Scurt istoric
Zborul hipersonic, definit ca zborul prin atmosferă cu viteze de peste 5 Mach (asta înseamnă aproximativ 6400 km/h) nu este nou. Rachetele V2 atingeau viteze de ordinul Mach 5 iar Yuri Gagarin a devenit în 1961 primul om care a călătorit cu asemenea viteze urmat la scurt timp de Alan Shepard.
În același an, în 9 noiembrie 1961, Robert White, maior în Air Force, a atins o viteză de 6585 km/h la altitudinea de 30,9 km, la bordul avionului experimental X-15.
X-15 Sursa foto: wikipedia
Rachetele balistice intercontinentale au în general viteze hipersonice de reintrare în atmosferă în timp ce naveta spațială americană – Space Shuttle, cel mai scump și mai tehnologizat planor din lume, avea o viteză de reintrare în atmosferă de circa 22 Mach.
Prin urmare, pentru cei mai mulți dintre noi, zborul hipersonic n-ar trebui să fie o surpriză iar reușitele rusești sau chinezești n-ar trebui să ne mire prea mult. Doar că, armele hipersonice sunt puțin diferite de celelalte „obiecte zburătoare hipersonice”.
Definiție
În primul rând, conform unora dintre sursele lecturate de mine în cursul documentării acestui articol, rachetele balistice nu sunt încadrate în categoria armelor hipersonice în ciuda faptului că ating viteze hipersonice, unul din elementele definitorii ale unei arme hipersonice fiind zborul manevrier prin atmosferă cu viteze cuprinse între 5 Mach și 27 Mach. Prin urmare, pentru a fi în prezența unei arme hipersonice, ar trebui îndeplinite condițiile enunțate mai sus.
Clasificarea rachetelor
Sunt două mari categorii de rachete: balistice și de croazieră.
Rachetele balistice, după cum le spune și numele, au o traiectorie balistică în marea majoritate a zborului lor. Un alt element demn de menționat este faptul că rachetele balistice nu sunt propulsate de motorul rachetă pe toată durata zborului lor. Motorul le ridică până la o anumită altitudine, apoi gravitația rezolvă restul problemei.
Rachetele balistice sunt clasificate la rândul lor în funcție de raza de acțiune. Astfel, avem rachete balistice cu rază scurtă, denumite și tactice, cu o rază de acțiune de sub 1000 km, rachete balistice cu rază medie, cuprinsă între 1000 și 3000 km, cu rază intermediară de acțiune (3000 – 5500 km) și, în sfârșit, rachete balistice cu rază lungă, denumite și intercontinentale, a căror rază de acțiune depășește 5500 km.
După cum vedeți în poza de mai jos, zborul unei rachete balistice trece prin mai multe faze: prima este cea în care este propulsată de motorul rachetă până la oprirea acestuia când debutează următoarea fază în care racheta încă are o traiectorie ascendentă, în virtutea impulsului inițial asigurat de motor. După atingerea altitudinii maxime, racheta intră pe o traiectorie descendentă. În cazul ICBM-urilor, această fază durează aproximativ 20 minute iar racheta atinge o viteză de circa 24000 km/h. Acesta este poate și motivul pentru care se încearcă interceptarea rachetelor balistice în această fază a zborului (RIM-161 Standard SM-3). Faza terminală presupune reintrarea focoaselor (vehicule de reintrare) în atmosferă cu viteze hipersonice. Ultima fază durează 2 minute.
Traiectoria unui ICBM Minuteman III Sursa foto: wikipedia
Rachetele de croaziera, sunt în esență niște avioane fără pilot, kamikaze. Sunt propulsate de motoare turbo-jet, au aripi și, de obicei, zboară la altitudini foarte reduse, uneori de doar câțiva metri. Pot fi lansate de pe diferite platforme, terestre, navale sau aeriene. Prin urmare, prin comparație cu rachetele balistice, traiectoria rachetelor de croazieră este plată, vitezele sunt în general subsonice sau înalt subsonice, cel mult supersonice, iar raza lor de acțiune poate fi de la câțiva zeci de kilometri până la circa 2000 km.
Pentru navigație, rachetele de croazieră folosesc sisteme inerțiale, sisteme de urmărire a reliefului (TERCOM), hărțile fiind încărcate în prealabil în computerul de bord, GPS precum și alte sisteme din ce în ce mai sofisticate.
Rachete hipersonice
Dintru început voi menționa că avioanele pilotate capabile de zbor hipersonic nu fac obiectul acestui articol. Și, întrucât am stabilit deja că rachetele balistice (traiectorie balistică, manevrabilitate redusă sau deloc) nu intră în categoria armelor hipersonice deși viteza atinsă le-ar recomanda ca atare, se conturează două tipuri de astfel de arme (rachete): racheta hipersonică de croazieră cu toate caracteristicile menționate mai sus la rachetele de croazieră (îndeosebi zborul atmosferic, manevrabilitatea crescută și viteza hipersonică) și planoarele hipersonice (hypersonic boost glide vehicle).
Diferența principală dintre cele două este că racheta de croazieră hipersonică este propulsată pe toată durata zborului de un aeroreactor (scramjet) în timp ce planoarele sunt un hibrid: sunt accelerate la viteze hipersonice cu ajutorul unui motor rachetă – booster până la o altitudine predeterminată după care planorul se separă și planează până la țintă fiind totodată capabil să manevreze așa cum un vehicul de reintrare specific ICBM-urilor n-o poate face.
Așadar, în prima etapă avem un zbor propulsat până la o altitudine predeterminată, apoi planorul se separă, reduce altitudinea și manevrează până la țintă. Evident, cu cât manevrează mai mult, cu atât pierde mai multă energie (a se citi viteză), nu de alta, dar să ne aducem aminte că așa reușea să aterizeze cel mai tehnologizat planor din lume, naveta spațială americană.
Pentru claritate, în poza de mai jos putem vedea o comparație între traiectoriile unei rachete balistice, ale unui planor hipersonic și ale unei rachete hipersonice de croazieră. Provocarea este, evident, în cazul ultimei.
Provocările tehnice ale rachetelor hipersonice de croazieră
În mod cert, planorul este o scurtătură în obținerea armei hipersonice și, deși prezintă certe avantaje în fața unei rachete balistice clasice, este departe de provocările și de avantajele furnizate de o rachetă de croazieră capabilă să susțină viteza hipersonică pe toată durata zborului.
