General Electric Aerospace pokazao je koncept koji podseća na nešto što bi pre nekoliko decenija završilo među crtežima futurističkih vojnih projekata. Vitka letelica velikih brzina, potpuno drugačija od klasičnog bombardera, pojavila se u promotivnom materijalu kompanije uz poruku: „Sve izgleda nemoguće… dok ne postane moguće“.
Iza atraktivne animacije nalazi se mnogo ozbiljnija tehnologija. General Electric više od decenije ulaže u pogonske sisteme namenjene dugotrajnom hipersoničnom letu, uključujući dvorežimske nabojnomlazne motore, detonaciono sagorevanje, nove materijale otporne na ekstremne temperature i sisteme za odvođenje ogromne količine toplote.
Kompanija nije objavila da razvija serijski vojni avion identičan prikazanom konceptu. Značaj projekta zato nije samo u obliku letelice sa snimka. Mnogo važnije je pitanje šta će postati moguće ukoliko pogonski sistem koji GE razvija omogući višekratnom avionu da održava brzine veće od 10 maha.
Takva letelica više ne bi bila samo brži naslednik SR-71, kao što smo već nagoveštavali. Mogla bi da kombinuje izviđanje, elektronsko prikupljanje podataka, određivanje ciljeva, komunikaciju i direktne udare na udaljenostima koje danas pripadaju strateškim bombarderima i raketama. Granica između aviona, hipersoničnog oružja i svemirske letelice počela bi ozbiljno da se briše.
Najveći izazov nije samo ubrzati avion do takve brzine. Potrebno je napraviti motor koji će tamo pouzdano raditi, sprečiti da se konstrukcija pregreje, obezbediti upravljanje pri ekstremnim temperaturama i zatim celu letelicu bezbedno vratiti na aerodrom. General Electric upravo na tim problemima radi godinama.
Kina u međuvremenu već je prikazala WZ-8, trenutno jedini poznati operativni hipersonični vazduhoplovni sistem ove vrste. Američki koncept zato se ne pojavljuje u tehnološkom vakuumu. Trka za avion koji može da leti na visinama i brzinama između klasične avijacije i svemirskih sistema već je počela.
Potencijalni rezultat mnogo je veći od još jednog eksperimentalnog izviđačkog aviona. Letelica sposobna da preleti ogromna rastojanja brzinom većom od 10 maha mogla bi da promeni samu geografiju strateškog vazdušnog rata.
Dvorežimski nabojnomlazni motor treba da reši problem koji decenijama zaustavlja hipersonične avione
Klasičan mlazni motor dobro funkcioniše u određenom rasponu brzina, ali pri veoma velikim brzinama njegovi kompresori i turbine postaju ograničenje. Nabojnomlazni motor uklanja veliki deo tih pokretnih komponenti i koristi brzinu samog aviona za sabijanje vazduha koji ulazi u motor.
Problem nastaje kada brzina postane hipersonična. Vazduh ulazi ogromnom brzinom, temperature rastu, sagorevanje postaje mnogo složenije, a motor mora da funkcioniše kroz veoma širok režim leta.
Dvorežimski ramjet pokušava da spoji karakteristike klasičnog ramjeta i scramjeta. U jednom režimu vazduh se pre sagorevanja dovoljno usporava, dok pri ekstremnijim brzinama sagorevanje može da se odvija dok strujanje kroz motor ostaje nadzvučno.
General Electric dodatno razvija tehnologiju rotacionog detonacionog sagorevanja, RDC, kod koje sagorevanje ne protiče kao klasičan kontinuirani plamen, već kroz talase detonacije koji kruže kroz komoru. Takav proces potencijalno omogućava veću efikasnost i više energije iz manje količine goriva.
Za avion koji treba da dostigne 10 maha ili više to nije mala prednost. Svaki kilogram goriva, svaki centimetar motora i svaki stepen temperature počinju da određuju da li će koncept ostati samo demonstrator ili postati upotrebljiva letelica.
Pri brzini od 10 maha svet postaje mnogo manji
Deset maha znači približno deset puta veću brzinu od zvuka, iako stvarna brzina u kilometrima na sat zavisi od visine i temperature. Na takvom režimu leta avion bi za sat vremena mogao da pređe nekoliko hiljada kilometara.
