Ostrzeżenia o rosyjskiej broni hipersonicznej, przed którą USA nie mogą się bronić, mogły sprawić, że w zeszłym tygodniu uciekłeś do schronu. Ale czym dokładnie jest ta broń i jak działa?
Prezydent Rosji Władimir Putin po raz pierwszy ogłosił broń hipersoniczną o kryptonimie Avangard w przemówieniu w marcu. W zeszłym tygodniu źródła wywiadu USA poinformowały CNBC, że broń była wielokrotnie testowana i może być gotowa do 2020 roku.
Rosjanie ujawnili kilka konkretnych szczegółów na temat broni, ale z dostępnych informacji wynika, że ta broń to tak zwany hipersoniczny pojazd szybujący, powiedział Thomas Juliano, adiunkt inżynierii lotniczej na Uniwersytecie Notre Dame, który specjalizuje się w hipersonice lot.
Putin twierdził, że pojazd jest w stanie osiągnąć prędkość Mach 20 - lub 20-krotność prędkości dźwięku - i może ominąć obecne amerykańskie systemy obrony przeciwrakietowej. Co niepokojące, według źródeł wywiadowczych pojazd może nosić głowicę nuklearną.
Zamiast generować własną moc, aby osiągnąć hipersoniczne prędkości, pojazd szybujący łapie jazdę na międzykontynentalnym pocisku balistycznym (ICBM). Zazwyczaj rakiety te lecą w kosmos po łukowatej trajektorii, zanim wypuszczą głowice bojowe w górnej części paraboli, a te głowice spadają z powrotem na cel z prędkością hipersoniczną pod wpływem siły grawitacji.
Jednak zamiast spadać z powrotem na Ziemię, Avangard ponownie wprowadza atmosferę pod kątem, a jego aerodynamiczny kształt generuje siłę nośną, która pozwala mu szybować z prędkością hipersoniczną, mówi Juliano, co pozwala mu podróżować dalej i manewrować w miarę opadania.
Hyper inżynieria
Wygląda na to, że pojazd ma konstrukcję znaną jako „wahacz” - powiedział Juliano. Waveriders to samoloty naddźwiękowe, które mają kadłuby w kształcie klina specjalnie zaprojektowane do generowania siły nośnej poprzez surfowanie na fali uderzeniowej generowanej, gdy własny samolot uderza w powietrze z dużą prędkością.
Jest to ważne na wyższych wysokościach, gdzie gęstość powietrza jest niska, co utrudnia generowanie siły nośnej przy konwencjonalnych konstrukcjach skrzydeł. A ponieważ nie potrzebuje dużych skrzydeł, pojazd jest bardziej opływowy, a zmniejszony opór pozwala mu utrzymać prędkość na znacznie większej odległości, powiedział Juliano.
Budowanie pojazdu, który będzie w stanie tolerować hipersoniczne prędkości i wytwarzane przez nie temperatury, nie jest łatwym zadaniem, powiedział Juliano. Ale projekt, który wybrali Rosjanie, omija jedno z głównych wyzwań: napęd.
„Zaprojektowanie udanego układu napędowego na Mach 10 lub wyższym jest niezwykle trudne” - powiedział. „Umieszczając szybowiec nad ICBM, unikniesz potrzeby zaprojektowania udanego hipersonicznego silnika oddychającego powietrzem”.
Kontrolowanie pojazdu przy tak dużych prędkościach jest jednak nadal niezwykle trudne. Rosjanie twierdzą, że Avangard jest bardzo zwrotny, a na podstawie wygenerowanego komputerowo wideo zawartego w adresie Putina wydaje się, że ma kilka klap podobnych do płatów używanych przez samoloty do zmiany kierunek.
Dostosowanie płatów przy prędkościach naddźwiękowych nie jest trywialnym zadaniem, ponieważ fala uderzeniowa może mieć złożone interakcje z powietrzem przepływającym po powierzchni pojazdu, powodując zachowanie „nieliniowe”, powiedział Juliano.
Oznacza to, że drobne korekty mogą mieć duże rozmiary, co sprawia, że bardzo trudno jest obliczyć, ile przesunąć klapy lub płata. „Musi być precyzyjny, musi działać szybko i jest znacznie trudniejsze do przewidzenia” - powiedział.
Niemniej jednak Juliano uważa, że rosyjskie twierdzenia są wiarygodne, ponieważ technologia jest rozwijana od pewnego czasu. USA przetestowały własną wersję, nazwaną Hypersonic Technology Vehicle 2, w 2010 i 2011 r., Ale oba loty zakończyły się niepowodzeniem. A Chiny mają także eksperymentalny system o nazwie kodowej DF-ZF.
Po co to jest?
Pavel Podvig, niezależny analityk specjalizujący się w arsenału nuklearnym Rosji, powiedział, że rosyjskie wysiłki zmierzające do opracowania hipersonicznych pojazdów szybujących mają na celu uniknięcie amerykańskich systemów obrony przeciwrakietowej.
Obecne amerykańskie systemy obrony są zaprojektowane tak, aby wyciągać konwencjonalne głowice z ICBM na przewidywalnych trajektoriach balistycznych, gdy są one jeszcze w kosmosie; Podvig powiedział, że te mechanizmy obronne nie nadają się do przechwytywania broni szybkobieżnej w atmosferze. I w przeciwieństwie do tradycyjnych głowic, pojazdy będą mogły manewrować wokół obrony.
Ale Podvig powiedział, że nie jest jasne, czy broń naprawdę zapewnia użyteczne dodatkowe zdolności wojskowe. „Został opisany jako broń w poszukiwaniu misji”, powiedział Live Science. „Uważam, że tak naprawdę nie potrzebujesz tego rodzaju możliwości. Nie zmienia się to zbytnio pod względem możliwości trafiania w cele”.
Podvig zwrócił uwagę, że ICBM, który nosił Avangard podczas testów, SS-19, zwykle nosi sześć konwencjonalnych głowic. Powiedział, że jeśli celem jest przeciwdziałanie systemom obrony przeciwrakietowej, równie łatwo byłoby przytłoczyć je większą liczbą standardowych głowic.
Jednak taka broń może rodzić niebezpieczną niepewność, powiedział Podvig, ponieważ nie są objęte traktatami o kontroli broni, takimi jak New START, które wymagają od krajów zgłaszania liczby, rodzaju i lokalizacji broni zdolnej do broni jądrowej, takiej jak ICBM. Ponadto możliwości i potencjalne zastosowania szybowców hipersonicznych są nadal niejasne.
„Te systemy stwarzają większe ryzyko błędnego obliczenia” - powiedział Podvig - „i nie jest jasne, czy możemy skutecznie sobie z tym poradzić”.
Według czasopisma Space News, próbując zmniejszyć część tej niepewności, Pentagon rozważa umieszczenie czujników kosmicznych w celu wykrycia broni hipersonicznej. Podejście to wymagałoby kosztownej konstelacji satelitów, ale byłoby lepsze w wykrywaniu broni szybującej w górnej atmosferze, a także mogłoby widzieć dalej niż systemy lądowe ograniczone horyzontem.
Podvig mówi, że odpowiednio zaprojektowany system tego rodzaju powinien być w stanie wykryć broń naddźwiękową w locie, ale nie jest jasne, czy ułatwiłoby to przechwycenie tak szybkich i zwrotnych pojazdów.