Principalele provocări tehnice au fost identificate la nivelul aerodinamicii, propulsiei, materialelor termorezistente dar și în ceea ce privește senzorii și comunicațiile.
Aerodinamica
Ei bine, mecanica fluidelor nu este nici pe departe punctul meu forte. Ceea ce înțeleg eu, este că pentru o rachetă de croazieră care funcționează în regim hipersonic apar o serie de provocări pe care nu le-am mai întâlnit în cazul vehiculelor hipersonice construite și exploatate până acum.
Avem un corp care zboară prin atmosferă (sub 90 Km altitudine, probabil undeva între 20 şi 30 km altitudine) pe distanțe mari (1000 – 2000 km) propulsat permanent de un motor aeroreactor – scramjet și care mai trebuie să fie și capabil să manevreze. Sună simplu, nu? Ei bine, se pare că nu e! De aici și apetența pentru „scurtături” de genul planoarelor hipersonice unde există deja ceva mai multă experiență de proiectare și utilizare.
Fără a intra în detalii pe care nu le pot explica, la viteze hipersonice rezistența aerodinamică, turbulențele și temperaturile generate sunt extreme, la limita tehnologiei actuale.
X-43A – HyperX Sursa: wikipedia
În principiu, rachetele de croazieră capabile să dezvolte viteze hipersonice folosesc motoare scramjet care, prin comparație cu un turbojet, sunt mai simple din punct de vedere constructiv (mai puține componente în mișcare) dar au particularitățile lor: pentru a putea fi pornite trebuie să fie propulsate de un motor rachetă până la o altitudine de circa 19 – 20000 m iar fluxul de aer intrat în admisie trebuie să atingă viteze de circa 4,5 Mach. Odată pornit, un motor scramjet are nevoie de un bun management al căldurii și de stabilitate aerodinamică. Dacă vreți mai multe detalii despre cum funcționează un astfel de motor, vă explică NASA mai bine aici.
Etapele pornirii unui motor scramjet prin curtoazia NASA
O problemă majoră este cea dată de temperaturile imense generate de viteza hipersonică prin atmosferă. În plus, rachetele hipersonice cu aeroreactor necesită anumite forme specifice, extrem de ascuțite care, la rândul lor, ridică alte probleme legate de protecția împotriva temperaturilor extreme. Pe lângă materialele termorezistente, proiectanții și-au concentrat atenția și asupra unor soluții suplimentare așa cum sunt scuturile termice (pe principiul Space Shuttle) sau structurile care dispun de un sistem de răcire intern, integrat în structură.
Având în vedere că zborul hipersonic generează temperaturi care depășesc limita de topire a majorității materialelor pe care le cunoaștem, cercetătorii și-au îndreptat atenția spre tot felul de compozite carbon-carbon sau carbon-ceramice. Zona materialelor vizată de specialiști cuprinde carbura de siliciu (SiC), alumina (Al2O3), nitrura de siliciu (SiN) sau ceramici pe bază de B4C dar nu se limitează la acestea.
Senzorii și comunicațiile reprezintă o altă problemă atunci când vrei să transmiți date către racheta aflată în zbor hipersonic cum ar fi alocarea unei alte ținte, ca să dau doar un scurt exemplu. Electronica instalată trebuie să depășească problemele temperaturilor ridicate, ale vibrațiilor extreme ca să nu mai vorbim de chestiile SF (pentru mine) gen presiuni sau nori de plasmă generați de viteza hipersonică.
Norul de plasmă creat de naveta spațială Endeavour la reintrarea în atmosferă Sursa: ESA
Provocările au fost evidențiate de diverși cercetători în domeniu și se referă la:
- computerul de misiune care asigură răspunsul la comenzi, adaptarea la condițiile înconjurătoare de mediu și controlează toate subsistemele necesare îndeplinirii misiunii;
- computerul de zbor care se asigură că racheta ajunge unde trebuie fără a deveni „praf de stele” (sorry, fan Asimov);
- procesarea informațiilor primite de la senzorii rachetei, ei înşişi o problemă în sine; și
- asigurarea comunicațiilor cu rețelele de comandă și control.
Toate cele de mai sus complică foarte mult „viața” unei rachete de croazieră capabilă de zbor în regim hipersonic și necesită o cercetare și testare susținute pentru rezolvarea lor.
Reintrarea navetei spațiale, vedere din cockpit Sursa: wikipedia
Principalii dezvoltatori de rachete hipersonice
Cei mai „entuziaști” dezvoltatori ai armelor hipersonice sunt China și Rusia, urmate de SUA și India. Preocupările în materie sunt foarte bine sintetizate în imaginea de mai jos:
O scurtă concluzie
Rachetele hipersonice pot fi amenințări viabile atât timp cât principalele provocări tehnologice specifice zborului propulsat hipersonic își găsesc soluții. Sunt arme ofensive, menite să comprime timpul până la țintă și să scadă capacitatea de reacție a inamicului vizat. Însă nu vom vedea prea curând astfel de arme zburând la rasul solului și manevrând ca un avion sau ca o rachetă de croazieră subsonică.
Avem deja anunțuri privind dezvoltarea unor radare capabile să le detecteze și să le urmărească (în ciuda norului de plasmă care ecranează) și probabil că vom vedea în curând și rețele de sateliți special configurate în acest scop fiind vizate rachetele cu rază lungă de acțiune. În ciuda vitezelor foarte mari cu care vin, vin sus (20 – 30 km altitudine sau chiar mai mult), pentru că altfel n-ar putea pur și simplu funcționa. În timp, vor fi dezvoltați și configurați și vectorii necesari interceptării lor, e clar că se lucrează la asta.
Fiind un domeniu nou, informațiile publice sunt sărace. Știm că rușii au testat Kinzal la Marea Neagră împotriva unei ținte terestre. Kinzal (dezvoltată pare-se din Iskander) este lansată de Mig-31 pentru a-i mări raza de acțiune. Pare să aibă o traiectorie semi-balistică fiind propulsată de un motor rachetă cu combustibil solid. Atât rușii cât și chinezii pretind performanțe spectaculoase pentru rachetele lor deși primii d-abia au reușit să producă din nou niște „banale” turbine navale iar ceilalți nu sunt încă în stare să realizeze un turbojet propriu pentru avioanele lor de vânătoare.
