Brzina od pet, osam ili deset maha danas se gotovo podrazumeva kada se govori o najnaprednijem raketnom naoružanju. Ruski, kineski i američki sistemi često se porede upravo prema tim brojkama, mada one otkrivaju samo deo njihovih stvarnih mogućnosti. Iza sličnih brzina kriju se različiti načini stvaranja potiska, drugačije putanje leta i konstrukciona rešenja koja presudno utiču na domet i borbenu upotrebu.
Posebno je zanimljivo što tehnološki složeniji motor ne mora nužno da bude i efikasniji. Pogonski sistem koji omogućava ogromno ubrzanje može imati ozbiljna ograničenja tokom dugotrajnog leta, dok motor namenjen održavanju velikih brzina može biti potpuno beskoristan u trenutku lansiranja. Upravo zbog toga konstruktori hipersoničnog oružja ne pokušavaju svi da reše isti problem.
Razlike postaju još važnije kada projektil mora da promeni visinu, izvede manevar ili nastavi let nakon prestanka rada motora. Velika brzina zahteva ogromnu energiju, ali je podjednako važno kako se ona proizvodi, koliko dugo može da se održava i koliki njen deo se izgubi tokom leta. Odgovor na pitanje koji je pogon bolji zato se nalazi u samoj fizici kretanja, a ne samo u deklarisanim karakteristikama rakete.
Raketni motor: Ogroman potisak i potpuna nezavisnost od atmosfere
Osnovni princip rada raketnog motora relativno je jednostavan. Gorivo sagoreva uz pomoć oksidacionog sredstva koje se nalazi u samoj raketi, a gasovi nastali sagorevanjem velikom brzinom izlaze kroz mlaznicu i stvaraju potisak. Kod motora na čvrsto gorivo obe komponente nalaze se u pogonskom punjenju, dok se kod motora na tečno gorivo najčešće čuvaju u odvojenim rezervoarima.
Najveća prednost ovog rešenja jeste činjenica da motoru za rad nije potreban okolni vazduh. Raketa može da razvija potisak odmah nakon lansiranja, nastavi ubrzavanje u veoma razređenoj atmosferi i radi u svemiru. Zbog toga je raketni pogon praktično nezamenljiv kod balističkih raketa i sistema koji moraju da dostignu velike brzine na visinama gde nema dovoljno kiseonika.
Raketni motori takođe mogu da razviju veoma veliki potisak u odnosu na sopstvenu masu, što omogućava snažno početno ubrzanje. Takva osobina posebno je važna za hipersonično oružje, jer projektil mora da savlada otpor vazduha i za kratko vreme dostigne brzinu potrebnu za predviđenu putanju. Međutim, postizanje velike brzine predstavlja samo prvi deo zadatka.
Problem nastaje zbog činjenice da raketa mora da nosi i gorivo i oksidaciono sredstvo. Kod mnogih raketnih sistema najveći deo početne mase upravo otpada na pogonsko punjenje, dok preostali prostor zauzimaju bojeva glava, upravljački uređaji i konstrukcija. Kada se gorivo potroši, raketa ili njeno odvojeno telo nastavlja let bez potiska, pri čemu otpor vazduha postepeno smanjuje brzinu.
Upravo zato maksimalna brzina rakete ne govori dovoljno o tome koliko brzo će ona stići do cilja. Projektil može dostići deset maha tokom jedne faze leta, ali završni napad izvesti znatno manjom brzinom, naročito ako je prethodno prošao kroz gušće slojeve atmosfere ili izvodio zahtevne manevre.
Nabojno-mlazni motor: Zašto raketa više ne mora da nosi sav kiseonik
Nabojno-mlazni motor funkcioniše prema drugačijem principu. Umesto da nosi oksidaciono sredstvo, koristi kiseonik iz atmosferskog vazduha koji ulazi kroz posebno oblikovan usisnik. Velika brzina kretanja omogućava sabijanje vazduha, nakon čega se u njega ubrizgava gorivo i dolazi do sagorevanja.
