Гиперзвуковой Overhype

 Автор Шон Росткер через RealClearDefense,

Соединенные Штаты были изучение исследования и разработки технологий гиперзвукового оружия на протяжении десятилетий. . Исторически такое финансирование было относительно скромным, но в последние годы Министерство обороны (DoD) выросло больше вокальный в своем стремлении ускорить разработку и развертывание этих систем. Аргументы, призывающие к увеличению финансирования гиперзвукового оружия, набирают обороты среди законодателей основано на

иллюзорных предположениях о возможностях adversaries’ и несмотря на отсутствие убедительного технического или стратегического обоснования их необходимости. Прежде чем поспешить влить дополнительные деньги в эти платформы, пентагон должен доказать, что гиперзвук не просто существенно соответствует нашим международным коллегам, но фактически способствует стратегическим интересам Соединенных Штатов. Пока дело не возбуждено.

Гиперзвуковое оружие, часто вместе называемое гиперзвуковым оружием, обычно делится на две основные категории: гиперзвуковые планирующие аппараты (HGV), из которых существуют гиперзвуковые крылатые ракеты (HCM) большой дальности и театральной дальности. . грузовые автомобили запускаются с ракетных ускорителей в космос, а затем снова входят в атмосферу, планируя без двигателя к своим целям. Дальние грузовые автомобили предназначены для стратегических глобальных ударных задач и могут работать на скорости, превышающей 15 Маха. Напротив, гиперзвуковое оружие театральной дальности предназначено для региональных миссий меньшей дальности. Эти системы обычно работают на более низких скоростях, около 5-10 Маха, и предназначены для преодоления региональной противоракетной обороны. Альтернативно, HCM также запускаются с ракетных ускорителей и во время части полета приводятся в действие прямоточными воздушно-реактивными двигателями, которые всасывают воздух из атмосферы для сжигания топлива. Они созданы для работы в диапазоне 5-10 Маха.

Общий рефрен в дебатах о гиперзвуке заключается в том, что Соединенным Штатам нужны эти возможности соревноваться с Россией и Китаем. . Обе страны проводят постоянные исследования и разработки гиперзвуковых систем, и каждая утверждает, что начала развертывание гиперзвуковых систем. Китай якобы представил единую платформу ДФ-ЗФ, грузовой двигатель малой дальности, развернутый на баллистической ракете средней дальности DF-17, которая, по утверждению Пекина, является оперативной и двойной, или способна нести как обычные, так и ядерные боеголовки. Он также разрабатывает предполагаемый HCM Синконг-2, но эта система прошла лишь ограниченное тестирование и до сих пор не получила широкого распространения. . Между тем, как сообщается, Россия внедрила три системы, которые, как она утверждает, являются гиперзвуковым оружием, - ближнего действия Циркон гиперзвуковая крылатая ракета большой дальности Авангард гиперзвуковой планирующий аппарат и Кинжал, маневрирующая баллистическая ракета малой дальности воздушного базирования. Все столкнулись с проблемами во время тестирования и/или ограниченный успех в боэвом.

Тот факт, что и Китай, и Россия используют гиперзвук, вызывает беспокойство у некоторых, кто считает, что Соединенные Штаты отстают от военно-технологической кривой и теперь испытывают потребность в “догонять” своим противникам. . Эти тревоги неуместны. Есть вопросы по поводу оперативная производительность этих систем в рядах, и, боле того, о лияхни составительных нигерах, и боле того, на качесно-применительном амеро-санитарном. После 2011 года неудачный тест что касается того, что кто-то другой был известен другим, то он был известен тем, что он был известен другим Это известная история о новой мотовной, которую лежа в одной из стран в Вашингтоне.

Министерство обороны просмотров гиперзвуковое оружие как потенциальный компонент стратегии противодействия противникам’ возникающих возможностей по борьбе с доступом/отказом в зоне действия (A2/AD). A2/AD относится к усилиям таких стран, как Китай и Россия, по созданию зон, в которых американским силам будет трудно действовать, используя передовые средства противоракетной обороны, радиоэлектронную борьбу, разведывательные возможности и другие технологии ограничить доступ в ключевые регионы. Гиперзвук теоретически может стать средством для нанесения ударов по дорогостоящим, чувствительным к времени целям в пределах этих зон и предоставить американским военным потенциально живучий вариант нейтрализации критически важных элементов в сети A2/AD противника.

