Най-новата хиперзвукова ракета на Китай се трансформира с Мах 5

Китай рекламира променяща формата си хиперзвукова ракета като скок в ударната мощ, но истинският тест е дали инженерството на оръжието може да надмине физиката, пише Габриел Хонрада за Asia Times.

Миналия месец South China Morning Post (SCMP) съобщи , че китайски военни изследователи са представили прототип на хиперзвукова „морфинг“ ракета, способна да променя аеродинамичната си форма по време на полет, което бележи потенциален пробив в технологията за високоскоростни оръжия, според рецензирана статия, публикувана в Acta Aeronautica et Astronautica Sinica.

Воден от професор Уанг Пенг от Националния университет по отбранителни технологии, екипът публикува рядка снимка и технически подробности за превозно средство, оборудвано с прибиращи се крила, предназначени да намалят съпротивлението при скорости над Мах 5 и да се разгъват за по-голяма подемна сила и маневреност.

Системата използва усъвършенствани алгоритми за управление, за да регулира динамично разгръщането на крилата в реално време, като се справя с дългогодишните предизвикателства, породени от екстремна топлина, структурно напрежение и забавяне на задвижващия механизъм при хиперзвукови скорости.

Изследователите заявиха, че тестването на хардуер в контура е демонстрирало точност на контрол на положението под един градус и стабилна работа на задвижващия механизъм, което предполага, че технологията напредва отвъд теорията.

Разкритието идва след публичното представяне на хиперзвуковата крилата ракета (HCM) CJ-1000 от Китай през септември , за която се твърди, че може да поразява мобилни въздушни и военноморски средства на големи разстояния. Вътрешният дизайн на системата обаче остава скрит.

Но въпросът, който виси над новата „морфинг“ ракета на Китай, е дали крилата, променящи формата си, наистина могат да преодолеят ограниченията, обусловени от физиката, които все още правят хиперзвуковите оръжия проследими, обвързани със стрес и уязвими в крайната фаза.

Според базата данни на OE Data Integration Network (ODIN) на американската армия, CJ-1000 е първата китайска крилата ракета, задвижвана от скремброд (SCRAMJET), използваща реактивен двигател с въздушно-реактивно дишане, който постига хиперзвуков полет чрез изгаряне на гориво в свръхзвуков въздушен поток, поддържан в целия двигател.

Базата данни добавя, че CJ-1000 лети с Мах 6 и има максимален обсег от 6000 километра, което затруднява прихващането ѝ. В нея се отбелязва, че основната мисия на ракетата изглежда е да ангажира ключови възли в отбранителната мрежа на противника, като например командни и контролни центрове или ключови радарни позиции.

ODIN споменава, че за разлика от балистичните ракети, които следват предвидима балистична дъга в траекторията си, свръхзвуковите ракети (HCM) като CJ-1000 летят с хиперзвукова скорост в атмосферата и могат да променят курса си по време на полет, комбинирайки скорост и маневреност, за да победят системите за противоракетна отбрана.САЩ провеждат паралелни хиперзвукови и контрахиперзвукови усилия, включително прехващача Glide Breaker и нови космически съзвездия за проследяване, предназначени да откриват маневриращи оръжия в ранните етапи на полет. Макар хиперзвуковите оръжия да се рекламират заради способността им да пробиват съществуващите противоракетни отбранителни системи, тази възможност може да е преувеличена.

В статия от март 2024 г. за „Бюлетин на атомните учени“ Дейвид Райт и Камерън Трейси твърдят, че въпреки че хиперзвуковите оръжия често се рекламират като способни да заобикалят противоракетната отбрана, като летят ниско и бързо, те все пак генерират ярки инфрачервени сигнатури, видими за съществуващите спътници за ранно предупреждение, и могат да бъдат открити на стотици километри от наземни радари.

Те заявяват, че това проследяване, комбинирано със забавящия ефект на атмосферното съпротивление, позволява на съвременните терминални защитни системи да ги атакуват, което означава, че корабите и ценните обекти не са непременно беззащитни срещу хиперзвукова атака.

В съответствие с това, Масао Далгрен споменава в доклад на Центъра за стратегически и международни изследвания (CSIS) от декември 2023 г. , че те излъчват измерими, но по-слаби инфрачервени сигнатури от ускорителните струи, което ги прави по-трудни за разграничаване от земния и космическия фон и изисква усъвършенствана обработка за извличане на движение от шумни пиксели.