Oricum, eterna luptă dintre sabie și scut continuă!
Curiosul caz al rachetelor Iskander E
Multe controverse au apărut în urma afirmațiilor publice făcute de președintele Armeniei cu privire la eficacitatea rachetelor Iskander E (variantele de export, cu performanțe inferioare celor produse pentru armata Rusiei). Acesta a afirmat că Iskander sunt pur și simplu niște arme de anii ’80, ineficiente și incapabile să-și îndeplinească misiunile.
Rușii s-au grăbit să-l contrazică făcând publice niște imagini care demonstrează eficacitatea rachetelor Iskander. În graba lor, se pare că rușii ar fi confirmat distrugerea unui spital din Siria cu rachete Iskander în 2016. Pentru video, apăsați aici.
Iskander M (versiunea pentru armata Rusiei) este o rachetă propulsată de un motor cu combustibil solid pe o traiectorie semi-balistică care nu depășește altitudinea de 50 km. Este creditată cu o rază de acțiune de circa 500 km (deși se pare că aceasta poate fi extinsă cu relativă ușurință) și atinge viteze hipersonice. Rușii susțin că racheta este capabilă de manevre violente în faza terminală a zborului și că sistemul optic de vizare și identificare a țintei crește foarte mult probabilitatea de lovire a țintei. Se lucrează la implementarea ghidării cu ajutorul GLONASS și îmbunătățirea comunicațiilor astfel încât racheta să poată fi ghidată cu ajutorul mijloacelor de cercetare precum avioanele de tip AWACS sau UAS-uri aflate în proximitatea țintei.
Studii recente efectuate de germani în cadrul programului TLVS au arătat ca, în stratul aerian inferior, probabilitatea de a lovi direct ținta (direct hit) cu peste 85% și de a o distruge (kill probability) cu 95% este realistă în cazul în care se trag două rachete PAC-3 MSE (Missile Segment Enhancement) ghidate de radarele defunctului sistem MEADS. Vizate erau rachetele balistice gen Iskander. Mai multe detalii aici.
Dacă Iskander M manavrează așa cum susțin rușii, atunci ar putea poate să fie considerată ca făcând parte din zorii epocii rachetelor hipersonice. Mulți comentatori mai avizați decât mine au contrazis însă afirmațiile rușilor referitoare la posibilitatea de a manevra violent. În final, Iskander M, ar putea fi doar altă rachetă balistică tactică.
Nicolae
Recomandări de lectură:
Articol RoMilitary de Grigore Leoveanu
The Drive – The War Zone – AGM 183
P.S. Fiind un domeniu controversat, de actualitate, unde chinezii și rușii par să fie mai avansați dacă stăm și judecăm declarațiile lor oficiale, îi invit la reținere și bun-simț pe cei care doresc să comenteze.
Acum depinde ce înțeleg rușii prin manevre violente. Poate se referă la rostogolirea necontrolată prin aer a rachetei înainte de lovirea solului…
Sa nu uitam ca un anii 80 IRBM ul pershing 2 avea un MARV de 640kg care efectua manevre de corectie a traiectoriei in atmosfera la 25G.adica de aproape 3X cat un F16. Presupun ca asa ceva poate fi considerat ca manevre violente. Si asta se intampla acum 40 de ani. Fara supercalculatoare si structuri aproape integral facute din fibre de carbon. Faza nasoala e ca toate „minunile” astea costa relativ putin(chiar si fata de interceptorii creati impotriva lor SM2/3/6, pac3mse, thaad) si pot fi lansate in atacuri la saturatie(china are 350-400 de DF15 si peste 100 de lansatoare mobile si practic imposibil de detectat). Chiar cu o probabilitate de lovire minima 0,2-0,25 sunt extrem de periculoase ptr ca vorbim de tinte care costa sute sau chiar miliarde $ si care pot fi inlocuite in al dracu de multi ani. Doua, trei df15 cu submunitii AT iti pot face franjuri un batalion de blindate(28 m1a2 si tot atatea bradley care costa 1/2 de miliard) relativ usor. Si nu poti aloca baterii de patriot sau thaad ptr fiecare batalion.
Manevrele alea de corectie sunt cu motoare racheta.
Nu prea au termen de comparatie cu felul cum ating g-urile avioanele.
Nu se pot compara strict numeric.
Le diferentiaza doar anvergura aripilor(mai mare la avioane deci mai putin rezistente), golurile din fuselaj si, cel mai important, „chilotul”, care la mai mult de 9G are prostul obicei sa dea ochii peste cap si sa se duca la nani.
@strumpf, nu doar
cel mai mult le diferentiaza viteza. La 5Mach poti sa atingi 25g fara modificari f impresionante ale traiectoriei.
Forta centrifuga e o functie de patratul vitezei deci la 5 Mach o schimbare de traiectorie cu 25g arata ca o schimbare de traiectorie cu Mach1 la 1g. Adica din exterior o usoara schimbare de directie.
O manevra pe care un avion o face cu 1000km/ora si 9g s-ar traduce la Mach5 in vreo 300 de g-uri (9×6 la patrat) la care se alege praful de orice.
Sa le luam putin pe rand.
1) Am zis ca rachetele balistice nu fac obiectul articolului de fata, vedeta fiind racheta de croaziera hipersonica (cu atributele mentionate in definitia din articol) si, partial, planoarele hipersonice.
2) Pershing 2 n-a fost neaparat un succes. Desi hipersonic, MARV-ul se baza in primul rand pe ghidarea inertiala (sofisticata) iar in faza finala incetinea ca sa poata sa-si foloseasca radarul. Faza finala avea o durata de 1 pana la 3 minute. Manevrele efectuate aveau in vedere in primul rand corectarea traiectoriei astfel incat sa imbunatateasca acuratetea loviturii. Pershing 2 nu prea se incadreaza in conceptul urmarit de marile puteri cu privire la racheta de croaziera hipersonica, nici macar la cel de planor hipersonic.
