko sprejele sodobne medcelinske balistične rakete z najvišjimi možnimi lastnostmi in bojnimi lastnostmi, ki neposredno vplivajo na učinkovitost odvračanja in varnost države.