Za razliku od konvencionalnog avionskog mlaznog motora, nabojno-mlazni motor nema mehanički kompresor sa rotirajućim lopaticama. Njegovu ulogu preuzimaju aerodinamički oblik usisnika, brzina kretanja i udarni talasi koji nastaju pri nadzvučnom letu. Time se pojednostavljuju pojedini mehanički delovi pogona, ali se znatno povećavaju zahtevi u pogledu aerodinamike i upravljanja sagorevanjem.
Kod ovih motora posebno je važno razlikovati dve konstrukcije.
Klasični nabojno-mlazni motor (engl. ramjet) usporava vazduh na podzvučnu brzinu pre njegovog ulaska u komoru za sagorevanje. Takvo rešenje omogućava efikasno sagorevanje pri velikim nadzvučnim brzinama, ali postaje sve zahtevnije kako brzina raste.
Nabojno-mlazni motor sa nadzvučnim sagorevanjem (engl. scramjet) omogućava da vazdušna struja ostane nadzvučna i tokom sagorevanja goriva. Time se izbegava potpuno usporavanje vazduha, koje bi pri velikim hipersoničnim brzinama izazvalo ogromne gubitke i termička opterećenja. Ovaj tip motora zbog toga je posebno zanimljiv za rakete koje treba duže da lete brzinama većim od pet maha.
Njegova osnovna prednost proizlazi iz smanjenja količine materijala koju raketa mora da nosi. Pošto kiseonik uzima iz atmosfere, raspoloživa masa može drugačije da se raspodeli između goriva, konstrukcije i korisnog tereta. Međutim, takva prednost postoji samo dok se motor nalazi u odgovarajućim uslovima leta.
Zašto nabojno-mlazna raketa ne može jednostavno da poleti?
Ovde dolazimo do jedne od najvažnijih razlika između dva pogonska sistema.
Raketni motor može da razvije potisak dok projektil miruje. Nabojno-mlazni motor, nasuprot tome, zavisi od vazduha koji velikom brzinom ulazi u njegov usisnik, zbog čega ne može samostalno da pokrene raketu iz mirovanja.
Klasičnom nabojno-mlaznom motoru potrebna je dovoljna nadzvučna brzina da bi efikasno radio, dok motor sa nadzvučnim sagorevanjem zahteva još zahtevnije početne uslove. Njegov radni režim najčešće se povezuje sa hipersoničnim brzinama, mada tačne granice zavise od konstrukcije, vrste goriva, visine i drugih parametara leta.
Zbog toga se kod mnogih hipersoničnih krstarećih raketa koriste dva pogonska sistema. Raketni potisni stepen najpre ubrzava projektil do potrebne brzine, nakon čega se odvaja, a nabojno-mlazni motor preuzima dalje održavanje potiska.
Takva kombinacija omogućava da se iskoriste prednosti oba rešenja. Raketni motor obezbeđuje snažno početno ubrzanje, dok nabojno-mlazni pogon omogućava produženi let velikom brzinom bez nošenja oksidacionog sredstva za čitavu misiju.
Ipak, konstrukcija postaje složenija jer prelazak sa jednog pogona na drugi mora da se dogodi pri precizno određenoj brzini, visini i režimu strujanja vazduha.
Pet maha nije najveći problem: Kako održati sagorevanje pri toj brzini?
Pri hipersoničnim brzinama uslovi unutar nabojno-mlaznog motora postaju izuzetno zahtevni. Vazduh kroz komoru za sagorevanje prolazi tolikom brzinom da se vreme potrebno za ubrizgavanje goriva, njegovo mešanje sa vazduhom i oslobađanje energije meri hiljaditim delovima sekunde. Čitav proces mora biti dovoljno brz da nastane koristan potisak, ali i dovoljno stabilan da ne poremeti strujanje kroz motor.