3) Nu prea avem preturi pentru rachetele de croaziera hipersonice (asa cum e Zircon, de exemplu). Nu’s de ce, dar nu cred ca o astfel de racheta costa cat un NSM… Sunt mari si grele, necesita materiale pretentioase, booster si motor sramjet, sisteme de ghidare pretentioase etc samd
In final, permite-mi sa-ti recomand o lectura (mai veche), chiar despre Pershing 2 (nu, nu e de pe wikipedia, desi de acolo iti recomand sa vezi poza care iti arata fazele zborului si cum incetinea): https://scholar.harvard.edu/files/bunn_tech_of_ballastic_missle_reentry_vehicles.pdf
Eu nu vorbeam de balistica pershing 2 cat despre MARV ul ei si despre faptul ca acum aproape 1/2 de secol era posibil sa realizezi un vehicul hipersonic(bazdagania aia „plana” aproape 50 km la viteze extrem de mari) care efectua manevre(mai mult sau mai putin violente) la factor de suprasarcina 25G.cat priveste eficacitatea pershing2 permite mi sa te contrazic. A fost unul din motivele principale ptr care sovieticii au semnat INF ul desi la momentul respectiv aveau superioritate atat in domeniul armelor ofensive terestre(nr de tancuri si mli uri) cat si al rachetelor nucleare(ss20 si ss23) odata cu pershing2 si au dat seama ca au la granite o arma extrem de precisa ptr acea perioada(cep<50m) care putea atinge tinte vitale din jurul moscovei in mai putin de 10min.si nu aveau absolut nimic impotriva ei. Cat despre cat este de eficace sau nu iskanderul, prefer sa nu o aflu vreodata.
MARV-ul lui Pershing 2 vine balistic si face doar ajustari fine de traiectorie pentru imbunatatirea probabilitatii de lovire in punctul dat. NU manevreaza in sensul in care o face racheta de croaziera hipersonica sau chiar si planorul hipersonic. Ori nu ai citit articolul, nici comentariul meu, ori o faci pe prostul. Inclin catre ultima varianta, ca asa faci tu cand tii neaparat sa demonstrezi ceva.
Posibil sa ai dreptate cu INF-ul, nu cunosc problema.
Discutia nu era despre Iskander, nu-nteleg de ce ai adus vorba despre ea…
la iskander e simplu.
baliverne rusesti vs. folosire in timp de razboi. oare cine are dreptate ?
Iskander E este semnificativ inferioara variantei utilizate de rusi astazi, care la randul lor au pornit de la o versiune echivalenta E-ului pe care au imbunatatit-o constant. Cat de mult, numai ei stiu…
„este semnificativ inferioara variantei utilizate de rusi astazi”
pe ce bazezi afirmatia asta ?
Pe ceea ce am citit cand m-am documentat pentru articol. S-ar parea ca atunci cand au scos-o initial, avea performantele E-ului. Ulterior au mai umblat la partea de ghidare. Si elementele care ajuta la ghidarea inertiala (cum ar fi giroscopul) au evoluat destul de mult.
Ca orice chestie ruseasca, e mult zgomot de fond in jurul Iskander si prea putine info publice. Tot ce avem pana acum e declaratia armenianului care nu e tocmai favorabila.
@Nicolae: pai dronele (nici macar cele mai evoluate) au sistem de ghidare inertial
Uite unde s-a ajuns cu miniaturizare (sistem GPS/inertial): https://www.vectornav.com/products/VN-200
Armeanul e singurul care a zis asa ceva, e oricum interesat sa arunce hoitul peste gard. Și e cu un picior în groapa politica. De ce credeți ca e demn sa fie citat, mai ales ca spune evident tâmpenii cu 10 procente rata de succes și altele. Ați pomenit despre Iskander de doua ori în articol deci discuția este și despre el nu?
https://asbarez.com/200833/pashinyan-blames-wrong-information-about-iskander-claims/ Din surse armene.
Eu am enumerat doar ce avem despre Iskander, dincolo de pliantele rusilor. Si cred ca am fost destul de neutru.
Discutia este si despre Iskander, i-am spus doar lui Strumpf ca sare de la una la alta in cadrul discutiei dintre noi doi.
Povestea Iskander ar fi meritat mai multa atentie, cum ar fi un articol dedicat dar din cauza lipsei de timp, am inclus-o aici.
Sa-nteleg ca declaratiile armeanului trebuie ignorate pentru ca sunt in contradictie cu „doctrina oficiala”?
Adevarul este ca armenii au fost „batuti” cu spirit de raspundere in NK. Si adevarul este ca armamentul lor este integral rusesc. Corect? Si acum imi vei spune ca armamentul lor e magnific si ca ei n-au stiut sa-l foloseasca asa cum trebuie, nu?
O pseudo armata-aia armeana nu a participat oficial la conflict – dotata și organizata pe stil sovietic a pierdut în fata tehnologiilor și mai ales tacticilor contemporane. De ce ții neapărat sa discuți armament rusesc? Uită-te la căruța de prostalani care debitează tâmpenii când vine vorba de asta, din păcate împingi și matali discuția într-acolo.
Nu tin neaparat sa discut armament rusesc. Articolul vorbeste despre rachete hipersonice in general, ce-a mai facut fiecare etc samd
Insa, dintre toti, rusii sunt aia care pretind ca armamentul lor este cel mai cel mai de pe planeta si au fanii lor convinsi aici pe site. Nu incerc sa-i subestimez, din contra, incerc sa discern intre ce e propaganda si ce nu, atat cat ma pricep.
Unde imping eu discutia?
Sa nu vezi imaginea întreaga a conflictului din Karabah și sa duscuti doar armament, asta era ideea.
deci sa nu tinem cont de realitate ci sa discutam in vid. da pai asa se duc razboaiele in vid
Ai si tu dreptate in felul tau. Daca ivanii(si mai nou chinezii) afirma ca au hipersonice(balistice, de croaziera, mama lor) care pot lovi un CVN, nu e adevarat fratica deoarece „aia e prosti si mincinosi” (desi asa prosti cum sunt au ajuns in cosmos, pe luna, marte, venus, fac sub uri nucleare, port avioane, cruisere). Daca aliatul strategic anunta ca intercepteaza IRBM uri care vin cu 5-6km/s cu sm2 care abia urca cu UNU(???) , sau ca a zburat deja avionul de generatia VI(ce o insemna asta) toata lumea e in extaz si are orgasm multiplu. Si, off course, eu sunt ala care trolleaza.
cam multi de daca in afirmatiile tale. intre timp iskander a lovit muste in realitate
Deci chinezii nu sunt in stare sa faca un motor de avion dar fac rachete de croaziera hipersonice… Buna treaba.
