Defence24.pl - wojsko, przemysł, bezpieczeństwo, geopolityka

Amerykańskie rakiety hipersoniczne – bronią precyzyjną

Wizja dwóch klas amerykańskiego uzbrojenia hipersonicznego. Fot. Raytheon
Wizja dwóch klas amerykańskiego uzbrojenia hipersonicznego. Fot. Raytheon

Amerykanie znaleźli sposób na wyeliminowanie efektu plazmy, jaka powstaję wokół obiektów poruszających się z prędkością hiperdźwiękową – większą niż 5 Mach. Dzięki temu amerykańskie rakiety i pociski hipersoniczne można będzie w przyszłości wyposażyć w systemy naprowadzające i zaliczyć je w ten sposób do uzbrojenia precyzyjnego.

Wielu obserwatorów uważa, że uzbrojenie hipersoniczne, poruszające się z prędkością większą niż 5 Mach, jest ograniczone jeżeli chodzi o możliwości, z powodu otaczającej ją plazmy. W Stanach Zjednoczonych z jej negatywnym wpływem zetknęli się w pierwszej kolejności specjaliści z NASA oraz twórcy amerykańskich systemów strategicznych. Okazało się bowiem, że statki kosmiczne i międzykontynentalne rakiety balistyczne wchodząc w atmosferę ziemską miały kłopoty z łącznością przez tworzącą się wokół nich plazmę.

Plazma ta powstaje, gdy obiekt porusza się w „gęstym” powietrzu z prędkością wielokrotnie przekraczającą dźwięk. Gazy atmosferyczne przez ciepło i duże ciśnienie ulegają wtedy jonizacji, w trakcie której elektrony są oddzielane od atomów. Wokół szybko lecącego obiektu tworzy się więc warstwa dużej ilości jonów o różnym ładunku i wolnych elektronów, która silnie oddziałuje na pole magnetyczne i elektryczne (chociaż jako całość plazma jest obojętna elektrycznie).

Ta warstwa blokuje promieniowanie elektromagnetyczne co nie pozwalała na nawiązanie łączności zarówno w jedną, jak i w drugą stronę (moment ten jest często pokazywany w filmach, by zwiększyć napięcie wśród widzów - np. w filmie „Apollo 13”). Blokowane są również sygnały wykorzystywane w nawigacji satelitarnej GPS oraz fale radarowe. Tak więc na uzbrojeniu otoczonym plazmą teoretycznie nie można wykorzystać głowicy naprowadzanej radiolokacyjnie.

To kłopotliwe zjawisko miało dotyczyć nie tylko obiektów wchodzących z dużą prędkością w atmosferę, ale również tych statków powietrznych, które w tej atmosferze poruszają się z prędkością większą niż 5 Mach – w tym rakiet hipersonicznych rozwijanych obecnie w kilku państwach świata. Ta „cisza radiowa” miała być podstawowym ograniczeniem dla tych nowych systemów uzbrojenia, które przez to, przynajmniej teoretycznie, nie mogły się samodzielnie naprowadzać na cel.

image
Trajektoria lotu beznapędowego pocisku szybującego Tactical Boost Glide. Fot. DARPA

Amerykanie twierdzą jednak, że zaradzili temu problemowi. Efekt plazmy jest bowiem według nich wywoływany tylko przez obiekty o kształcie powodującym duży opór i wchodzące w atmosferę z Kosmosu. Inaczej jest jednak w przypadku obiektów mających specjalnie dopracowany kształt i wykonujących długie loty.

Amerykańskie siły zbrojne pracują nad dwoma tego rodzaju obiektami hipersonicznymi. Pierwszym z nich jest beznapędowy pocisk szybujący (boost-glide) natomiast drugim – napędzana własnym silnikiem, superszybka rakieta manewrująca.

