Китайская маневрирующая гиперзвуковая боеголовка WU-14, сходная с Ю-71 для ракеты «Сармат». Фото Daniel Toschläger с сайта wikimedia.org

На этой неделе в СМИ появились сообщения, что серийные поставки новейшей межконтинентальной баллистической ракеты «Сармат» начнутся в 2018 году. Это означает, что создание тяжелой стратегической ракеты идет с опережением графика. Поступление ее в части РВСН ожидалось к 2020 году.

Данное ускорение стало возможно благодаря модернизации производственной базы Красноярского машиностроительного завода, на котором разворачивается серийное производство «Сармата». И это очень своевременно в сложившихся условиях обострения отношений между России и блоком НАТО, в котором «руководящую и направляющую роль» играет Вашингтон. Новая ракета должна стать мощным фактором сдерживания, существенно превосходя все существующие в мире носители ядерного оружия.

В настоящий момент самая мощная ракета — жидкостная Р-36М2 «Воевода» шахтного базирования. Среди МБР сухопутного, морского и воздушного базирования по обе стороны Атлантического океана нет ничего, что близко стояло бы к ней по боевым возможностям. Не случайно НАТО присвоило ей «говорящую фамилию» — «Сатана».

Ракета «Воевода», принятая на вооружение в 1988 году, состоит из двух ступеней, двигатели которых используют высококипящее топливо.

Эта МБР создавалась для гарантированного прорыва противоракетной обороны противника. С этой задачей она вполне справляется и по нынешний день. Однако спустя четверть века к «Сатане» уже начинают «подбираться» средства ПРО противника. Точнее — появилась техническая возможность сделать новую МБР с более серьезными характеристиками, чтобы еще убедительнее показать вероятному противнику несостоятельность его системы ПРО. Как существующей, так и той, которая может быть создана в перспективе.

Сравнительно недавно появился еще один повод заменить «Воеводу» новой ракетой. Дело в том, что ракета была создана в Днепропетровске — на КБ «Южное» под руководством генерального конструктора Владимира Федоровича Уткина, академика АН СССР. Сейчас, когда полностью разорваны связи с Украиной, необходимо избавиться от зависимости от ВПК «незалежной» по части поставок запчастей и сервисных мероприятий.

Заказ на разработку ракеты «Сармат» достался миасскому КБ имени В.П. Макеева. Казалось бы, решение крайне странное, поскольку макеевцы специализируются прежде всего на создании морских изделий — МБР для стратегических подводных крейсеров. И тут их достижения впечатляют. Ракета «Синева» является рекордсменкой по энерговооруженности среди всех существующих ракет. То есть обладает наилучшим отношением мощности ракеты к ее массе.

Однако никакого парадокса в том, что «Сармат» сделали именно в Миассе, нет. Во-первых, здесь накоплен громадный опыт по созданию жидкостных ракет, которые обладают лучшими мощностными характеристиками, чем твердотопливные. А «Сармат», чтобы превзойти по боевым характеристикам «Воеводу», был задуман и воплощен в металле именно жидкостным. Во-вторых, у КБ есть опыт и по созданию сухопутных ракетных комплексов. К таковым, например, относится ракета Р-17 («Скад» по классификации НАТО).

Конструкторы КБ им. Макеева пошли, что называется, своим путем. То есть занялись не модернизацией «Воеводы», а создали абсолютно новую ракету. Хоть возможности для модернизации и имелись — «сердце» ракеты, двигатели РД-264, были разработаны не на Украине, а у нас — в химкинском КБ Энергомаш под руководством Виталия Петровича Радовского.

В результате была получена ракета, которая превосходит «Воеводу» по всем статьям. У нее более высокая энерговооруженность. «Воевода» весит более 210 тонн, «Сармат» на 20% легче. И при этом ракета способна выходить на суборбитальную траекторию, заходя на цель через космос. Это означает возможность атаки, скажем, США не по кратчайшей прямой, а с любого направления — и через Северный полюс, и через Южный. При этом траектория прокладывается так, чтобы обойти регионы с массированными средствами ПРО.

Это достигнуто за счет использования более эффективной двигательной системы как в первой, так и второй ступенях. Также предполагается увеличение мощности за счет использования на конечном этапе разгонного блока. В связи с чем ракета получилась двойного назначения. При снижении веса полезной нагрузки (10 боевых блоков по 750 кт каждый в сумме весят более 8 тонн) и использовании разгонного блока «Сармат» способен доставлять на орбиту спутники. Эта возможность может быть использована, когда будет подходить к концу ресурс ракет. Или же когда они начнут заменяться более совершенными ракетами новых разработок.