Motorul ala de avion e musai sa functioneze niste mii de ore. Adica niste materiale speciale(greu al dracu de copiat), tehnologii de prelucrare de top, etc. Racheta(supersonica, hipersonica, warp3) are o durata de viata de max 10 min. Si sa nu ne amagim nici cu motoarele de aviatie. Ultimele j-10 sunt cu motorizare autohtona. Astia topesc etapele ca pe inghetata.Au bani, au specialisti, o industrie pusa la punct si virgula iar ce nu stiu sau nu au fura/copiaza. Si ce sa vezi patesc circa si ceva nimic. Hai ca intru in off topic si am promis ca sunt cuminte.
Materialele necesare unui vehicul hipersonic sunt cel putin la fel de dificil de obtinut precum cele specifice motoarelor avansate de aviatie. Pe langa aliaje speciale (invar, monel, inconel, hastlelloy) e vorba despre compozite speciale ablative, ceramici ranforsate c-c si materiale de izolare. Desigur, chinezii si rusii, dispunand de programe spatiale, au probabil acces la astfel de materiale. Intrebarea ar fi cat de bine reusesc sa le integreze. Americanii, care sunt mult mai avansati in doneniu, au avut in succes limitat.
Acum, in ceea ce priveste capacitatea vehiculului hipersonic de a lovi tinte mobile (portavioane), eu as fi mai retinut. La viteze mari ar trebui sa apara „norul” de plasma in jurul vehicului, comunicarea sa cu exterioriorul prin unde electrmagnetice (radio/radar) devine mai greu de realizat, la fel si corectiile de curs. Da, poti sa lovesti cu rachete hipersonice sau rachete balistice (cu focoase ce ating viteze hipersonice) „portavioane terestre” , tinte fixe instalare in desert pentru propaganda. Nu vei distruge, cu focoase conventionale, un grupul de lupta al unui portavion. Dar da, pot fi distruse bazele de la Guam si flota de la pearl harbor…
Merge asa bine J-10 cu motorizare autohtona incat se tot chinuie sa ia o fabrica ucrainiana care se ocupa de asa ceva iar acum sunt ofuscati c-au nationalizat-o aia.
Intr-adevar, fizica folosita in China si in Rusia este mai smechera decat cea din restul lumii.
@nicolae, multumesc pentru articol. Foarte bine explicat si structurat, astfel incat am inteles si eu ce este cu rachetele astea, domn’le :).
Referitor la rachetele de croaziera hypersonice, eu raman sceptic cu privire la eficienta acestor rachete in lupta anti-nava. Sunt sceptic ca pot face sea-skimming si mai ales sa faca manevre la nivelul marii.
Par a fi croite pe tintele fixe, gen Deveselu, Centrala de la Cernavoda.
Este clar o amenintare puternica si la adresa noastra, dar nu e panica man, sau nu mai mare ca pana acum.
Eu iti multumesc pentru lectura! 🙂
Manevre precum sea-skimming la nivelul marii sunt excluse, atat pentru racheta de croaziera hipersonica cat si pentru planorul hipersonic. Cel mai probabil vor veni de sus, cu viteza mare si intr-un unghi aproape de 90 de grade.
Daca vor sa foloseasca radar sau IIR trebuie sa incetineasca semnificativ ca sa nu mai fie inconjurate in plasma prin care nu vad nica.
Da, si mie mi se pare ca tintele fixe sunt principalele vizate. Pentru tinte mobile trebuie sa faca tot felul de compromisuri.
@Nicolae: cred ca problema plasmei a fost rezolvata (am mai mentionat odata acest argument: Space Shuttle a rezolvat problema, avand sistemele de comunicatie prin satelit pozitionate posterior, astfel incat acestea nu erau influentante de plasma creata in partea frontala si la bordurile de atac ale planurilor, asa incat exista comunicare cu centrul de control pe tot parcursul coborarii in atmosfera, via satelit)
Si MARV-ul lui Pershing 2 avea radarul pus cumva in spate. Pe de alta parte, ca sa-l poata folosi incetinea, asa cum si Space Shuttle-ul o facea. Conform unor surse, trebuie sa reduci viteza sub 2700 m/s ca sa poti folosi comunicatiile si senzorii.
Asta e intelegerea mea, nu sunt inginer.
Eu întreb cu ce se poate contracara o astfel de rachetă ? lansată împotriva barajului de la Bicaz, așa, ca exemplu. Are Patriot această posibilitate sau trebuie și THAAD? Care TH.. parcă am reținut că nu e de vânzare.
@gabi S.
In primul rand trebuie estimat ce fel de daune produce o astfel de racheta unui baraj. Sarcina ei utila este totusi limitata.
In al doilea rand…nu prea ai posibilitatea sa le opresti daca-s manevriere. Racheta antibalistica se bazeaza pe anticiparea traiectoriei balistice, nu poate reactiona in timp real. O posibilitate dificila dar mai eficienta ar putea fi ecrane de protectie care sa detoneze prematur racheta sau sa-i reduca efectul cinetic. Gen plase din cabluri metalice tensionate aflate la o oarecare distanta de baraj (40-50m). Costisitor dar nu imposibil.
In al treilea rand bombardarea unui baraj nu prea e OK, nu e o tinta militara. Ce-au facut englezii in WW2 au fost niste excese f contestate. Daca se ajunge la faza aia tot asa de bine pot sa dea si cu nucleare tactice.
Editat: comentariile offtopic se posteaza la rubrica Permiteti sa raportez, adica aici: https://www.rumaniamilitary.ro/martie-2021-permiteti-sa-raportez
Multumesc.
Mie mi se pare ca in videoclipul de pe Twiter nu sunt rachetele despre care facea referire presedintele Armeniei!
Asa este, in post-ul respectiv scrie ca este vorba de o Iskander K: https://en.wikipedia.org/wiki/9K720_Iskander#Iskander-K
S-ar putea sa fi incurcat eu clipurile, dar nu am cum sa verific acum.
