КР " Буревестник "
Буревестник – крылатая ракета с атомным двигателем
Над седой равниной моря ветер тучи собирает. Между тучами и морем гордо реет Буревестник, черной молнии подобный.
А. М. Горький
В послании Федеральному собранию 1 марта 2018 года Президент России В.В. Путин сообщил о создании крылатой ракеты с атомным двигателем. Позже эта ракета получила название «Буревестник». По некоторым источникам, ракета имеет индекс ГРАУ-9М730, а в НАТО ей присвоили кодовое обозначение SSC-X-9 Skyfall – «Небопад». Во время послания были показаны видеокадры испытания ракетного комплекса. Мы их разберём ниже.
Несколько фактов
Заместитель Министра обороны, Действительный государственный советник Российской Федерации 1-го класса Ю.И. Борисов заявил, что испытания проведены, ракета имеет практически неограниченную дальность полёта и может находиться в воздухе несколько дней.
Другой крупный чиновник из ВПК сказал, что испытания проведены, реактор вышел на расчётную мощность и двигатель обеспечил необходимую тягу. Во время проведения испытаний было обеспечено соблюдение всех норм радиационной безопасности.
Министерство обороны представило два ролика, в которых показаны фрагменты испытаний и цех окончательной сборки изделий Буревестник. На этом вся доступная официальная информация исчерпывается.
Как это может быть устроено
Сообщение о создании ракеты с ядерным двигателем вызвало сенсацию в политических и военно-промышленных кругах всего мира. Огромный интерес был проявлен общественностью, интересующейся авиационно-ракетной техникой. Мнения разделились: одни (эксперты) утверждают, что это не возможно, другие – что ракета существует. Часто идут комментарии, в которых данные и принцип работы Буревестника излагаются просто в безграмотных, а иногда в совершенно фантастических категориях.Попробуем (в рамках моих скромных возможностей) разобраться в этих вопросах.
Главная загадка и интрига в создании Буревестника – это атомная силовая установка. В 50-60 годах прошлого века как в США, так и в СССР пытались создать атомные авиационные силовые установки. Но работы были свёрнуты из-за технических трудностей, большого веса и малой эффективности. Главное – не обеспечивалась в должной мере радиационная безопасность. Что изменилось за прошедшие 60 лет?
Виды атомных авиационных двигателей
Возможные схемы атомных авиационных двигателей
Обратимся к рисунку 1. Существуют четыре схемы авиационных атомных двигателей. Есть ещё атомные ракетные двигатели, но для крылатой ракеты они непригодны в принципе, и я их рассматривать не буду.
- Самая простая из приведённых схем – ядерный прямоточный реактивный двигатель – схема «Г». Но он эффективно работает на больших сверхзвуковых скоростях (2 ≤ М ≤ 4). Ракета «Буревестник» – дозвуковая, поэтому схему «Г» отбрасываем;
- Схемы «А» и «Б», по сути, являются разновидностями одной схемы. Схема «А» более громоздкая. Вряд ли её можно разместить в корпусе крылатой ракеты, поэтому её отбрасываем.
Для рассмотрения остаются две схемы – открытая «Б» и закрытая «В». Каждая из них имеет свои достоинства и недостатки.
Достоинства и недостатки схем Б и В
Двигатель по схеме «Б» имеет более простую конструкцию, чем двигатель, выполненный по закрытой схеме «В». У него лучший тепловой КПД, чем у двигателя «В». Недостаток состоит в том, что внешний воздух непосредственно проходит через активную зону реактора и подвергается прямому радиационному облучению. В результате в воздухе возникает наведённая радиоактивность, как следствие, – заметный радиоактивный след.
В данном двигателе атомный реактор играет роль камеры сгорания, в которой к воздуху, поступившему из компрессора, подводится тепло. Как известно, эффективность ТРД напрямую зависит от температуры газов перед турбиной. Чем она выше, тем лучше. Но предел температуры определяется жаростойкостью материалов, из которых сделаны тепловыделяющие сборки активной зоны реактора. Предполагаю, что у нас разработаны новые керамические материалы с повышенной жаропрочностью. В эту керамику внедрены крупицы ядерного топлива.
Нечто подобное использовали американцы при создании крылатой ракеты SLAM в рамках проекта PLUTO. Топливные элементы для прямоточного двигателя SLAM изготавливались из тугоплавкой керамики на основе оксида бериллия, обогащённого диоксидом урана в качестве топлива и малым количеством диоксида циркония для структурной устойчивости. Топливные элементы были полыми шестигранными трубками диаметром между плоскими гранями – 7,63 мм, имели 102 мм в длину и отверстие с внутренним диаметром 5,8 мм. Ядро активной зоны состояло из 465000 трубок, уложенных в виде 27000 воздушных каналов. Топливные элементы были рассчитаны на температуру 1277 С.