Усилена защита ракет, находящихся на стартовых позициях. Они устанавливаются в те же шахты, в которых сейчас находятся «Воеводы». Шахты способны выдерживать близкие ядерные взрывы, что достигается при помощи использования специальных демпфирующих контейнеров, для которых безопасны большие сейсмические нагрузки. Оборона шахт усилена специально созданной для комплекса «Сармат» системы активной защиты «Мозырь». Она представляет собой сотню артиллерийских стволов, которые выстреливают навстречу подлетающей крылатой ракете или боеголовке баллистической ракеты облаком стрел и шариков диаметром 3 см. Высота выстрела — 6 км. Эту систему обслуживает РЛС, имеющая большую дальность и точность обнаружения. Помимо этого предполагается в будущем прикрывать регион базирования комплексов «Сармат» ЗРС С-500.

В то же время «проникающая способность» боеголовок новой ракеты уникальна. Она основывается не только на высочайших энергетических качествах самой ракеты, которая до отделения от нее боевых блоков имеет возможность маневрировать с высокими перегрузками. Высокая маневренность есть и у самих боеголовок. Помимо этого они оснащены средствами радиоэлектронной борьбы. Также у них почти на два порядка выросла точность наведения на цель — максимальное отклонение от цели составляет 5−10 метров. Это дает возможность при необходимости применять вместо ядерных кинетические боевые части, которые разрушают стратегические объекты противника механическим ударом громадной энергии.

Ну, и, наконец, к 2020 году ракета будет оснащаться гиперзвуковыми боеголовками, которые сейчас имеют лишь кодовое название — «изделие 4202». Их испытания начались в 2010 году. К настоящему моменту достигнут устойчивый полет с заданной точностью поражения цели. Их скорость находится в пределах 17М-22М. Боеголовку, предположительно с середины нулевых годов, разрабатывают в НПО Машиностроения, расположенном в подмосковном Реутове.

Сейчас «изделие 4202» не способна остановить ни одна система ПРО мира. Да и в обозримом будущем такие возможности не просматриваются. Реутовская боеголовка способна совершать длительный гиперзвуковой полет в атмосфере, маневрируя в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Взглянем на некую типовую боеголовку (в реальности между боеголовками могут существовать конструктивные различия). Это конус из легких прочных сплавов — обычно из титана. Внутри есть переборки, шпангоуты, силовой каркас — почти как в самолете. Силовой каркас покрыт прочной металлической обшивкой. На обшивку нанесен толстый слой теплозащитного покрытия. Это похоже на древнюю корзину эпохи неолита, щедро обмазанную глиной и обожженную в первых экспериментах человека с теплом и керамикой. Схожесть легко объяснима: и корзине, и боеголовке предстоит сопротивляться наружному жару.

Боеголовка и ее начинка

Внутри конуса, закрепленные на своих «сиденьях», находятся два основных «пассажира», ради которых все и затеяно: термоядерный заряд и блок управления зарядом, или блок автоматики. Они поразительно компактны. Блок автоматики — размером с пятилитровую банку маринованных огурцов, а заряд — с обычное огородное ведро. Тяжелый и увесистый, союз банки и ведра взорвется килотонн на триста пятьдесят — четыреста. Два пассажира соединены между собой связью, как сиамские близнецы, и через эту связь постоянно чем-то обмениваются. Диалог их ведется всё время, даже когда ракета стоит на боевом дежурстве, даже когда этих близнецов только везут с предприятия-производителя.

Есть и третий пассажир — блок измерения движения боеголовки или вообще управления ее полетом. В последнем случае в боеголовку встроены рабочие органы управления, позволяющие изменять траекторию. Например, исполнительные пневмосистемы или пороховые системы. А еще бортовая электросеть с источниками питания, линии связи со ступенью, в виде защищенных проводов и разъемов, защита от электромагнитного импульса и система термостатирования — поддержания нужной температуры заряда.