Acum 3 luni nea Donald mărturisea că are la dispoziție rachete super duper de șapte ori mai rapide decât orice au adversarii. Deci zboară cam cu 150 mach. Si să nu uităm de o nouă categorie, rachetele hidrosonice…
Ca tactica militara nu m-as referi la viteza in Mach, nr M e semnificativ doar in relatia aerodinamica, dar nu are legatura cu eficienta armei. Consider termenii de hipersonic mai mult chestie de reclama.
In definitiv se doreste ca o racheta sa fie f rapida si invizibila ca sa nu fie interceptata inainte de a lovi tinta.
Referindu-ma la tactica USA nu vad de ce ar avea nevoie de rachete de raza lunga!? In general USA au posibilitatea de a se apropia destul de mult de orice tinta posibila.
Poate ca stiu ca „minciunile” alora sunt adevarate(macar partial) si ei nu se mai pot apropia suficient de tinte(mai ales alea din china si rusia)? Daca erau siguri ca sunt niste bullshit uri(cum sustin „cunoscatorii” de pe site) nu le ar fi tratat cu maxima indiferenta?
Din tot ce am mai citit eu in ultima vreme au inceput sa lucreze in directia asta. Cred ca e vorba de China si de Pacific. Dintre toti, ei pot exploata cel mai bine o racheta cu raza lunga de actiune pentru ca au foarte multe mijloace de cercetare care sa le asigure o buna cunoastere a frontului de lupta.
Cu respect, permiteti-mi sa nu fiu de accord
Momentul e functie viteza: p=m*v (ori tinand cont ca proiectilele hipersonice au masa relativ redusa fata de alte proiectile, viteza joaca un rol)
Atat apogeul Δy=vo*t+1/2*a*t2 (unde Δy este diferenta intre altitudinea maxima sic ea de lansare, iar vo este viteza initiala) cat si distanta parcursa Δx=(2v+vo)t sunt tot functii de viteza
Cum racheta sau proiectilul, se deplaseaza in aer, TAS (true air speed) este exprimata in M asa ca nu vad o problema chiar daca numarul Mach este adimensional (1.8 Mach inseamna ca are o viteza cu 80% mai mare decat viteza sunetului adica 617 m/s fata de 343 m/s viteza sunetului)
Instrumentele de masurare sunt aceleasi ca si la avioane (tuburi Pitot) si tot ca si la avioane se aplica aceleasi corectii CAS (calibrated air speed – conform ISA si care se bazeaza pe legea lui Bernoulli)
Invizibila mai greu. Atat cu satelitii, radar cat si in infrarosu sunt detectabile.
Aveti un link cu un raport al celor de la RAND (din 2017, insa destul de explicit): https://www.rand.org/pubs/research_reports/RR2137.html
Viteza sunetului nu e constanta, ci depinde de temperatura… de aceea ar fi mai practic folosirea termenului de viteza fata de un pct fix de pe sol.
pt viteze mai mari de cca 110 m/s depinde si de densitate insa am pomenit de corectii (CAS-calibrated air speed ) fata de conditii standard ( presiune atm: 101.3 kPa si 15C temperatura)
Le amesteci de le ametesti… de ce 110 m/s ? De unde vine asta? Nu cumva faci confuzie cu incompresibil si compresibil. Asta e cu totul altceva!
Inca odata pt militari important e timpul rachetei de la A la tinta, astfel incit sa nu fie interceptata. Pe ei nu-i interereseaza nr Mach, din contra ii deranjeaza deoarece ei ar trebui sa recalcueze viteza adevarata fara de sol in functie de factorii atmosferici.. Nr. M e important doar pt proiectanti nu pt utilizatori.
Eficienta economica? Folosind doar sateliti militari si rachete hipersonice, US pot lovi prompt, in 20-30 de minute, oriunde pe glob, utilizand bazele existente si fara a mai fi necesare deplasari de trupe sau drone. Cel putin acesta e argumentul si „reclama”…
Eu sincer am probleme cu raza exagerata pt tinte mobile si cu afirmatii de genu ca urmareste cu pachetul de senzori de la bord tinta
consider ca la un HGV nu poti prevede ce tinta loveste insa in mod sigur nu una mobila
la alea de croaziera sunt probleme cu detectia precisa la distante lungi a tintei si solutia de lovire a tintei cu focos conventional,practic lansatorul trebuie sa ofere rachetei o pozitie viitoare a tintei cam ceva de genul FCS de la tanc ca doar tragi din mers in mers,practic genul asta de rachete sunt un proiectil de tun cu motor racheta ,asta inseamna o raza de actiune care trebuie sa fie in raza de detectie a lansatorului cu o viteza a rachetei care sa comprime timpul de la lansare la lovire la un timp in care tinta sa nu isi modifice traiectoria semnificativ si astfel sa fie lovita,prin urmare daca detectezi tinta doar la 200-300km precis nu cred ca ai cum sa o lovesti la 1000km
Ca sa exoploatezi o racheta cu raza lunga ai nevoie de o solutie de tragere la distanta aia. Asta daca vorbim de tinte mobile. Daca sunt tinte fixe, atunci ai mai mult spatiu de manevra.
E nevoie de cercetare avansata, date in timp real, pe scurt, ce numesc ei situational awareness.
situational awaerness il numesc americanii dar pana si ei trebuie sa mai astepte pana ajunge satelitu in pozitie sau drona si aia sunt timpi morti si te trezesti ca a fugit tinta si trebuie sa o cauti din nou ,sau poate nu ca au o retea asa de extinsa incat vad tot
Foarte interesant! Mulțumim Nicolae!
Parcă și acum sunt ținute la secret performanțele Minuteman.. deși au o vârstă venerabilă… Și tehnologia nu a stat pe loc.
Putem doar să ne închipuim ce OZN-uri pândesc prin silozuri.
Ma bucur ca ti s-a parut interesant!