Dodatni problem predstavlja zagrevanje vazduha prilikom sabijanja. Udarni talasi i velika brzina strujanja izazivaju snažan porast temperature, dok sagorevanje goriva dodatno opterećuje konstrukciju. Motor zato mora da koristi odgovarajuće materijale, zaštitu od toplote i, u pojedinim konstrukcijama, hlađenje pomoću samog goriva.
Pored toga, nabojno-mlazni motor zavisi od gustine atmosfere. Na manjim visinama otpor vazduha i zagrevanje postaju veoma veliki, dok na većim visinama količina kiseonika postepeno opada. Zato motor mora da funkcioniše unutar odgovarajućeg raspona brzina i visina, što istovremeno ograničava slobodu izbora putanje.
Raketni motor nema problem sa snabdevanjem kiseonikom, ali i dalje mora da savladava aerodinamički otpor i zagrevanje samog projektila. Njegova prednost nalazi se u slobodi izbora visine i snažnom ubrzanju, dok nabojno-mlazni pogon može biti pogodniji za duže održavanje velike brzine unutar određenog dela atmosfere.
Koji pogon omogućava veći domet?
Na prvi pogled, odgovor deluje jednostavno: pošto nabojno-mlazni motor ne nosi oksidaciono sredstvo, trebalo bi da bude efikasniji i da omogući veći domet. Međutim, stvarni odnos zavisi od mnogo više faktora nego što je sama masa goriva.
Raketni motor može ubrzati projektil na velikoj visini, gde je otpor vazduha znatno manji, a zatim prepustiti nastavak leta njegovoj kinetičkoj i potencijalnoj energiji. Hipersonično klizno telo može na taj način preći veliko rastojanje bez rada motora. Nasuprot tome, krstareća raketa sa nabojno-mlaznim pogonom mora veći deo leta ostati u atmosferi, gde istovremeno proizvodi potisak i savladava znatan aerodinamički otpor.
Kod motora koji koriste atmosferski kiseonik može se ostvariti velika efikasnost korišćenja goriva, ali to ne znači automatski i veći domet kompletnog oružja. Usisnik, komora za sagorevanje, sistemi hlađenja i dodatni raketni potisni stepen povećavaju masu i složenost konstrukcije. Konačan rezultat zavisi od toga koliko je energije potrebno za čitavu putanju, a ne samo od potrošnje goriva u jednoj fazi leta.
Zato poređenje dva projektila prema količini goriva ili najvećoj brzini može dovesti do pogrešnih zaključaka. Raketa koja kratko radi sopstvenim motorom može ostvariti veći domet od one koja duže koristi nabojno-mlazni pogon, ako joj putanja omogućava znatno manje energetske gubitke.
Ruski, kineski i američki sistemi pokazuju različitu primenu
Ruski H-47M2 Kindžal predstavlja jasan primer hipersoničnog oružja sa raketnim pogonom. Nakon lansiranja sa aviona, raketni motor ubrzava projektil, koji zatim nastavlja let prema cilju. Sistem je već korišćen u stvarnim borbenim operacijama u Ukrajini, što ga razlikuje od eksperimentalnih programa koji su demonstrirali određene brzine samo tokom kontrolisanih ispitivanja.
Drugačiji princip primenjen je kod ruskog Avangarda i kineskog DF-17. Njihove rakete-nosači ubrzavaju hipersonična klizna tela, koja zatim nastavljaju let bez neprekidnog rada sopstvenog motora. Takva konstrukcija omogućava kombinovanje velike početne brzine sa aerodinamičkim manevrima tokom daljeg leta.
Kod hipersoničnih krstarećih raketa situacija je drugačija. Ruski Cirkon često se opisuje kao sistem koji koristi nabojno-mlazni pogon, mada ni fotografije, kamoli potpuni tehnički podaci o njegovom motoru, nisu dostupni. Njegova borbena upotreba jeste dokumentovana, ali se na osnovu toga ne može samostalno utvrditi tačna konstrukcija pogonskog sistema.