Видимо, наши учёные создали подобную керамику с ещё большей жаростойкостью. Это позволило сделать мощный малогабаритный реактор, который можно встроить в воздушный тракт ЯТРД. Кстати, подводный аппарат «Посейдон» и лазерный комплекс «Пересвет» тоже имеют ядерный реактор в качестве источника энергии. Возможно, их реакторы построены на тех же принципах.
Схема «В» — самая безопасная в радиационном отношении. В ней внешний воздух не проходит через активную зону реактора и не подвергается непосредственному облучению. Но она самая сложная, тяжёлая и ненадёжная в работе. Другой серьёзный недостаток — самый низкий тепловой КПД из-за низкой температуры теплоносителя. Но так ли это важно, если дальность полёта все равно практически неограниченная, а повторное применение изделия не планируется. Развивается же атомная энергетика, хотя из-за низких параметров пара тепловой КПД АЭСсущественно ниже, чем при сжигании органического топлива. Зато схема «В» имеет чрезвычайно важное преимущество – радиационная безопасность — из-за отсутствия радиоактивного следа. Это нужно учитывать в свете прозвучавшего заявления о выполнении норм радиационной безопасности.
Другое преимущество состоит в том, что схема «В» имеет агрегатное построение, что позволяет независимо разрабатывать и испытывать источник энергии — активную зону с системой циркуляции теплоносителя и проточную часть ТРД. Можно работать на разных предприятиях, разделённых географически и ведомственно. В пользу моего предположения говорят и сообщения в СМИ, что «Буревестник» и подводный «Посейдон» имеют аналогичные реакторы. Не удивлюсь, если окажется, что ранее разрабатывающаяся и почти несекретная (на МАКС-2015 демонстрировался её макет) космическая энергоустановка мегаваттного класса с машинным генератором — того же типа.
О недостатках схемы «В» я уже упоминал. Это большая сложность, следовательно, меньшая надёжность. Большие проблемы возникают при выборе теплоносителя первого контура. В некоторых конструкциях применяется жидкий металл. А это большие трудности при эксплуатации. Но все перекрывается отсутствием радиоактивного выхлопа. Поэтому можно сделать вывод: схема «В», возможно, применяется в крылатой ракете «Буревестник».
Технические трудности при создании ЯТРД
При создании ЯТРД необходимо решить множество сложных технических вопросов, например, как защитить наземный персонал при обслуживании Буревестника? Заглянув в сопло (схема «Б»), можно увидеть активную зону, которую загораживают только тонкие лопатки турбины. Как хранить Буревестник на земле? Реактор при этом должен быть надёжно заглушен. При старте его необходимо быстро запустить и вывести на расчётную мощность. В полёте необходимо как-то управлять реактором и ЯТРД в целом. Скорее всего, Буревестник летает на малой высоте, и двигатель – однорежимный, без резких манёвров по высоте. Так что пределы управления ЯТРД небольшие, хотя они должны быть. При работе реактора исходит мощное радиоактивное излучение. От него необходимо защитить бортовую электронику. Если во время полёта будет принято решение не наносить удар по противнику, как тогда реактор заглушить? Или просто утопить ракету в глубоководном районе мирового океана?
Вопросов много. Однако, применив новые конструкционные материалы и последние достижения в области ракетостроения, нашим учёным, по-видимому, удалось создать компактный, мощный реактор, на основе которого построен ядерный турбореактивный двигатель (ЯТРД).
При применении схемы «Б», через активную зону реактора проходит воздух, который получает наведённую радиацию. Так образуется радиоактивный след. Это закон природы. От него никуда не денешься. В связи с этим заявление о выполнении норм по радиационной безопасности требуют дальнейшего прояснения. Ведь нормы радиационной безопасности разные: для гражданского населения — одни, для работников атомной промышленности – другие, а при испытаниях ядерного оборудования (или оружия) – третьи.
Я думаю, что в Буревестнике применён ядерный турбореактивный двигатель по схеме «Б», как более простой. Хотя, возможно, я ошибаюсь.
Панорама сборочного цеха, где собираются Буревестники. Екатеринбургское ОКБ «Новатор»
Видно, что ракета окрашена в красный цвет, ширина фюзеляжа больше, чем высота. Крыло имеет умеренную стреловидность. Ракета частично укрыта брезентом (или другим материалом) – соблюдение режима секретности. Хвостовая часть, по-видимому, отстыкована от ракеты
На фото видно, что крыло имеет умеренную стреловидность. Такое крыло не предназначено для сверхзвуковых скоростей. Поэтому на ракете вряд ли применён прямоточный двигатель. Крыло имеет довольно тонкий профиль, поэтому скорость ракеты я оцениваю в 750-900 км/ч.