После покидания автобуса боеголовки продолжают набирать высоту и одновременно мчаться в сторону целей. Они поднимаются до высших точек своих траекторий, а потом, не замедляя горизонтального полета, начинают все быстрее скатываться вниз. На высоте ровно ста километров над уровнем моря каждая боеголовка пересекает формально назначенную человеком границу космического пространства. Впереди атмосфера!

Электрический ветер

Внизу перед боеголовкой раскинулся огромный, контрастно блестящий с грозных больших высот, затянутый голубой кислородной дымкой, подернутый аэрозольными взвесями, необозримый и безбрежный пятый океан. Медленно и еле заметно поворачиваясь от остаточных воздействий разделения, боеголовка по пологой траектории продолжает спуск. Но вот навстречу ей тихонько потянул очень необычный ветерок. Чуть тронул ее — и стал заметен, обтянул корпус тонкой, уходящей назад волной бледного бело-голубого свечения. Волна эта умопомрачительно высокотемпературная, но она пока не жжет боеголовку, так как слишком уж бесплотна. Ветерок, обдувающий боеголовку, — электропроводящий. Скорость конуса настолько высока, что он в буквальном смысле дробит своим ударом молекулы воздуха на электрически заряженные осколки, происходит ударная ионизация воздуха. Этот плазменный ветерок называется гиперзвуковым потоком больших чисел Маха, и его скорость в двадцать раз превосходит скорость звука.

Из-за большой разреженности ветерок в первые секунды почти незаметен. Нарастая и уплотняясь с углублением в атмосферу, он сперва больше греет, чем давит на боеголовку. Но постепенно начинает с силой обжимать ее конус. Поток разворачивает боеголовку носиком вперед. Разворачивает не сразу — конус слегка раскачивается туда-сюда, постепенно замедляя свои колебания, и наконец стабилизируется.

Жара на гиперзвуке

Уплотняясь по мере снижения, поток все сильнее давит на боеголовку, замедляя ее полет

. С замедлением плавно снижается температура. От огромных значений начала входа, бело-голубого свечения десятка тысяч кельвинов, до желто-белого сияния пяти-шести тысяч градусов. Это температура поверхностных слоев Солнца. Сияние становится ослепительным, потому что плотность воздуха быстро растет, а с ней и тепловой поток в стенки боеголовки. Теплозащитное покрытие обугливается и начинает гореть.

Оно горит вовсе не от трения об воздух, как часто неверно говорят. Из-за огромной гиперзвуковой скорости движения (сейчас в пятнадцать раз быстрее звука)

от вершины корпуса расходится в воздухе другой конус — ударно-волновой, как бы заключая в себе боеголовку. Набегающий воздух, попадая внутрь ударно-волнового конуса, мгновенно уплотняется во много раз и плотно прижимается к поверхности боеголовки. От скачкообразного, мгновенного и многократного сжатия его температура сразу подскакивает до нескольких тысяч градусов. Причина этого — сумасшедшая быстрота происходящего, запредельная динамичность процесса. Газодинамическое сжатие потока, а не трение — вот что сейчас прогревает боеголовке бока.

На фото — ступень разведения ракеты МХ (Peacekeeper) и десять боевых блоков. Эта ракета давно снята с вооружения, но боевые блоки и сейчас используются те же самые (и даже еще более старые). Баллистические ракеты с разделяющейся ГЧ у американцев установлены только на подводных лодках.

Хуже всего приходится носовой части. Там образуется наибольшее уплотнение встречного потока. Зона этого уплотнения слегка отходит вперед, как бы отсоединяясь от корпуса. И держится впереди, принимая форму толстой линзы или подушки. Такое образование называется «отсоединенная головная ударная волна». Она в несколько раз толще остальной поверхности ударно-волнового конуса вокруг боеголовки. Лобовое сжатие набегающего потока здесь самое сильное. Поэтому в отсоединенной головной ударной волне самая высокая температура и самая большая плотность тепла. Это маленькое солнце обжигает носовую часть боеголовки лучистым путем — высвечивая, излучая из себя тепло прямо в нос корпуса и вызывая сильное обгорание носовой части. Поэтому там самый толстый слой теплозащиты. Именно головная ударная волна освещает темной ночью местность на многие километры вокруг летящей в атмосфере боеголовки.