Rastojanja koja strateški bombarderi danas prelaze satima mogla bi da se savladaju za delić tog vremena. Protivniku bi se istovremeno drastično smanjio period između prvog otkrivanja letelice i njenog dolaska do zone iz koje može da upotrebi oružje.
To menja i način planiranja odbrane. Klasični bombarder može satima da se prati kroz satelitske, radarske i druge senzorske mreže. Njegovo približavanje može da pokrene premeštanje lovaca, aktiviranje sistema PVO i promenu rasporeda drugih snaga.
Avion koji dolazi brzinom većom od 10 maha ostavlja mnogo manje vremena za reakciju. Njegova putanja može da bude fleksibilnija od balističke rakete, dok se za razliku od jednokratnog projektila posle zadatka vraća u bazu i može ponovo da bude upotrebljen.
Naslednik SR-71 ne bi morao da bude samo izviđač
Tokom Hladnog rata američki A-12 i kasnije SR-71 Blackbird koristili su brzinu i visinu pre svega za izviđanje. Njihova filozofija preživljavanja bila je jednostavna: kada protivnik otkrije avion, on već leti toliko visoko i brzo da je presretanje izuzetno teško.
Nova generacija hipersoničnih letelica ne bi morala da ostane ograničena na fotografisanje i elektronsko izviđanje.
Savremeni avion mogao bi da prikuplja elektronske podatke, prati radare, prosleđuje informacije drugim platformama, određuje koordinate ciljeva i istovremeno nosi sopstveno naoružanje. Brzina bi omogućila da se informacije prikupljene iznad jednog područja veoma brzo pretvore u podatke za napad ili da sama letelica izvrši udar.
Takva kombinacija ne bi bila istorijski presedan. Sovjetski MiG-25 razvijen je u lovačkim, izviđačkim i bombarderskim verzijama, dok je pred kraj Hladnog rata dobio i specijalizovanu varijantu za suzbijanje protivvazdušne odbrane. Avion koji je nastao zbog brzine i visine postao je porodica platformi sa veoma različitim zadacima.
Hipersonična letelica mogla bi isti princip da podigne nekoliko nivoa više.
Strateški bombarder više ne bi morao da izgleda kao B-2 ili B-21
Američki strateški bombarderi tradicionalno su projektovani oko tri glavna zahteva: velikog dometa, velikog korisnog tereta i sposobnosti da prodru kroz neprijateljsku odbranu.
B-2 i B-21 oslanjaju se prvenstveno na veoma malu radarsku uočljivost. B-52 koristi veliki domet i oružje koje može da lansira sa bezbednije udaljenosti. Hipersonični avion otvorio bi treći put.
Takva letelica ne bi morala da nosi količinu naoružanja B-52 niti da zavisi isključivo od ekstremno malog radarskog odraza. Mogla bi da kombinuje smanjenu uočljivost sa ogromnom brzinom i visinom, skraćujući protivniku vreme potrebno da organizuje presretanje.
Još važnija bila bi mogućnost globalnog udara u veoma kratkom roku. Avion bi mogao da poleti sa teritorije SAD, brzo stigne do udaljenog regiona, izvrši zadatak i vrati se, umesto da nedeljama unapred bude raspoređen u regionalnu bazu.
Takva sposobnost direktno bi uticala na način na koji Pentagon koristi strateško vazduhoplovstvo.
Između bombardera i rakete pojavljuje se nova kategorija
Balističke i krstareće rakete imaju jednu veliku prednost: brzinu ili mogućnost dubokog prodora bez rizika po posadu. Njihova mana je jednostavna, posle lansiranja više ne postoje kao sredstvo koje može ponovo da se koristi.
Bombarder je upravo suprotan. Skup je, zahteva posadu i ogromnu infrastrukturu, ali se vraća i ponovo leti.
Višekratna hipersonična platforma pokušala bi da spoji deo prednosti oba sveta. Mogla bi da dostigne ciljeve mnogo brže od klasičnog bombardera, ali da se nakon misije vrati, dopuni gorivom i naoružanjem i ponovo poleti.