W pierwszym przypadku część bojowa jest doprowadzona w rejon obiektu za pomocą oddzielanej rakiety balistycznej lub silnika rakietowego. Odpowiednio zaprojektowana głowica po wyniesieniu na bardzo dużą wysokość jest następnie oddzielana od nosiciela i wchodzi ponownie w atmosferę „szybując” nawet z prędkością 20 Mach. W odróżnieniu jednak od „tradycyjnej” międzykontynentalnej rakiety balistycznej, który ma paraboliczny tor lotu lecąc daleko w Kosmos, pocisk szybujący szybuje w górnej części atmosfery przez większą część swojej trasy lotu.

image
Sposób uwalniania hiperszybkiego pocisku szybującego z międzykontynentalnej rakiety balistycznej. Fot. DARPA

Amerykanie pracują nad dwoma takimi projektami:

  • Common Hypersonic Glide Body (C-HGB) – tworzonym wspólnie przez wojska lądowe i marynarkę wojenną;
  • Tactical Boost Glide – opracowywany wspólnie przez siły powietrzne i agencję do spraw zaawansowanych projektów obronnych DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency).

W przypadku rakiety manewrującej Amerykanie stosują jako napęd silnik strumieniowy z naddźwiękową komorą spalania - scramjet (Supersonic Combustion Ramjet). Taki system napędowy nie ma ruchomych części. Samo powietrze jest wprowadzane do komory spalania z prędkością ponaddźwiękową dzięki rakietowemu silnikowi wspomagającemu. Tam to powietrze jest mieszane z paliwem, dzięki czemu uzyskuje się wystarczającą siłę ciągu do lotu z prędkością hipersoniczną.

Prędkość ta jest mniejsza niż w przypadku „kosmicznego” pocisku szybującego, ale dzięki temu superszybka rakieta manewrująca może lecieć niżej i torem bardziej płaskim. Rozwiązanie tego rodzaju pod nazwą HAWC (Hypersonic Air-breathing Weapon Concept) zostało opracowane wspólnie przez amerykańskie siły powietrzne i agencję DARPA.

image
Wizja hipersonicznej rakiety manewrującej koncernu Raytheon i Northrop Grumman. Fot. Raytheon

Amerykanie twierdzą, że ich uzbrojenie hipersoniczne zostało tak zaprojektowane, aby w odniesieniu do powietrza było „opływowe, smukłe i aerodynamicznie wydajne”. Dzięki temu pociski „ślizgają” się w powietrzu łatwiej niż np. wchodzące w atmosferę statki kosmiczne, bez nadmiernego gromadzenia się plazmy. Próby rakiety HAWC przeprowadzone w 2011, 2017 i marcu 2020 roku potwierdziły to założenie wykazując, że podczas lotu z prędkością hipersoniczną jest możliwość komunikowania się rakiety z naziemnymi centrami kierowania.

To właśnie dzięki temu istniała możliwość zainstalowania na pociskach testowych urządzeń telemetrycznych, z których dane o locie były przekazywane w czasie rzeczywistym do stacji naziemnych rozmieszczonych na trasie do celu. Amerykanie potwierdzili w ten sposób, że na ich uzbrojeniu hipersonicznym można bez problemu zainstalować głowicę naprowadzającą – z wbudowaną stacją radiolokacyjną lub precyzyjnym systemem nawigacji satelitarnej.

Dzięki temu można zwiększyć skuteczność przeprowadzonego ataku, dodając do dużej energii kinetycznej pocisku zwiększoną celność. Pamiętając, że cały czas chodzi o uzbrojenie nieatomowe, może przypuszczać, że powstaje w ten sposób nowy sposób nacisku i oddziaływania – na podobieństwo obecnie realizowanej przez USA „polityki Tomahawków”.

Komentarze (13)

  1. komandor ppor

    Ot i kacapskie trollstwo zaczęło ujadać putler znów podrzucił pomyj do koryt i znów można przeczytać jakie amierikany są złe a kremlowski bandzior ze wschodu jak miłuje pokój i jak kocha wszystkie narody zwłaszcza te byłe bratnie on napada i morduję z miłości i przyjaźni pokazał to w Gruzji na Ukrainie a teraz pokazuje w Syrii i Libii ...

  2. Andrzej

    Sposób bardzo prosty,pop prostu amerykańska wersja rakiety będzie zmniejszać prędkość w momencie zbliżania do celu.

    1. czytelnik D24

      "Amerykanie znaleźli sposób na wyeliminowanie efektu plazmy, jaka powstaję wokół obiektów poruszających się z prędkością hiperdźwiękową – większą niż 5 Mach." I przychodzi taki Andriej i mówi "Sposób bardzo prosty,pop prostu amerykańska wersja rakiety będzie zmniejszać prędkość w momencie zbliżania do celu." Dlaczego mam wrażenie że komentujesz artykuły czytając tylko nagłówki?