В другом ролике показаны фрагменты испытаний «Буревестника».
Испытания Буревестника. Пуск произведён с подвижной ПУ. Ракета окрашена в красный цвет, стартовые ускорители – в белый. На фото невозможно разобрать, крыло раскрыто или нет
Испытания Буревестника
Пуск произведён на ядерном полигоне на о. Новая Земля, у населённого пункта Паньково в конце 2017 года. В полёте был запущен ядерный ТРД. Полёт был признан успешным. По данным американской прессы (со ссылкой на разведку), ранее были проведены четыре пуска в Капустином Яру. Все неудачные. Видимо, американцы приняли бросковые испытания за неудачные полёты. Проведение бросковых испытаний – обычная практика нашего ВПК. В них проверяется процесс схода ракеты с ПУ, работа наземного оборудования, отрабатывается технология работ и т.д.
Буревестник в полёте. Можно различить стреловидное крыло большого удлинения, значительный по размерам стартовый ускоритель и факел от его работы. Довольно большой киль расположен снизу
В полёте ракету сопровождали несколько самолётов, с которых велась киносъёмка. Внимательно рассмотрим кадр с полётом Буревестника. Видно крыло с умеренной стреловидностью и большим удлинением. Большое удлинение обеспечивает большую дальность полёта. Ракета имеет два крупных стартовых ускорителя по бокам. Ускорители, скорее всего, твёрдотопливные. Высокий киль с умеренной стреловидностью простирается вниз. Для того чтобы стабилизатор не попадал в зону факела от работающего стартовика, он, наверное, выполнен в виде буквы «V». Учитывая все вышеизложенное, я набросал возможную схему ракеты Буревестник.
В возможная схема КР Буревестник
Проблемы навигации, управления и наведения
Не менее сложные вопросы необходимо решить при создании системы управления полётом. По моему скромному мнению это возможно только с использованием элементов «искусственного интеллекта». При полёте над океаном отсутствуют наземные ориентиры. Поэтому там навигация выполняется с помощью ГЛОНАС. Систему GPS мы исключаем: в условиях войны она для нас будет недоступна. При потере сигналов ГЛОНАС, например, от воздействия противника, навигация должна выполняться на основе автономной астроинерциальной системы. Возможно, она разработана на основе астроинерциальной системы Л-14МС, установленной на бомбардировщике Ту-160.
При выходе на континент возможна корректировка навигационной системы по наземным ориентирам. Далее, полёт происходит с использованием системы отслеживания рельефа местности. Принцип действия системы состоит в том, что по фотоснимкам, выполненным с помощью разведывательных ИСЗ, составляются трёхмерные карты полёта крылатых ракет к различным объектам. Информация о выбранном маршруте закладывается в память бортового компьютера. Вдоль маршрута выбирается несколько районов коррекции. Для этих районов составляется особенно подробная 3D-модель подстилающей местности. В районах коррекции крылатая ракета с помощью бортового радиовысотомера отслеживает рельеф местности и сравнивает эти данные с параметрами, заложенными в бортовой компьютер. Затем автоматически определяется место ракеты, величина отклонения от проложенного маршрута и способ исправления имеющихся ошибок. Далее ракета летит в режиме радиомолчания к следующему району коррекции, где процедура повторяется. И так до поражения цели. Система ГЛОНАС в данном случае выполняет вспомогательную роль — обеспечивает крылатой ракете полёт на малых высотах, применяясь к рельефу местности. Это повышает скрытность, затрудняет обнаружение ракеты противником и увеличивает точность попадания в цель. Понятно, что в память компьютера может быть заложено несколько маршрутов и несколько потенциальных целей. Выбор цели выполняется по команде с земли.
В условиях многосуточного полёта (допустим, что Буревестник может летать неделю) возникает ещё одна проблема – в полёте ракета может попасть в шторм. Понятно, что зону урагана лучше обойти. Есть ли на борту Буревестника аппаратура для обнаружения опасных явлений погоды? Время покажет. В мультипликации МО, показанной при выступлении В.В. Путина, было показано, как ракета обходит зоны ПВО противника. Вопрос: какими средствами Буревестник будет обнаруживать эти зоны? Или эти данные ракета будет получать с земли?