@Nicolae
Comunicatiile cu Space Shutle nu depindeau de viteza
NASAa lansat 3 sateliti TDRS (Tracking and Data Relay Satellite System): in ’83, ’88, ’89 (unul a fost pierdut in ’86 )
De la Mission Control in Houston semnalul este transmis la White Sands in New Mexico, care are rol de releu intre Houston si satelitii TDRS (orbita de cca 35900 km). Satelitii retransmit semnalele catre naveta
Space shuttle a utilizat banda S (1700 – 2300 MHz) pt comunicatii in timpul reintrarii (voce, comenzi control, telemetrie si fisiere de date) cu o rata de 192 bps (cat timp era in spatiu folosea banda K 13.755- 15.003 GHz, in pt voce, video, transfer de date bidirectional)
Existau patru antene in banda S: fata stanga, fata dreapta, spate stanga si spate dreapta
MARV-ul lui Pershing II avea un radar in banda K amplasat in coada. Scrie clar ca era operational de la o anumita viteza in jos, MARV-ul facea inainte o manevre de incetinire. Tot acolo e data viteza de 2700 – 3000 m/s de la care apare norul de plasma. Daca ai putin timp sa arunci un ochi pe documentul asta, de pe la pag. 19 incolo, in special pag. 22: https://scholar.harvard.edu/files/bunn_tech_of_ballastic_missle_reentry_vehicles.pdf
@Nicolae
Daca te referi la vitezele de 2700-3000 m/s (pag.90) din ce vad eu, ele fac referire la faptul ca proiectilul fiind incojurat de plasma face dificila urmarirea acestuia de catre radarele de la sol (sunt cele doua scheme care incearca sa explciteze acuratetea detectiei functie de viteza proiectilului)
Totusi cred (sunt destul de convins) ca aceasta faza este depasita. Acolo era vorba de tehnologie disponibila in anii ’80, ceea ce inseamna ca fusese dezvoltata cu cca 10-15 ani inainte
Uite cum erau Minuteman (ce giscoape aveau: https://minutemanmissile.com/missileguidancesystem.html ) si vezi un sistemde ghidare din ziua de azi (heavy duty: 160 grame): tactical-grade, high-performance Dual Antenna GNSS-Aided Inertial Navigation System (Dual GNSS/INS)
Radarele actuale au si acuratetea si repetabilitatea necesara detectiei proiectilelor provenite de la ICBM (cazul articolului). Atat USA cat si japonica se bazeaza momentan pe SPY-6 si SPY-7
In plus nu sunt doar radarele, ci si satelitii (plasati pe orbite joase – japonezii se pare ca vor dorii sa aiba ai lor proprii) si sistemele optoelectronice (in spectru vizibil si IR) care il pot urmarii in faza finala (ultimii 100 / 120 km inainte de impact)
Daca ne uitam la tehnologia anilor ’70 / ’80 atunci ne putem uita si la interecptori ca Sprint (doar de racheta nu de incarcatura): la acei ani reprezenta probabil ultima linie de aparare impotriva ICBM: raza de actiune d doar 40 km, insa viteze de 10 M (3400 m/s): https://srmsc.org/pdf/004431p0.pdf
Diferentele majorae: ICBM iese din atmosfera si reintra pe traiectorie balistica, proiectilele hipersonice, nu ies din atmosfera (scram jet-ul are nevoie de aer), pot avea o traiectorie rectilinie, dupa care sa faca o serie de manevre, manevre ce la acele viteze, clar nu sunt pe ultimii zeci de km inainte de lovirea tintei, indiferent ca foloseste aripioarele si/sau ajutaje pt a,a justa traiectoria.
Aici pe scurt cele 3 tiputi de proiectile hipersonice “The first type is an unpowered glide vehicle, which rides a ballistic missile to an altitude of approximately 100km, separates, and performs a maneuverable flight in the upper atmospheric layer at speeds between Mach 8 and Mach 28. By skip-gliding along the atmosphere like a skipping stone along the water surface, such a vehicle can increase its flight range by several times. The second type is a scramjet-powered vehicle, which can only fly in the atmosphere because its engine needs oxygen. The third type is a quasi-ballistic or semi-ballistic missile that mainly follows a shallow ballistic trajectory but can also maneuver to evade enemy missile defenses. One example here is the Russian Iskander-M missile, which flies at hypersonic speeds of between 2100 and 2600 m/sec (Mach 6 to Mach 7) at an altitude of 50km
Din ce am cititi si in USA sunt opinii divergente, unii spun urmatorul lucru: suntem capabili sa lovim un proiectil provenit de la ICBM cu sistemul AEGIS (SM-3 block IIA/B) proiectile ce au o viteza mai mare decat viteza finala (de apropriere de tinta) a unuia hypersonic, asa incat sunt convinsi ca vor face fata si la cele hipersonice pe traiectorie finala; altii spun: trebuie sa lovim racheta cat mai aproape de punctul de lansare, ceea ce insa e dificil fiindca acolo viteze sunt cele mai ridicate si exista capacitate de manevre evazive
https://www.thedrive.com/the-war-zone/32492/the-navys-arleigh-burke-class-destroyers-to-be-armed-with-hypersonic-weapon-interceptors
https://www.dote.osd.mil/Portals/97/pub/reports/FY2020/bmds/2020aegisbmd.pdf?ver=O6tDdr4Iao0BYzl9VS3ScA%3d%3d
Asa cum am mentionat una din problemele majore este atacul in saturatie (cum decizi si cat de repede te hotaresti care din vectori reprezinta pericolul major, in ce ordine incerci sa ii dobori: vezi raportul RAND cu timpi de reactive: https://www.rand.org/pubs/research_reports/RR2137.html )
Pag. 105 – 106 din document. De acord, tehnologia a evoluat mult de atunci.
iat space shuttle are totusi 8 m diametru si un anumit profil aerodinamic,cum nu sunt mare expert o intrebare :
Se pastreaza caracteristicile alea de comunicare si pt dimensiunile mult mai mici sa zicem un 50 cm diametru si alt profil aerodinamic ca doar racheta de croaziera trebuie lansata din mk 41 VLS sau agatata de avion sau din tub lanstorpila ?
Pai 2700m/s este mach8, viteza max a pershing2. Iar iskander ul are mach5, zirkon ul cica mach8-9( nu s au hotarat inca masoara ????), kinzhal ul tot pe acolo. Deci mari probleme cu senzorii si transferul de date nu ar trebui sa fie. Chiar tu ai mentionat ca space shuttle reintra in atmosfera cu mach22. Adica vreo 7km/sec.
Scopul acestui articol si al discutiilor adiacente este sa ne lamurim asupra subiectului cu oameni mai destepti – a se citi ingineri, nu sa avem cu orice pret dreptate, de genul care o are mai lunga si altele asemenea.
Informatiile de pana acum vorbesc de naveta spatiala si de MARV-ul lui Pershing 2 pe care, cel mult in cazul MARV-ului, le putem asimila unor planoare hipersonice. Ceea ce exclude rachetele de croaziera hipersonice care au cu totul alt mod de functionare.