Бокам становится совсем несладко. Их сейчас тоже жарит нестерпимым сиянием из головной ударной волны. И обжигает раскаленный сжатый воздух, превратившийся в плазму от дробления его молекул. Впрочем, при столь высокой температуре воздух ионизируется и просто от нагрева — его молекулы распадаются на части от жары. Получается смесь ударно-ионизационной и температурной плазмы. Своим воздействием трения эта плазма шлифует горящую поверхность теплозащиты, словно песком или наждачной бумагой. Происходит газодинамическая эрозия, расходующая теплозащитное покрытие.

В это время боеголовка прошла верхнюю границу стратосферы — стратопаузу — и входит в стратосферу на высоте 55 км. Движется она сейчас с гиперзвуковой скоростью в десять-двенадцать раз быстрее звука.

Ядерный дождь

На снимке показано падение разделившихся боевых блоков американской ракеты МХ в районе полигона на атолле Кваджалейн в Тихом океане. Такое можно наблюдать только в ходе испытаний. Настоящие ядерные боеголовки до земли бы не долетели, подорвав заряд на высоте нескольких сотен метров.

Нечеловеческие перегрузки

Сильное обгорание изменяет геометрию носа. Поток, словно резцом скульптора, выжигает в носовом покрытии заостренный центральный выступ. Появляются и другие особенности поверхности из-за неравномерностей выгорания. Изменения формы приводят к изменениям обтекания. Это меняет распределение давлений сжатого воздуха на поверхности боеголовки и поля температур. Возникают вариации силового воздействия воздуха по сравнению с расчетным обтеканием, что порождает отклонение точки падения — формируется промах. Пусть и небольшой — допустим, двести метров, но по ракетной шахте врага небесный снаряд попадет с отклонением. Или не попадет вообще.

Кроме того, картина ударно-волновых поверхностей, головной волны, давлений и температур непрерывно меняется. Плавно снижается скорость, зато быстро растет плотность воздуха: конус проваливается все ниже в стратосферу. Из-за неравномерностей давлений и температур на поверхности боеголовки, из-за быстроты их изменений могут возникать тепловые удары. От теплозащитного покрытия они умеют откалывать кусочки и куски, что вносит новые изменения в картину обтекания. И увеличивает отклонение точки падения.

Одновременно боеголовка может входить в самопроизвольные частые раскачивания с изменением направления этих раскачиваний с «вверх-вниз» на «вправо-влево» и обратно. Эти автоколебания создают местные ускорения в разных частях боеголовки. Ускорения меняются по направлению и величине, усложняя картину воздействия, испытываемого боеголовкой. Она получает больше нагрузок, несимметричности ударных волн вокруг себя, неравномерности температурных полей и прочих маленьких прелестей, вмиг вырастающих в большие проблемы.

Но и этим набегающий поток себя не исчерпывает. Из-за столь мощного давления встречного сжатого воздуха боеголовка испытывает огромное тормозящее действие. Возникает большое отрицательное ускорение. Боеголовка со всеми внутренностями находится в быстро растущей перегрузке, а экранироваться от перегрузки невозможно.

Космонавты не испытывают таких перегрузок при снижении. Пилотируемый аппарат менее обтекаем и заполнен внутри не столь плотно, как боеголовка. Космонавты и не спешат спуститься побыстрее. Боеголовка же — это оружие. Она должна достичь цели как можно скорее, пока не сбили. Да и перехват ее тем труднее, чем быстрее она летит. Конус — фигура наилучшего сверхзвукового обтекания. Сохранив высокую скорость до нижних слоев атмосферы, боеголовка встречает там очень большое торможение. Вот зачем нужны прочные переборки и силовой каркас. И удобные «сиденья» для двух седоков — иначе сорвет с мест перегрузкой.

Диалог сиамских близнецов

Кстати, а что там с этими седоками? Пришло время вспомнить главных пассажиров, ибо они сидят сейчас отнюдь не пассивно, а проходят свой собственный сложный путь, и диалог их становится наиболее содержательным в эти самые мгновения.

Заряд при перевозке разобран на части. При установке в боеголовку его собирают, а устанавливая боеголовку в ракету, оснащают до полной боеготовой комплектации (вставляют импульсный нейтронный инициатор, снаряжают детонаторами и т.?д.). Заряд готов к полету до цели на борту боеголовки, но пока еще не готов взорваться. Логика тут понятная: постоянная готовность заряда к взрыву не нужна и теоретически опасна.