Концепция применения и политико-экономический аспект
Из всего вышесказанного я делаю вывод, что ракета «Буревестник» с ядерной силовой установкой существует. Выполнен, по крайней мере, один успешный полёт (начало 2019 г.). Но до появления полноценного боевого оружия ещё очень далеко. Необходимо провести много испытаний и связанных с ними доработок, усовершенствований и модернизаций. Работа предстоит огромная.
В связи с испытаниями возникает ещё один вопрос. Длительность полёта постепенно будет возрастать, тогда возникнет необходимость проверить Буревестник на полную дальность. То есть нужно слетать в южные районы Атлантического или Тихого океана и вернуться обратно. Здесь возникает проблема: одно дело нарезать круги вокруг архипелага Новая Земля (наша территория – что хотим, то и делаем), и совсем другое дело – лететь над нейтральными водами океанов, оставляя за собой радиоактивный след. Мировому сообществу это может не понравиться. Здесь необходимо тщательно взвесить все риски и возможные последствия таких действий.
Понятно, что крылатая ракета с ЯТРД намного (возможно, на порядок) дороже обычной крылатой ракеты межконтинентальной дальности. В том, что обычные крылатые ракеты наземного базирования межконтинентальной дальности будут созданы, я не сомневаюсь. Существующие ракеты можно увеличить в размерах, подвесить сбрасываемые баки и так далее. Тогда вопрос – в чём преимущество дорогого Буревестника перед обычной крылатой ракетой? Преимущество только одно – неограниченная дальность и продолжительность полёта (примерно неделя).
Здесь мы переходим к возможной концепции боевого применения Буревестника. Взгляните на карту. Мы окружены американскими базами со всех сторон.
Военные базы НАТО вокруг России
Противник может нас атаковать с любого направления. Мы, в свою очередь, можем ответить вероятному противнику в основном с северного направления. С запада и с востока мы можем ответить с помощью баллистических ракет с подводных лодок. Единственное, недоступное нам направление – Южное. Мы не можем разместить там подводные лодки: мешает Южная Америка. Можно предположить, что с юга у вероятного противника самая слабая ПВО. Именно с этого направления возможно нанесение ответного удара с помощью ракеты «Буревестник» с ядерной силовой установкой.
Схема применения КР Буревестник может быть следующей: это оружие «Судного дня», то есть – оружие III Мировой ракетно-ядерной войны. Для обычных конфликтов средней интенсивности оно непригодно.
Как меня учили на военной кафедре – перед началом Глобальной войны будет короткий предвоенный период. В этот период международные отношения обострятся до крайнего предела, вооружённые силы будут приведены в полную боевую готовность, будет проводиться всеобщая мобилизация, эвакуация населения и так далее. Именно в этот период возможен запуск Буревестников в воздух. Но необходимо сделать это так, чтобы противник не расценил факт запуска, как начало первого удара.
Они (Буревестники) уйдут в пустынные южные районы Атлантики и Тихого океана, и там будут кружить в ожидании команды. В этом случае, если противник нанесёт первый, обезоруживающий удар, уничтожит все наши наземные ракеты, аэродромы, ликвидирует всё наше военное и политическое руководство, то всё равно Буревестники останутся целыми, повернут на север и атакуют противника. Первый ответный удар последует с наших подводных лодок, а потом подлетят крылатые ракеты. Несомненно, часть Буревестников прорвутся к целям и нанесут противнику неприемлемый ущерб. Сценарий жуткий, и до него лучше не доводить. Жизнь миллионов людей не стоит любых политических разногласий. Если в последний момент войну удастся предотвратить, Буревестники можно будет утопить в глубоких водах океана.
Финансовая составляющая
Вернёмся к финансовому аспекту. Оружие очень дорогое. После принятия Буревестника на вооружение потребуются затраты на обучение персонала, на проведение учебных пусков (не забываем о возможном радиоактивном выхлопе). Возможно проведение учений с реальными запусками. А всё это деньги, деньги, деньги… В общем, траты очень большие.
Я надеюсь, что в конце концов США согласятся говорить с нами на равных. Всё равно придётся договариваться. И тут, пока у нас есть преимущество в этой области (ЯТРД), может, стоит разменять Буревестник на равноценные уступки со стороны США? Ответ на этот вопрос могут дать только политики и военные эксперты.
Выводы
Крылатая ракета с ядерным двигателем «Буревестник» – существует. Возможно, удалось уменьшить радиоактивное заражение воздуха при её применении. До создания реального, действующего оружия ещё очень далеко, но работы в этом направлении ведутся. Надеюсь, что будут достигнуты позитивные результаты как в технической, так и в военно-политической областях.