Kina razvija i predstavlja više hipersoničnih krstarećih raketa koje se povezuju sa nabojno-mlaznim motorima sa nadzvučnim sagorevanjem. Među njima je CJ-1000, o kojem smo detaljno pisali u februaru 2026. godine. Reč je o raketi koja koristi vazdušno-mlazni pogon za održavanje hipersonične brzine, ali njene potpune tehničke karakteristike i borbena efikasnost nisu javno dokumentovane.
Američka NASA pokazala je mogućnosti ove tehnologije 2004. godine, kada je eksperimentalna letelica X-43A dostigla približno 9,6 maha u periodu od desetak sekundi. Kasniji program HAWC takođe je demonstrirao uspešne letove sa nabojno-mlaznim motorima sa nadzvučnim sagorevanjem, uz prethodno raketno ubrzanje. Međutim, X-43A i HAWC bili su eksperimentalni programi.
Američki HACM predstavlja pokušaj da se takva tehnologija pretvori u operativnu hipersoničnu krstareću raketu, dok Dark Eagle koristi raketni pogon i hipersonično klizno telo. Time se i kod američkih programa jasno vidi da dve vrste pogona nisu međusobno zamenljive, već odgovaraju različitim zahtevima.
Šta je važnije u stvarnoj borbi: Početna ili održavana brzina?
Velika početna brzina može značajno da skrati vreme koje protivnik ima za otkrivanje i reagovanje. Međutim, projektil koji nakon prestanka rada motora nastavlja let kroz atmosferu postepeno gubi energiju, naročito tokom naglih promena pravca. Zbog toga nije svejedno da li raketa dostiže deset maha samo u jednoj fazi leta ili može dugo da održava brzinu od šest maha zahvaljujući radu motora.
Nabojno-mlazni pogon omogućava nadoknađivanje dela energije izgubljene zbog aerodinamičkog otpora. To može biti značajno za hipersonične krstareće rakete koje moraju da zadrže veliku brzinu tokom dužeg atmosferskog leta. Međutim, takav motor istovremeno ograničava izbor visine i režima kretanja, jer promene uslova mogu narušiti sagorevanje ili smanjiti potisak.
Raketni pogon pruža veću slobodu kada je potrebno brzo ubrzanje, let na velikim visinama ili prelazak u režim balističkog ili kliznog leta. Njegovo ograničenje predstavlja količina pogonskog punjenja i činjenica da se izgubljena energija posle završetka rada motora ne može jednostavno nadoknaditi. Zato se borbene mogućnosti ne mogu procenjivati samo prema vrsti pogona, već i prema tome koliko energije projektil zadržava tokom završnog prilaska cilju.
Upravo tu se nalazi suština izbora između dve tehnologije. Za oružje koje zahteva snažno ubrzanje i let izvan gustih slojeva atmosfere raketni motor pruža mogućnosti koje nabojno-mlazni pogon nema. Za hipersonično krstarenje kroz atmosferu, gde je potrebno duže održavanje potiska, nabojno-mlazni motor sa nadzvučnim sagorevanjem nudi drugačije prednosti, uz znatno složenije zahteve u pogledu konstrukcije, hlađenja i upravljanja letom.
Zbog toga oba pogona nastavljaju da se razvijaju paralelno, a kod pojedinih hipersoničnih raketa koriste se zajedno. Jedan obezbeđuje početno ubrzanje, drugi omogućava nastavak pogonjenog leta, dok kod hipersoničnih kliznih sistema raketni motor predaje energiju telu koje dalje leti bez sopstvenog pogona. Razlika između tih rešenja određuje ne samo brzinu koju raketa može da dostigne, već i način na koji tu brzinu koristi na putu do cilja.