В состояние готовности к взрыву (вблизи цели) его предстоит перевести сложными последовательными алгоритмами, базирующимися на двух принципах: надежность движения к взрыву и контроль над процессом. Система подрыва строго своевременно переводит заряд во все более высокие степени готовности. И когда в полностью готовый заряд придет из блока управления боевая команда на подрыв, взрыв произойдет немедленно, мгновенно. Боеголовка, летящая со скоростью снайперской пули, пройдет лишь пару сотых долей миллиметра, не успев сместиться в пространстве даже на толщину человеческого волоса, когда в ее заряде начнется, разовьется, полностью пройдет и уже завершится термоядерная реакция, выделив всю штатную мощность.

Финальная вспышка

Сильно изменившись и снаружи, и внутри, боеголовка прошла в тропосферу — последний десяток километров высоты. Она сильно затормозилась. Гиперзвуковой полет выродился до сверхзвука в три-четыре единицы Маха. Светит боеголовка уже тускло, угасает и подходит к точке цели.

Взрыв на поверхности Земли планируется редко — только для углубленных в землю объектов вроде ракетных шахт. Большинство целей лежит на поверхности. И для их наибольшего поражения подрыв производят на некоторой высоте, зависящей от мощности заряда. Для тактических двадцати килотонн это 400−600 м. Для стратегической мегатонны оптимальная высота взрыва — 1200 м. Почему? От взрыва по местности проходят две волны. Ближе к эпицентру взрывная волна обрушится раньше. Упадет и отразится, отскочив в стороны, где и сольется с только что дошедшей сюда сверху, из точки взрыва, свежей волной. Две волны — падающая из центра взрыва и отраженная от поверхности — складываются, образуя в приземном слое наиболее мощную ударную волну, главный фактор поражения.

При испытательных же пусках боеголовка обычно беспрепятственно достигает земли. На ее борту находится полцентнера взрывчатки, подрываемой при падении. Зачем? Во-первых, боеголовка — секретный объект и должна надежно уничтожаться после использования. Во-вторых, это необходимо для измерительных систем полигона — для оперативного обнаружения точки падения и измерения отклонений.

Многометровая дымящаяся воронка завершает картину. Но перед этим, за пару километров до удара, с испытательной боеголовки отстреливается наружу бронекассета запоминающего устройства с записью всего, что регистрировалось на борту во время полета. Эта бронефлешка подстрахует от потери бортовой информации. Ее найдут позже, когда прилетит вертолет со спецгруппой поиска. И зафиксируют результаты фантастического полета.

http://www.popmech.ru/weapon/238047-boegolovka-chto-vnutri-i...

© РИА НОВОСТИ. НАТАЛЬЯ СЕЛИВЕРСТОВА

МОСКВА, 18 ноя — РИА Новости. Боевые части ракет с поражающим действием, основанном на "новых физических принципах", разрабатываются в России, сообщил в пятницу начальник ракетных войск и артиллерии ВС РФ генерал-лейтенант Михаил Матвеевский.

В России 19 ноября традиционно отмечается День ракетных войск и артиллерии. Именно в этот день в 1942 году с мощной артиллерийской подготовки началось контрнаступление советских войск под Сталинградом.

"В части совершенствования ракетного вооружения мы проводим работу по… созданию перспективных боевых частей, в том числе разделяющихся с блоками индивидуального наведения, а также с поражающим действием на новых физических принципах", — сказал Матвеевский.

Он добавил, что также ведется работа по оснащению ракетных комплексов принципиально новыми бортовыми системами управления, средствами автоматизации подготовки и пуска ракет, а также контроля их технического состояния.

Кроме того, по словам генерала, особое внимание уделяется применению в боевых частях ракет всепогодных головок самонаведения, а также "самонаводящихся и самоприцеливающихся боевых элементов".

Оружие на новых физических принципах (ОНФП) — оружие, в основу создания которого положены физические процессы и явления, не использовавшиеся ранее в оружии обычном (холодном, огнестрельном) или в оружии массового поражения (ядерном, химическом, бактериологическом). Термин носит условный характер, так как в большинстве случаев в образцах ОНФП используются известные физические принципы, а новым является их применение в оружии. В зависимости от принципа действия выделяются следующие виды ОНФП: лазерное, радиочастотное, пучковое, кинетическое оружие и другие.

Урал­ва­гон­за­вод

Источник: https://ria.ru/arms/20161118/1481634346.html

И что с этого вышло

Честно стырено с Настоящего Лентача.