Но если Соединенные Штаты действительно ищут решение того, что они считают проблемой A2/AD, они существуют возможности то отвечало бы потребностям военных. Конгрессу и Министерству обороны следует более внимательно рассмотреть возможность запуска маневренных возвращаемых аппаратов (MaRV) на традиционных баллистических ракетах альтернатива для преодоления защиты A2/AD. MaRV могут делать практически все, что может сделать гиперзвуковая техника, способны выполнять поставленную перед театром миссию и могут быть построены раньше и с меньшими затратами, чем новые гиперзвуковые платформы. Использование гиперзвука на данном этапе без такого сравнительного анализа и без учета гиперзвуковых показателей сведет военные закупки США к реакционному процессу, а не к рациональной оценке военных потребностей.

Чтобы понять почему, необходимо оценить технические и стратегические аспекты гиперзвукового оружия. Это показывает, что ценностное предложение hypersonics’ в значительной степени завышено.

Во-первых, гиперзвуковая система описывается как более быстрая, чем другие системы доставки. Хотя они быстрее нынешних крылатых ракет, они не быстрее баллистических ракет. Гиперзвуковой полет в атмосфере создает высокое сопротивление и нагрев, что ограничивает скорости гиперзвукового оружия. Баллистические ракеты, особенно при запуске по депрессивным траекториям, могут достигать более коротких сроков доставки, отчасти из-за их минимального взаимодействия с атмосферой на большей части траектории полета. Это справедливо как для гиперзвуковой системы дальнего действия, так и для гиперзвуковой системы театрального диапазона. Если время на прицеливание является важным показателем для оценки необходимости системы вооружения, гиперзвуковая техника не обязательно дает стратегическое преимущество.

Гиперзвуковые системы дальнего действия, в частности, сталкиваются с острыми техническими проблемами. . Устойчивый полет на гиперзвуковых скоростях создает экстремальные условия термическое напряжение это может поставить под угрозу структурную целостность этого оружия. Кроме того, на скоростях, с которыми сталкиваются грузовые автомобили дальнего действия на ранней стадии полета, воздух вокруг транспортного средства ионизируется, образуя плазменную оболочку, которая нарушает радиосигналы и подавляет связь. Этот эффект отключения плазмы будет рассеиваться по мере замедления ВГВ во время фазы планирования, но, тем не менее, может предотвратить прохождение радиосигналов делает невозможным связь с оружием или руководство им в режиме реального времени до этого момента. Это делает его зависимым от заранее запрограммированных инструкций и менее чувствительным к защитным контрмерам. Гиперзвуковое оружие театральной дальности, предназначенное для более коротких расстояний и более низких скоростей, скорее всего, не создаст плазменную оболочку, но все равно столкнется с проблемами нагрева.

Более того, предполагаемые скрытные возможности гиперзвукового оружия могут быть не такими надежными, как часто утверждается. Хотя полет на малой высоте действительно может уменьшить дальность их обнаружения наземными радиолокационными системами, такие радары все равно должны иметь возможность обнаруживать их на дальностях в сотни километров. Более того, на достаточно высоких скоростях интенсивное тепло, выделяемое гиперзвуковым полетом в атмосфере, создает яркую инфракрасную сигнатуру, которую можно обнаружить космическими спутниками раннего предупреждения. Но даже до фазы планирования грузовые автомобили необходимо сначала запустить с помощью ракетного ускорителя, такого как баллистическая ракета. Выхлопные шлейфы от этих запусков будут такими же легко обнаруживаемый с помощью космических датчиков обнаружения. После подхвата спутниками раннего предупреждения известно первоначальное направление оружия, что дает защитникам возможность начать судить о его вероятных целях и определять, какие средства защиты следует задействовать. Гиперзвуковое оружие не будет невидимыми пулями.