N-am zis nicaieri in acest articol ca nu se poate ci ca prezinta foarte multe dificultati iar norul de plasma este o problema generala, recunoscuta de toata lumea (mai putin de rusi si de chinezi, bineinteles). Cred ca si in discutie am avut aceeasi postura.
Da, exista aceasta limita de viteza de cca. 2700 m/s precizata intr-un articol mai vechi, dar cat e exact nu stim, ca doar nu era sa-si dea aia pe goarna informatiile clasificate.
Ma obosesti realmente cu atitudinea asta. Considera ca ti-am dat dreptate daca asta e atat de important pentru tine… Nu sunt aici la concursuri de care scuipa mai departe sau la strans inimioare ca altii.
Datorită formau și modului in care planează la reintrarea in atmosfera, deasupra navetei spațiile se formează un gol neacoperit de plasma generată prin frecarea cu atmosfera Pământului.
Acest “gol” a fost speculat de americani pentru a menține legătura cu naveta prin intermediul satelitilor. Detalii pe net suficiente.
Prin plasma NU se pot transmite sau recepționa unde electromagnetice.
The plasma is a mixture of a large number of charged particles. It is electrically neutral on the macro level and has reflection, refraction and absorption effects on electromagnetic waves entering it.
In misiunile anterioare (Mercury, Gemini, Apollo) aceasta perioada de întrerupere a comunicațiilor se numea “blackout”.
Reciproca este de asemenea adevarata. Un corp acoperit de un strat de plasma nu poate fi detectat de radar, din aceleași motive. La receptorul radarului nu ajunge nimic. Fenomenul poarta numele de “plasma stealth”.
@iat & @Gabriel
In primul rand multumesc pentru completari! O sa incerc eu cateva concluzii:
1) In opinia mea, planorul hipersonic are un mod de functionare destul de similar cu naveta spatiala, asa ca in acest caz, avem macar un istoric si niste informatii concrete mai clare. Daca gresesc, va rog sa nu ezitati sa ma corectati!
2) Putem banui deci ca toti proiectantii de planoare hipersonice vor folosi tehnici similare celor folosite de americani in cazul navetei pentru a permite comunicatiile bi-directionale cu planorul.
3) Apoi, pentru a inlesni aceste comunicatii bi-directionale oriunde pe suprafata planetei pare sa fie necesara o retea de sateliti dedicati. Cati? Habar n-am! SUA sigur ii are, probabil si China, Rusia la un moment dat statea destul de prost, cu o retea imbatranita unde nu reuseau sa mentina o rata satisfacatoare de inlocuire a satelitilor.
4) Comunicatii poate insemna si cale deschisa catre interceptarea si bruiajul acestor comunicatii si, nu in ultimul rand, atacuri cibernetice urmate de preluarea controlului asupra planorului.
Nu putem compara naveta cu glider-ul Avantgarde, difera considerabil ca marimel, iar traiectoriile urmarite sunt complet diferite.
De fapt, de ce ar avea nevoieo racheta hipersonica de comunicatii pe perioada zborului? Probabil ca multi se gandesc la corectii in zbor pe modelul F-35 – SM6.
Nu cred ca e nevoie de asa ceva, iar in regim hipersonic e imposibil. De fapt rusii au mers pe o idee simpla: cu cat te deplasezi mai repede catre tinta, cu atat aceasta se va deplasa mai putin din pozitia initiala.
Raman la parerea ca tintele mobile avute in vedere de rusi sunt navele mari si lente. Mai trebuie remarcat ca rusii au pretentia ca rachetele lor hipersonice sa aiba o probabilitate de lovire mai mare de 0,5. Precizia va fi subiectul dificil pentru rusi, pentru ca deplasarea nu se face in vid, ci in atmosfera, un mediu foarte dinamic. Ce se intampla daca va da de o zona cu ploaie? Cred ca s-ar lovi ca de un perete.
Vom vedea, dar pana atunci atentie la X-50 🙂
Era o comparatie “larga” 🙂 Amandoua planeaza in atmosfera, nu sunt propulsate in atmosfera. Asta ar fi elementul comun dintre shuttle si glider.
In rest am facut un calcul “babesc”: cu cat lansezi de la distante mai mari fata de tinta mobila, cu atat creste riscul ca aia sa se miste suficient cat sa ratezi. De acord, portavionale si navele amfibii sunt principalele vizate, doar ca un portavion este o magaoaie incredibil de agila, capabila sa sustina 30 Nd pana se plictiseste. Navele amfibii sunt ceva mai greoaie.
De aici necesitatea de a face ajustari si actualizari de traiectorie pentru ca distantele sunt mari. Daca tinta e fixa, sanse mari de pa-pa.
La 5 Mach parcurgi 100 km in ~ 60 s. Ce sa mai ajustezi?
In regim hipersonic in straturile dense din atmosfera, forțele aerodinamice sunt uriașe!
O nava la 30 de noduri face cam 1 km in acest timp.
Cu o salva cam rezolvi problema.
Eu cred ca am fost destul de clar cu “comunicațiile”, ca fizica nu s-a schimbat, dar nu mai insist.
O paralela cu LRASM ar fi fost interesantă.
Ar mai fi un aspect neglijat de majoritatea comentatorilor. Rusii(si implicit chinezii care au achizitionat/copiat de la ei) au peste 1/2 de secol de experienta in domeniul rachetelor bi/tri sonice care evolueaza la altitudini mici/sea skimming. Presupun ca au invatat ceva in toti anii astia. Next level era logic ptr ei proiectilul hipersonic. Daca nu invatau cum „sa comunice” si sa ghideze un asemenea proiectil o lasau dracu moarta. Nu te apuci sa bagi miliarde(cand ai un buget militar din doua cifre, si nici alea f mari) in proiecte dead end. Peste gard occidentalii au ramas blocati in proiectile mega precise dar cu viteze subsonice, iar acum sunt pusi in situatia de „a arde” etape. Asa cum americanii sunt la a treia generatie de avioane stealth(si stiu aproape totul despre ele) , asa si rusii sunt la a treia sau chiar a patra generatie de supersonice.
https://www.youtube.com/watch?v=ULcEWvZOTTU