"Burevestnik" zonder kernmotor
Het zal naar de andere kant van de aarde vliegen en alle luchtverdedigings- en raketverdedigingslinies omzeilen.
Deze heb je waarschijnlijk wel eens gehoord geschiedenis. Kruisraket "Burevestnik" (index 9M730, NAVO-codeaanduiding - "Skyfall"). De grootste verrassing van de Burevestnik is dat vluchten over afstanden van tienduizenden kilometers mogelijk zijn zonder kernreactor. Een conventionele turbostraalmotor die draait op hoogcalorische synthetische brandstof (decylene, Jet Propellant JP-10) of vliegtuigkerosine kan dit aan.
Dit is precies de conclusie die volgt uit de kenmerken van bekende monsters luchtvaart en rakettechnologie. Feiten, verhoudingen en cijfers. Dit is het volgende verhaal in twee afleveringen.
Episode een. Over baby's die onvoorstelbare afstanden kunnen vliegen
De turbostraalmotor TRDD-50 maakt slechts 4% uit van het lanceergewicht van de Russische Kh-101 kruisraket. Met andere woorden: de motor van een raket van twee ton die een snelheid van 800 km/u haalt, kan met de hand worden opgetild (82 kg).
Foto: Evgeny Erokhin / rockets.ru
De turbofanmotor ontwikkelt 50 kg stuwkracht (volgens andere bronnen - 450). Tientallen keren minder dan straalmotoren. Niettemin zijn deze waarden voldoende voor vluchten in de subsonische kruisraketmodus (CR).
Allereerst worden CD's gekenmerkt door een lage aerodynamische weerstand. De X-101 wordt alleen in de lucht gehouden door een paar opvouwbare “bloemblaadjes”. De spanwijdte van zo'n vleugel is 4 meter. Het vliegtuig heeft geen start- of landingsmodus. Hoe sneller hij “landt”, hoe erger het is voor de vijand.
Voor een uniforme vlucht met een snelheid van ongeveer 800 km/u, zonder de noodzaak om extreme aanvalshoeken te bereiken of manoeuvres met hoge overbelasting uit te voeren, hebben kruisraketten slechts een miniatuurmotor nodig met een stuwkracht van een paar honderd kilogram.
Dit resulteert in een hoog brandstofverbruik en een groot vliegbereik.
Kh-101-raketten op een uitwerpsteun met meerdere posities in het bommenruim van een Tu-160
In termen van brandstofverbruik komt zo'n CD meer overeen met de parameters van vrachtwagens dan met de indicatoren die kenmerkend zijn voor straalvliegtuigen. Het specifieke verbruik van 0,71 kg/kgf*uur in de maximale modus betekent dat de X-101 raket slechts 40 liter vloeibare brandstof per 100 km vlucht verbruikt. In de praktijk zou dit cijfer in de cruisemodus zelfs nog lager moeten zijn.
Hierdoor krijgt de X-101 de mogelijkheid om op een bereik van 5 km te vliegen!
Bronnen bevatten een waarde van 1 kg (ongeveer 250 liter) decyleenbrandstof. Brandstof vormt meer dan de helft van het lanceergewicht van de X-1. De rest bestaat uit lichtgewicht elektronica-eenheden, een behuizing, een miniatuurmotor en een solide kernkop (350-101 kg).
Een discussie over kruisraketten is onmogelijk zonder het Russische ‘Kaliber’
Van het grootste belang is de ZM-14-modificatie, gebruikt tegen gronddoelen. "Caliber" is veel compacter en lichter dan de X-101. In open bronnen geldt een startgewicht van 1 kg. Tegelijkertijd maken de afmetingen van de Calibre het mogelijk om gelanceerd te worden via een standaard torpedobuis van 770 mm.
1 kg is geen indicator ter vergelijking. In tegenstelling tot de op vliegtuigen gebaseerde Kh-770, stijgt het kaliber op vanaf het oppervlak (of van onder water). Het moet zelfstandig snelheid winnen waarbij de vleugel met een spanwijdte van 101 meter de raket in de lucht kan houden. Minstens tweehonderd kilogram van de lanceermassa werd besteed aan een afneembare vastebrandstofversneller. Het is onjuist om het gaspedaal als de eerste trap te beschouwen, vanwege de extreem korte bedrijfstijd.
Het grootste deel van de vlucht, meer dan 2 kilometer lang, vindt plaats met de deelname van een kleine turbostraalmotor TRDD-000, waarvan de kenmerken aan het begin van het artikel worden beschreven.