Далгрен казва, че космическите инфрачервени сателитни съзвездия могат да наблюдават дълги линии на видимост и, ако са конфигурирани за стерео наблюдение и достатъчна резолюция, да триангулират триизмерни траектории за управление на огъня. Те обаче са изправени пред компромиси в зрителното поле, пикселния отпечатък, размазването от движение и изключването на слънчевата светлина, което може да намали откриваемостта.

Освен това, той казва, че въздушните сензори, летящи под оръжието, могат да видят горещи тела на фона на студено небе и по този начин значително да подобрят регионалната откриваемост и проследяване.

Освен това, Райт и Трейси заявяват в статия от септември 2023 г. , че настоящите американски системи за противоракетна отбрана с голям обсег, като например наземната система за отбрана в средния курс на полета (GMD) и SM-3, не могат да атакуват хиперзвукови ракети с планер-план (BGV), след като те се спуснат под около 100 километра надморска височина.

Те обаче посочват, че Patriot PAC-3 MSE потенциално би могъл да прехване BGV, ако те забавят скоростта си до около Mach 6 по време на пикирането. За да се избегне това, те отбелязват, че BGV трябва да поддържат скорости над около Mach 6 по време на терминалното спускане, което изисква приблизително Mach 10 в началото на пикирането – което предполага начални скорости на планиране близо до Mach 13 за планиране от ~1000 километра.

В допълнение към твърденията на Райт и Трейси, подполковник Андреас Шмит споменава в статия от 2024 г. за „Космос и противоракетна отбрана“, че както хиперзвуковите планиращи летателни апарати (HGV), така и свръхзвуковите планиращи летателни апарати (HCM) вероятно ще забавят скоростта си под Mach 5 в крайната фаза, за да поддържат точност, като правореактивните двигатели ще доведат до забавяне на скоростта само малко над Mach 6.

Той отбелязва, че Китай е съобщил за тест на содрамджет с Mach 16. Содрамджет – съкращение от standing naglo detonation ramjet – образува ударна вълна чрез набиване на въздух в компресионна рампа или клиновидна входна рампа, след което използва този удар, за да запали горивото мигновено, за да задвижи самолета или ракетата с висока скорост.

Въпреки това, Шмит подчертава, че хиперзвуковите двигатели са податливи на повреди при значителни маневрени натоварвания и че настоящите корпуси на самолетите може да не издържат на маневри над ~10 G, което прави агресивните маневри за избягване на удара малко вероятни. Той добавя, че свръхзвуковите двигатели забавят под Mach 5 поради съпротивление и спиране на двигателя в по-плътен въздух.

Сравнявайки свръхмощните контейнерни превозни средства (HCM) с тежкотоварните превозни средства (HGV), Райт и Трейси твърдят в статия от 2024 г. в списание Science & Global Security, че HCM поддържат двигателен атмосферен полет, което им осигурява по-евтино маневриране от HGV, тъй като са необходими по-малки сили за завиване при намалено динамично налягане.

Те обаче посочват, че това аеродинамично предимство се намира в рамките на строго ограничен режим на полет, където поддържането на постоянно динамично налягане изисква координиран контрол на ъгъла на атака, височината и потока на гориво, ограничавайки агресивните завои и избягването на крайни цели.

Те също така отбелязват, че маневрените летателни апарати за връщане в атмосферата (MARV), включително тези, изстрелвани по намалени балистични траектории, могат да бъдат по-леки и по-бързи от HCM и могат да ги превъзхождат в много ударни роли.

Предвид тези уговорки, прототипът на „трансформиращата се“ хиперзвукова ракета на Китай изглежда е насочен към усъвършенстване, а не към преодоляване на известни хиперзвукови компромиси.

Въпреки че прибиращите се крила обещават подобрено управление на съотношението издигаща сила-съпротивление и гъвкавост на маршрута, системите за дишане на въздух все още се сблъскват със структурни и термични ограничения, които ограничават маневрирането, пъргавината при избягване на сензори и енергията в терминалната фаза.

Следователно, усилията сигнализират за постепенна оптимизация на издръжливостта и контролните правомощия, а не за пробив, елиминиращ изложеността на откриване или уязвимостта от прихващане на терминали. Под шумотевицата и хардуера, китайската ракета, която се променя, не пренаписва хиперзвуковите технологии – тя се бори със същата физика, която всички останали трябва да преодолеят.