Возможно, святой Грааль характеристик — тот, что отделяет гиперзвуковую технику от традиционных баллистических ракет — это их способность маневрировать во время средней дистанции, или средняя фаза их полета. Однако, как и в случае со скоростью и скрытностью, способность маневрировать также преувеличена. . Для изменения траектории на этапе планирования необходимо использовать аэродинамические силы воздействие на транспортное средство. Маневрирование создает повышенное сопротивление, что, в свою очередь, замедляет транспортное средство, уменьшает общий запас хода, по которому оно может двигаться, и усугубляет проблему нагрева поверхности, а это означает, что что бы транспортное средство ни получало от уклонения, оно теряет дальность и скорость. Таким образом, идея гиперзвукового оружия, способного свободно перемещаться по атмосфере, уклоняясь от любой защиты, неверна. В действительности, вся гиперзвуковая техника столкнется с компромиссом между маневренными возможностями, скоростью и дальностью полета, что снизит ее полезность.

Тем временем разработка гиперзвуковых крылатых ракет сталкивается с дополнительными проблемами. Технология для скремджетов сохраняется незрелый, и есть неопределенности об их способности поддерживать стабильное горение по всему профилю полета. HCM, работающие на реактивном топливе, подобные тем, которые разрабатывают Соединенные Штаты, ограничены скоростью менее 7-8 Маха. Дополнительно есть дефицит подходящих испытательных центров в аэродинамической трубе, необходимых для оценки и совершенствования этих систем. Большинство существующих аэродинамических труб не оборудован для точного воспроизведения высокоскоростных, высокотемпературных условий, необходимых для испытаний HCM и строящихся в настоящее время, невозможно полностью воссоздать все аспекты гиперзвукового полета атмосферы. Этот дефицит задерживает развитие, увеличивает стоимость и ограничивает возможности совершенствования технологии HCM.

Чтобы сделать ситуацию более сложной, гиперзвуковое оружие сталкивается с конструкцией электроники и суровость препятствия. Встроенная электроника должна выдерживать экстремальные температуры, механические вибрации и ударные волны во время длительного гиперзвукового полета, но существующие материалы борьба с быстрыми перепадами температуры при входе в атмосферу и меньшим атмосферным полетом. Более того, развертываемая гиперзвуковая система должна будет выполнить несколько критические функции включая вычисления миссии для управления реакциями команд и координацией системы, вычисления полета для управления траекторией и управления датчиками, а также обработку в реальном времени радаров и других сенсорных сигналов, сохраняя при этом безопасную и бесперебойную связь с командными сетями. Проектирование и настройка одной или нескольких подсистем с достаточной вычислительной и вычислительной мощностью для выполнения этих функций без добавления объемной или компрометирующей полезной нагрузки - это: продолжающийся вызов. . Современной микроэлектронике не хватает идеального баланса теплового сопротивления и полосы пропускания, которого можно было бы избежать компромиссы в процессе проектирования лишь немногие коммерческие поставщики соответствуют строгим требованиям требования о гиперзвуковых приложениях, специфичных для военных. В результате, коммерческим компонентам потребуется обширная прочность, чтобы удовлетворить чрезвычайные требования к долговечности но не все коммерческие продукты будут пригодны для гиперзвукового использования. Более того, большинство производителей таких компонентов являются американцами или используют технологии, подлежащие экспортному контролю США, что ставит перед ними задачу состязательное приобретение. Некоторые из этих проблем также применимы к MaRV, хотя продолжительность экстремального нагрева и вибрации, а также время, в течение которого требуется связь и маневрирование, будут намного короче, чем для гиперзвукового оружия.