Takav sistem imao bi ogromnu vrednost u sukobu koji traje duže od nekoliko dana. Umesto trošenja strateških raketa pri svakom napadu, ista platforma mogla bi više puta da nosi oružje prema udaljenim ciljevima.
Tehnološka cena takvog rešenja bila bi ogromna, ali upravo zato General Electric ulaže u više komponenti problema istovremeno: motor, sagorevanje, materijale i termičko upravljanje.
Toplota je možda veći protivnik od rakete
Pri brzinama većim od 10 maha vazduh više ne deluje samo kao sredina kroz koju avion leti. Kompresija i trenje stvaraju ekstremne temperature koje mogu da unište klasične vazduhoplovne materijale, elektroniku i senzore.
Najizloženiji delovi konstrukcije mogu da dostignu temperature od više stotina, pa i preko hiljadu stepeni Celzijusa, u zavisnosti od brzine, oblika letelice i trajanja leta. Problem postaje još složeniji zato što avion mora da zadrži aerodinamički oblik i mehaničku čvrstinu dok se konstrukcija zagreva i širi.
Motor istovremeno usisava vazduh koji se pri tim brzinama dramatično zagreva. Gorivo mora da sagoreva stabilno, senzori moraju da daju korisne podatke, a elektronika da nastavi da funkcioniše.
Zbog toga General Electricovi radovi na visokotemperaturnim materijalima i odvođenju toplote nisu sporedni deo programa. Bez njih ni najnapredniji hipersonični motor nema avion na kojem može praktično da se koristi.
Let na ivici svemira otvara još jednu mogućnost
Dovoljno brz i visokoletački sistem mogao bi da prevaziđe klasične zadatke strateške avijacije. Tehnologija razvijena za hipersonični vojni avion potencijalno se može koristiti i kao deo sistema za pristup svemiru.
Granica ne mora da bude jasna. Platforma koja ubrzava kroz atmosferu do ekstremnih brzina može da posluži kao prvi stepen za lansiranje manjeg tereta, satelita ili druge letelice, dok vojna verzija koristi isti pogonski i termički osnov za izviđanje i napade.
Takav koncept podseća na decenijama staru ideju svemirskog aviona: poletanje sa aerodroma, uspon do veoma velike visine i brzine, izvršavanje zadatka i povratak na pistu bez klasične jednokratne rakete-nosača.
General Electric nije rekao da prikazana letelica predstavlja konkretan svemirski bombarder ili budući serijski avion. Tehnologija koju razvija, međutim, otvara upravo taj prostor.
Brzina od 10 maha više nije nedostižna
Najveća greška bila bi pretpostaviti da avion koji leti tolikom brzinom automatski postaje nedodirljiv.
Kina i Rusija istovremeno razvijaju sisteme protivvazdušne i protivraketne odbrane namenjene ciljevima koji lete ekstremnim brzinama i na velikim visinama. PVO sistemi poput S-500 i HQ-29 posebno se razvijaju za presretanje balističkih i drugih veoma brzih ciljeva, sa zahtevima koji ulaze duboko u područje hipersoničnog presretanja.
To znači da budući američki avion ne bi mogao da preživi oslanjajući se samo na brzinu kao što je SR-71 decenijama uspevao da izbegava većinu tadašnje odbrane.
Morao bi da kombinuje brzinu, visinu, smanjenu radarsku uočljivost, elektronsko ratovanje, neočekivane pravce prilaza i možda sopstvena sredstva za ometanje ili uništavanje PVO.
Tu koncept postaje posebno zanimljiv. Hipersonični avion ne bi ukinuo klasičnu igru između napada i odbrane. Samo bi je prebacio na potpuno novu brzinu.
General Electricov video zato je zanimljiv manje zbog futurističkog crteža, a mnogo više zbog pogona koji stoji iza njega. Dvorežimski ramjet, detonaciono sagorevanje i materijali sposobni da izdrže dug hipersonični let predstavljaju tehnologije bez kojih avion od 10 maha ostaje samo ilustracija. Ukoliko te probleme zaista uspeju da reše, američki strateški bombarder budućnosti možda neće izgledati kao veći ili nevidljiviji B-21, već kao nešto između lovca, rakete i svemirske letelice.
