Američki testovi otkrivaju novi put za hipersonične rakete, veći domet bez ogromnih pojačivača

Američki razvoj hipersoničnog naoružanja mogao bi da uđe u novu fazu nakon najnovijih testova pogonskih sistema koji kombinuju rotirajući detonacioni motor i napredni ulaz za
nabojni mlazni pogon. Četrnaestog januara, kompanije GE Aerospace i Lockheed Martin predstavile su rezultate nove demonstracije pogona koji bi, prema njihovim tvrdnjama, mogao unaprediti domet i efikasnost budućih hipersoničnih sistema.

Reč je o kombinaciji rotirajućeg detonacionog motora na tečno gorivo i dvorežimskog usisnika vazduha za nabojni mlazni motor, dizajniranog da smanji oslanjanje na velike raketne pojačivače.

Cilj ovog koncepta je rešavanje jednog od ključnih problema hipersoničnog leta sa kojim se susreću: efikasnog prelaza iz faze lansiranja u dugotrajno krstarenje pri brzinama većim od 5 maha. Dosadašnji američki projekti u velikoj meri zavise od masivnih raketnih pojačivača, što povećava cenu, masu i ograničava fleksibilnost sistema.

Prema navodima kompanija, rotirajući detonacioni motor omogućava do četvrtine veću efikasnost u poređenju sa klasičnim sagorevanjem, uz manju masu i potencijalno stabilniji rad u širem rasponu brzina. U teoriji, to bi omogućilo hipersoničnim raketama da koriste manje pojačivače i duže ostanu u režimu krstarećeg leta.

Zašto je ovo značajan tehnološki napredak?

Hipersonični let već godinama predstavlja tehnološki izazov. Teorijski, letelice koje se kreću pet ili više puta brže od zvuka mogu preći ogromne udaljenosti za vrlo kratko vreme, što ima jasne vojne implikacije u pogledu brzog odgovora i probijanja protivničke odbrane. Međutim, održavanje stabilnog i efikasnog rada motora kroz širok raspon brzina i visina ostaje jedno od najtežih pitanja u razvoju ovakvih sistema.

Većina postojećih hipersoničnih raketa oslanja se na nabojne mlazne motore (ramjet) i njihove nadzvučne varijante (scramjet) za let pri veoma velikim brzinama. Ovi motori nemaju pokretne delove i koriste kretanje rakete kroz vazduh kako bi sabili ulazni vazduh pre sagorevanja.

Iako je konstrukcija relativno jednostavna, problem nastaje u početnoj fazi leta. Ramjet motor ne može da započne rad dok raketa ne dostigne približno tri Maha, što zahteva upotrebu velikih raketnih pojačivača. Ti pojačivači povećavaju masu, cenu i složenost sistema, ali i ograničavaju domet i fleksibilnost upotrebe.

Rotirajući detonacioni motor nudi drugačiji pristup. Umesto klasičnog sagorevanja pri konstantnom pritisku, ovaj motor koristi kontinuirani detonacioni talas koji kruži unutar cilindrične komore. Gorivo i oksidator se ubrizgavaju tako da se održava samoodrživi ciklus detonacije, pri čemu se postižu veoma visoki pritisci i bolja iskorišćenost energije. Prema dostupnim podacima, ovakav sistem može biti i do 25 procenata efikasniji od konvencionalnih rešenja, uz manju masu i zapreminu.

Jedna od ključnih prednosti ovog koncepta jeste mogućnost rada pri nižim brzinama u odnosu na klasične ramjet motore. To otvara prostor za smanjenje veličine raketnih pojačivača ili čak njihovo delimično izbacivanje iz konstrukcije, čime se direktno povećava domet projektila. Dodatno, isto pogonsko jezgro može da funkcioniše u različitim režimima, kao nabojni mlazni motor pri nadzvučnim brzinama i kao skrem-mlazni motor pri hipersoničnim brzinama, što omogućava glatkiji prelaz između faza leta.

Uloga Lockheed Martina u ovom programu ogleda se u razvoju naprednog taktičkog ulaza za vazduh, posebno prilagođenog dvorežimskom radu motora. Upravljanje protokom vazduha pri brzinama iznad 5 maha izuzetno je složeno, jer udarni talasi nastaju u veoma ograničenom prostoru i čak male promene mogu destabilizovati sagorevanje. Novi dizajn ulaza koristi napredne metode računarske dinamike fluida kako bi se obezbedio stabilan i kontrolisan protok vazduha ka rotirajućem detonacionom jezgru, bez obzira na promene brzine i visine leta.