    2. programista

      Przy czytaniu całości bufor mu się przepełnia.

    3. Grzegorz Brzęczyszczykiewicz

      Generalnie to trochę racji może mieć, bo wejście w gęste warstwy atmosfery z nazwijmy to bardzo duża prędkością to jak wejście pocisku w beton i nawet zdeorbitowane głowice bardzo wytracają prędkość przy przejściu przez atmosferę żeby w gęstych warstwach nie wyparowały czy się nie rozpadły na strzępy jak to się dzieje z meteorem choćby.

  3. Hanys

    "Polityka tomahawków" - tak bandyckiej polityki nie ma żaden inny kraj, bo tylko USA zasypuje kogoś tomahawkami jak im sie jakiś kraj nie podoba, tylko z Syrią coś nei wyszło... Rosji oczywiście też bardzo nie lubią, ale Rosja może oddać prosto w pysk, więc na Rosję zostaje tylko "polityka sankcji", która w tym wypadku jeszcze na zdrowie Rosji wyszła, zwłaszcza ich rolnictwu :) Nie zmieniają też tego stanu te wizje artystyczne przedstawione w tym artykule, amerykańskie hipersoniki gdzieś tam może i raczkują na podstawie wykradzionych/kupionych planów, ale Rosja już seryjnie produkuje broń do zwalczania hipersoników :)

    1. GB

      Jeśli chodzi o rosyjskie S-300 i S-400 to one nie mają osiągów SM-3, PAC-3 i THAAD. Żaden z rosyjskich systemów nie potrafi zestrzelić rakiety międzykontynentalnej w środkowej fazie jej lotu, a wedle dostępnych danych SM-3 jest w stanie. Zresztą SM-3 potrafił zestrzelić satelitę, czego do tej pory nie zrobił żaden system rosyjski. Oprócz tych systemów USA posiadają naziemną GMD, która bije na głowę rosyjski A-135, który i tak został ograniczony do krótkiego zasięgu (rakiety dalekiego zasięgu tego systemu zostały wycofane). Warto dodać że S-300 i S-400 nigdy nie zestrzeliły w warunkach bojowych jakiegokolwiek obiektu powietrznego mimo że na Ukrainie wojska rosyjskie były zaatakowane skutecznie balistyczną Toczką, a w Syrii izraelskie lotnictwo skutecznie atakuje obiekty w odległości paru km od stanowisk S-300 (i bodajże S-400 też).

    2. Davien

      A niby jaka?? Bo jak na razie jedyne osiagnięcia S-300 /400 to zwalczanie symulatorów pocisków balistycznych krótkiego zasięgu:) A co do wykradania planów to USA prowadziło badania nad hipersonikami kiedy w Rosji nei słyszeli jeszcze tego terminu:)

    3. Davien

      Pare sprostowan: Obecnie A-135 poddawany jest modernizacji do A-235 i ma miec po tym osiagi nieco lepsze od SM-3 Bl-1b ale system jest ograniczony do Moskwy i wymaga"malutkiego "radaru DON. Żaden system poza GBI nei ejst w stanie zestzrelic rakiety w srodkowej fazie lotu, SM-3blIIA ma miec takie mozliwosci o ile znajdzie sie na tyle blisko od celu Satelity zestzreliły dwa systemy z USA najpierw wycofany juz ASM-135 a potem SM-3. S-300/400/Patriot nie są w stanie zwalczać PGM

  4. petrygo

    HAWC w planach a Chińczycy już dawno mają DF17. USA 10 lat do tyłu za Chinami

    1. Pawel

      Nonsens-o ile w ogole te chinksie rakiety to nie makiety to technologicznie jak wynika z artykulu Amerykanie wlasnie przeskoczyli Chinczykow o cala generacje.

    2. bender

      Czy DF17 (albo nawet DF-ZF) mają napęd strumieniowy? Otóż nie. Wróć świętować gdy go będą mieli.

    3. R

      "Amerykanie wlasnie przeskoczyli Chinczykow o cala generacje." nic nie wynika, bo poki co Amerykanie dopiero cos tam zaczynaja testowac a to co robia Chinczycy, co testuja, albo co posiadaja to tylko oni wiedza.