Следует ли преодолеть эти инженерные и производственные препятствия большая часть гиперзвукового оружия по-прежнему, вероятно, будет уязвима для существующих систем противоракетной обороны ТВД. Технический анализ раскрывает что США. Система противоракетной обороны Aegis Ballistic Missile Defense и армейский Patriot PAC-3 могут поражать гиперзвуковое оружие, движущееся со скоростью 10 Маха или медленнее, когда оно пикирует с высоты планирования к цели на земле. Это значит, что оружие театральной дальности, которое начинает планировать на отметке 10 Маха или медленнее, не может уклониться от этих защит. Точно так же HCM, которые работают со скоростью ниже примерно 7 Маха на протяжении всей своей траектории, будут слишком медленными. Дальнобойные грузовые автомобили, вероятно, могли преодолеть противоракетную оборону, но только в том случае, если они все еще двигались со скоростью примерно 10 Маха, когда начали пикирование к цели. Утверждается, что российская и китайская гиперзвуковые аппараты работают в диапазоне 10-12 Маха, но во время полета они будут испытывать достаточное сопротивление атмосферы, что, вероятно, будет настолько замедлено, что Патриот и Иджис смогут их перехватить.

Учитывая все обстоятельства, аргументы в пользу гиперзвука в США остаются слабыми. . Но почему же тогда такие правительства, как Россия и Китай, стремятся использовать системы полевого вооружения, которые они маркируют “гиперзвуковых?”

Во-первых, гиперзвук может послужить способом проецировать власть и претендовать на некоторый уровень технологического паритета с Соединенными Штатами. И Россия, и Китай считают, что гиперзвук потенциально может компенсировать предполагаемые преимущества США в противоракетной обороне театра военных действий и возможностях точного удара, а также усложнить планирование обороны США —, если технологические проблемы можно преодолеть.

Во-вторых, гиперзвуковая техника является полезным психологическим и геополитическим инструментом, который позволяет России и Китаю изображать себя технологическими лидерами в области, которая, по их мнению, придает глобальный престиж. Для России это также вопрос демонстрации военных инноваций для сохранения своего влияния на мировом рынке вооружений, даже если результаты боевого применения этого оружия не оправдали ожиданий. В то же время Китай рассматривает гиперзвук как возможный элемент своей стратегии по борьбе с военно-морским доминированием США в Индо-Тихоокеанском регионе. Опасения выраженный лидеры США еще больше подпитывают восприятие угрозы и преувеличивают угрозу состязательного развития гиперзвука, даже если проблемы такого развития остаются огромными.

Но Соединенным Штатам не нужно идти по этому дорогостоящему пути за Россией и Китаем. У него есть лучшие варианты сохранения своего военного преимущества.

А 2023 анализ бюджетное управление Конгресса установило, что установка гиперзвуковой аппаратуры может стоить правительству США на треть дороже, чем баллистические ракеты одинаковой дальности и с маневренными боеголовками. И это было без учета неизбежного перерасхода средств, присущего всем высокотехнологичным военным системам. Более того, июль 2024 года исследование счетная палата правительства установила, что разработка Минобороны гиперзвукового оружия подвержена значительному перерасходу средств и рискам графика, поскольку Пентагон не применяет передовой опыт и полагается на неадекватную смету расходов. Гиперзвук не только не произведет революцию в войне, но и может просто обременять Пентагон еще одним дорогостоящим и дорогостоящим мероприятием неэффективны проект.

Гиперзвуковое оружие, будь то ракета большой дальности, малой дальности или крылатые ракеты, сталкивается с техническими и производственными проблемами, которые делают его ненужным для заявленной цели Пентагона по преодолению противников’ зон отрицания.

Это не означает, что гиперзвуковая техника не играет никакой роли в будущей военной стратегии США, но до сих пор ее ценностное предложение не смогло четко определить их стратегические выгоды для Соединенных Штатов.

Пришло время более критического рассмотрения дебатов о гиперзвуке, в которых стратегическая ценность, технологическая осуществимость и финансовая ответственность отдаются приоритету над ложным очарованием гиперзвуковой скорости и маневренности.

Шон Росткер является аналитиком-исследователем Центра по контролю над вооружениями и нераспространению, где его работа сосредоточена на ядерной стратегии, контроле над вооружениями и новых технологиях. Он получил степень магистра в области исследований безопасности Джорджтаунского университета и был опубликован в Бюллетене ученых-атомщиков The Diplomat. CalMatters и Asia Times.