Ovaj pristup takođe rešava jedan od uobičajenih problema detonacionih motora, a to je održavanje stabilnog rada u različitim atmosferskim uslovima. Novi usisni sistem omogućava da motor zadrži efikasnost kako pri nižim visinama, tako i tokom hipersoničnog krstarenja u višim slojevima atmosfere, gde su gustina vazduha i uslovi sagorevanja znatno drugačiji.

Zajedno, rotirajući detonacioni motor i novi taktički ulaz ukazuju na mogućnost razvoja kompaktnijih, lakših i potencijalno jeftinijih hipersoničnih pogonskih sistema. Manji broj delova i smanjena potreba za masivnim pojačivačima mogli bi da omoguće serijsku proizvodnju u većim količinama i širu primenu u različitim tipovima projektila.

Predstavnici Lockheed Martina istakli su da demonstracija dolazi nakon dve godine internih ulaganja i da predstavlja dokaz saradnje i inovacija usmerenih ka razvoju pristupačnih hipersoničnih sposobnosti koje bi mogle brzo da se uvedu u operativnu upotrebu. Prema njihovim rečima, novi kompaktni nabojno mlazni sistem kombinuje iskustvo u projektovanju ulaza za ekstremne brzine sa ciljem proširenja dometa i poboljšanja performansi u okruženju koje se opisuje kao sve zahtevnije i opasnije.

Ako se ova tehnologija pokaže pouzdanom u daljim testovima i integraciji sa realnim sistemima naoružanja, mogla bi da postane ključni element američkih hipersoničnih raketa i letelica sledeće generacije. Time bi se promenila ne samo tehnička, već i strateška slika hipersoničnog nadmetanja, u kojem domet, brzina i troškovna efikasnost postaju podjednako važni faktori.

Američki hipersonični programi

Treba naglasiti da ova demonstracija nije konkretno vezana ni za jedan konkretan američki hipersonični sistemu. Radi se o eksperimentalnoj tehnologiji namenjenoj budućim programima, pa i aktulenim, koji se još nalaze u razvoju.

Američki hipersonični projekti do sada su se suočavali sa ozbiljnim tehničkim i organizacionim problemima. Vazdušno lansirani sistem ARRW praktično je napušten nakon neuspešnih testova, dok kopneni i mornarički projekti koriste klizne bojeve glave koje zahtevaju velike i skupe raketne nosače. Koncepti hipersoničnih krstarećih raketa sa vazdušnim pogonom i dalje se nalaze u eksperimentalnoj fazi.

U tom smislu, novi pogon treba posmatrati kao industrijsku i inženjersku demonstraciju, a ne kao najavu skorog uvođenja novog oružja u naoružanje američkih oružanih snaga.

Novi tehnološki razvoj i operativna stvarnost

Iako američka industrija očigledno intenzivno radi na novim rešenjima, realnost je da Sjedinjene Države u ovom trenutku nemaju stabilno raspoređene hipersonične rakete u operativnim jedinicama. Za razliku od toga, Rusija i Kina uveliko poseduju sisteme koji su uvedeni u službu i redovno se integrišu u vojne doktrine i vežbe.

Zbog toga se ovakve objave sve češće posmatraju kao signal političkim i vojnim strukturama u Vašingtonu, ali i kao poruka rivalima da američki razvojni programi ne kaskaju u mestu, iako još ne daju konkretne rezultate na terenu.

Novi američki koncept hipersoničnog pogona predstavlja zanimljiv i značajan tehnički pravac i potencijalno rešenje dugogodišnjih problema u oblasti dometa i efikasnosti. Međutim, između laboratorijske demonstracije i borbeno spremnog sistema stoji dug i neizvestan put.

Za sada, reč je o tehnologiji budućnosti koje obećava, a ne o oružju sadašnjosti. Uprkos napretku na papiru i u testnim uslovima, Sjedinjene Države i dalje pokušavaju da sustignu konkurente u oblasti u kojoj su godinama imale strateški zaostatak.