  5. Darth Vader

    DARPA proponuje najbardziej zaawansowane rozwiązania

  6. Kapustin

    Jedyną plazmę jaką widział ruski To tv RUBIN Hahahaha

  7. Fanklub Daviena

    Pewnie to przekazali Amerykanom aresztowani za zdradę rosyjscy naukowcy... :)

    1. Użytkownik

      Dziadki miały dostęp do najnowszych technologii. Czy może chcieli dożyć spokojnie do śmierci na wikcie więziennym, bo to lepiej wychodzi niż emerytura?

    2. Davien

      "Próby rakiety HAWC przeprowadzone w 2011, 2017 i marcu 2020 roku potwierdziły to założenie wykazując, że podczas lotu z prędkością hipersoniczną jest możliwość komunikowania się rakiety z naziemnymi centrami kierowania." No popatrz jaka wtopa:)) To akurat Rosja musiała wykracac to od USA:)

    3. spoko

      Fanklub Moze to powtorka z 1937;)))) W rosji zawsze bylo mln \wrogow lud\ zdrajcow itp Swiadczy o tym ilosc wydanych wyrokow

  8. adŚ

    No będą strzelać do coronavirusa,tylko z przodu muszą zainstalować mikroskopy którymi bedzie sterował najbardziej opalony USA marines..

  9. Ruski A2/AD

    Kindzal ignoruje plazme Leci gdzie popadlo Taka ruska metoda OD 44

    1. Wołodia

      Fakt :-) A poważniej... To zasadnicza różnica, gdy pocisk hipersoniczny manewruje w sposób zaprogramowany przed startem (plan trasy uwzględniający zagrożenia wykryte przed startem), a pociskiem na bieżąco korygującym swój lot. To jak rakieta lecąca wg INS vs. rakieta korygująca lot wg wskazań radiolokatora. Przy głowicy jądrowej można ten aspekt pominąć, ale przy broni konwencjonalnej to kolosalna różnica. Rosjanie muszą jeszcze dużo popracować, albo bardziej pogonić swoich szpiegów i hackerów :-)

    2. kolejny blamaż

      naprawdę, a skąd wiesz, że nie trafia precyzyjnie kiedy testy Cyrkona przeczą temu co piszesz ....

    3. Blamaż trolla

      Naprawdę? A kto ci takich bajek naopowiadał? W skryptach z Łubianki wyczytałeś, czy w RT podali?

  10. yaro

    W roku 2018 odbył się test Avangarda który manewrował w locie i trafił precyzyjnie w cel, dziś czytamy, że w przyszłości USA będzie to potrafiło .... mówiąc krótko USA w hipersonice dzieli od Rosji 10 lat ....

    1. Davien

      Yaro, a doszliście juz ile własciwie Awangard wazy i jakie ma rozmiary??

    2. bender

      W artykule napisano o amerykańskich próbach HAWC w 2011, 2017 i 2020 roku. Mało, że między 2018 (test rosyjski) a 2020 (ostatni test amerykański) nie ma 10 lat różnicy, to testy z 2011 i 2017 są wcześniejsze niż test, na który się powołujesz. Być może Rosja faktycznie ma przewagę na tym polu (brakuje informacji, żeby rzetelnie porównać Falcon HTV-2 z Avangardem), ale ta przewaga nie potrwa długo. Z chęcią dowiedziałbym się czegoś o rosyjskich silnikach scramjet.

    3. yaro

      Nie musimy, przecież Ty wiesz nawet z czego jest zbudowany i jaki ma układ sterowania ...

  11. FR technologiczne imperium

    Ale przecież fanboye Matuszki rossiji mówili że to niemożliwe i że stany są 10 lat za Rosja w dziedzinie broni hipersonicznej.

    1. R

      A nie sa?

    2. Keras

      jak się nie ma kasy to se mozna co najwyżej poopowiadać

    3. R2

      A fanboje w waszego towarzystwa wzajemnej adoracji, twierdzily, ze fizycznym niemozliwe jest sterowanie pociskiem hipersonicznym ze wzgledu na plazme. No i znowu okazalo sie fanbojki bardzo malo woiedza.

  12. Emil

    Czas najwyższy. Chińczycy - jako drugi kraj na świecie - ogłosili rozpoczęcie produkcji seryjnej myśliwca stealth z wektorowaniem ciągu (jeszcze rosyjskie silniki), czyli J-20B.

  13. Jato

    My mamy swojego hipersonicznego Pioruna i tez jestesmy z niego dumni.