We zien vergelijkbare specifieke indicatoren. De raket, waarvan de massa na scheiding van de versneller ongeveer 1,5 ton bedraagt, kan een afstand van 2000-2600 km afleggen. Voor de versie met thermonucleaire gevechtsuitrusting geldt een hogere waarde.
Voor verdere vergelijking zullen we ons concentreren op het "Kaliber" met een conventionele kernkop van 450 kg, wat qua gewicht overeenkomt met de X-101 kernkop. Motor van hetzelfde type. Soortgelijke indeling. Subsonische snelheid. Bij Calibre wordt er geen rekening gehouden met het startversneller.
De raketwerper met een lanceermassa van 1 kg heeft een vliegbereik van 500 km.
Een raketwerper met een lanceermassa van 2000–2400 kg heeft een vliegbereik van 5 km.
X-101 heeft een aantal duidelijke voordelen. In tegenstelling tot de Calibre is het uiterlijk van de X-101 meer onderhevig aan de eisen van aerodynamica en stealth-technologie. Een vliegtuigraket hoeft geen zware belastingen te weerstaan die optreden tijdens de lancering met behulp van een vastebrandstofversneller. En het ontwerp is niet ontworpen om waterdruk te weerstaan wanneer het vanaf diepte wordt gelanceerd. Als gevolg hiervan heeft de X-101, met dezelfde motor en soortgelijke kernkop, tweemaal zoveel brandstofcapaciteit. En minstens 2,5 keer groter vliegbereik!
In elk geval worden gigantische afstanden beschreven. 2 km is voldoende om in elke richting door heel Europa te vliegen. 000 km – zorgt voor een transatlantische vlucht. Intercontinentaal bereik! Ik wil u eraan herinneren dat we het hebben over vliegtuigen met minimale massa en afmetingen. In feite - vliegende munitie. Zonder exotische technologieën. Massa wapen.
Als we alle feiten bij elkaar optellen, komen we tot de volgende conclusie.
Bij afwezigheid van strikte eisen voor massa en afmetingen (lancering via een torpedobuis, ophanging aan een lanceerinrichting met meerdere posities in het bommenruim van de Tu-160), is het mogelijk een kruisraket te maken met een lanceergewicht in het bereik van 5 –10 ton met een vliegbereik van tienduizenden kilometers. Ja, je hebt ook een startversneller nodig. Als we Caliber als voorbeeld gebruiken, is dit 10–15% van de startmassa. Verandert het beeld niet.
10 ton? Bij het lanceren vanaf een grondinstallatie?
Volgens binnenlandse tradities ziet het er bescheiden uit. Wat zijn bijvoorbeeld de kosten van de Kh-22 anti-scheepsraket, 11 meter lang en 5 kg zwaar. Die werd toch onder de vleugel van het vliegtuig geplaatst.
Waarom vloog de zes ton wegende X-22 slechts 600 km?
Het antwoord is meer dan drie keer de snelheid van het geluid. Als motor werd een raketmotor met vloeibare stuwstof gebruikt: 1 kg brandstof en 015 kg oxidatiemiddel!
We hadden het zojuist over het verbruik van 40 liter per 100 km, waarmee de Caliber in ongeveer 7,5 minuten vliegt. Bij het ontwerp van de X-22-motor werd gebruik gemaakt van een turbopomp met een debiet van 80 liter per seconde!
Uitgerust met een kleine turbostraalmotor en met behulp van het Calibre-vluchtprofiel zou zo'n raket over de oceaan vliegen.
Tweede aflevering
Het eerste deel van het artikel was gewijd aan kruisraketten: welke vooruitzichten staan open voor de makers van deze wapens.
Het is tijd om de andere kant van de kwestie te bekijken en te praten over bestaande militaire vliegtuigen die een autonoom vliegbereik hebben dat vergelijkbaar is met de Burevestnik-kernraket.
Bijvoorbeeld de RQ-4 Global Hawk drone met een vliegbereik van 22 km.
Leeggewicht – 6 kg. Maximale start – 800 kg. Het volume van de brandstoftank bedraagt 14 liter. De motor is een Rolls-Royce F600-turbojet, vergelijkbaar met de motoren die in moderne zakenvliegtuigen worden gebruikt. Motorstuwkracht – 7 kgf.
Maximale snelheid – 629 km/u; cruisen - 570 km/u. De vluchtduur bedraagt 32 uur.
Lezers zullen waarschijnlijk verontwaardigd zijn over het voorbeeld en de omvang van de Global Hawk. Een te abrupte overgang van kruisraketten naar een toestel met een lengte van 14,5 meter en een spanwijdte van bijna 40 meter!
De onevenredig grote vleugel van de Global Hawk is een gevolg van zijn benoeming. Het is niet gemaakt voor politieke advertenties en het Guinness Book of Records. Dit is een strategisch verkenningsvliegtuig dat naar een hoogte van 18-20 km moet klimmen om van daaruit zoveel mogelijk te zien.
De vleugel heeft een hoge aspectverhouding en een lift-to-drag-verhouding van 33, net als een sportzweefvliegtuig. De motor brult op maximale snelheid, de vleugels klampen zich vast aan de ijle lucht...
De neuskegel van de RQ-4 verbergt een compartiment met een inhoud van 9,5 kubieke meter gevuld met verkenningsapparatuur. Radars, camera's, sensoren, communicatieantennes. Bijna 700 kg laadvermogen.
Verder moet worden opgemerkt dat de RQ-4 een herbruikbaar vliegtuig is. Hiervoor was bijvoorbeeld een intrekbaar chassis met drie stijlen nodig.
Puur hypothetisch. Als je al het "overbodige" spul verwijdert, een deel van de toegewezen lading aan de kernkop besteedt en de rest aan extra brandstof, dan zal de resulterende Amerikaanse "Petrel" (Aalscholver) een onbeperkt vliegbereik vertonen. Op zijn minst zal het elke vereiste afstand op de schaal van deze planeet overschrijden.
Zet de grappen opzij. Laten we het nu over serieuze dingen hebben.
Als je niet tot de extreme 20 kilometer klimt, is vliegen met subsonische snelheden op grote hoogte energetisch winstgevender dan vliegen op een hoogte van 100 meter. Het Global Hawk-voorbeeld bevatte geen voorstel om een kruisraket te bouwen op basis van de principes van een verkenningsvliegtuig op grote hoogte. Allereerst bewijst het voorbeeld de prestaties van turbostraalmotoren en boordsystemen van moderne vliegtuigen gedurende tientallen uren in autonome modus.
De Global Hawk vliegt sinds 1998 en is inmiddels flink verouderd. De ontvanger, de RQ-180, behield dezelfde vliegeigenschappen, maar was ontworpen volgens het "vliegende vleugel" -ontwerp. De weddenschap is gericht op een lagere zichtbaarheid, waarbij het zinvol is om te praten over de schijn van enige gevechtsstabiliteit.
Serieus in ieder geval drones met een laadvermogen van 700 kg, in staat om van de Noord- naar de Zuidpool te vliegen, geven opnieuw reden om te twijfelen aan het nut van een kernreactor voor vluchten in de atmosfeer.
In plaats van een nawoord. Een raket met een lanceermassa van 20 ton?
De turbofanmotor-50 ontwikkelt slechts 450 kg stuwkracht (volgens andere bronnen - 360). Tientallen keren minder dan straalmotoren...
De stuwkracht die wordt geproduceerd door een turbostraalmotor, ter grootte van een plunjezak, vormt een uitzonderlijke uitdaging bij pogingen om een dergelijke stuwkracht te bereiken met behulp van een kernreactor.
450 kgf bij een subsonische kruissnelheid van 270 m/s betekent een vermogen van 1,2 MW. De verkregen waarde is bijna 10 keer hoger dan het thermische vermogen van de kleine Topaz-1-reactor. Een levensecht monster dat werd gebruikt op ruimtesatellieten. Tegelijkertijd was de massa van "Topaz" 1 ton.
Het is niet verrassend dat bij het beoordelen van de grootte van de Burevestnik de volgende uitspraken verschijnen:
“Qua afmetingen is de nieuwste raket anderhalf tot twee keer groter dan de honderdeerste.” In tegenstelling tot de laatste bevinden de vleugels van de Burevestnik zich niet aan de onderkant, maar aan de bovenkant van de romp. Ook de karakteristieke uitsteeksels zie je in de video. Hoogstwaarschijnlijk wordt hier de lucht verwarmd door een kernreactor... De massa van de Burevestnik is meerdere malen, en waarschijnlijk een orde van grootte, groter dan die van de X-101.’
(“Militair-Industriële Koerier”, 2019)
(“Militair-Industriële Koerier”, 2019)
informatie