Космические ракеты: на чем человечество покоряет вселенную

Конструкция и устройство

Ракета «Томагавк» выполнена по нормальной аэродинамической схеме (горизонтальное оперение, он же стабилизатор, расположено позади крыльев).

Пример нормальной аэродинамической схемы

Корпус изготовлен из прочных алюминиевых сплавов, имеет форму цилиндра с овальным обтекателем головной части. Крылья и крестообразный стабилизатор способны складываться и утапливаться в корпус. Снизу расположен воздухозаборник. Для снижения заметности на весь корпус нанесено специальное покрытие.

Схема ракеты «Tomahawk» BGM-109

1. Инфракрасный датчик переднего обзора.
2. Блок подсистемы DSMAC.
3. Канал связи.
4. Иллюминатор подсистемы DSMAC.
5. Боевая часть с предохранительно-исполнительным механизмом.
6. Топливный бак и силовые приводы развертывания крыла.
7. Воздухозаборник ТВРД и термобатарея.
8. Маршевый ТВРД.
9. Блок подсистемы TERCOM.

В головной части расположены инфракрасные датчики управления, блок подсистемы DSMAC и канал связи. Датчики обеспечивают наведение на цель, а при помощи DSMAC осуществляется корректировка завершающего этапа маршрута.

Канал связи, в соответствии с ТТХ «Томагавка», необходим для получения сигналов корректировки. На некоторых моделях ракет установлена инерциальная система наведения. При использовании этой системы маршрут создаётся заранее, его формируют на основе разведданных рельефа, и человек не участвует в управлении ракетой. То есть, она следует к цели автономно.

Позади головной части расположена боевая часть.

Ещё чуть сзади неё находится иллюминатор подсистемы DSMAC, необходимый для считывания данных с рельефа.

В хвостовом отделе расположены топливный бак, приводы для развёртывания крыльев, воздухозаборник, маршевые двигатели и ещё одна подсистема корректировки.

Появление военных ракет

Одна из первых боевых ракет появилась в девятнадцатом веке. В 1805 году британский офицер Уильям Конгрив придумал пороховые конструкции необычайной на то время мощности. Есть теория, что большую часть идей он позаимствовал у ирландца Роберта Эммета, который использовал устройства, напоминающие ракеты, в 1803 году в ходе восстания. Эта тема считается достаточно спорной. Тем не менее, конструкция, используемая британскими войсками, называлась ракетой Конгрива. Этот вид оружия много раз применялся в период войн, которые вел Наполеон.

В России ракетостроением стал первым заниматься Александр Засядко. Генерал-лейтенант не только улучшил конструкцию Конгрива, но и придумал, как применять энергию опасного оружия в мирных целях. К примеру, именно Засядко первым выдвинул идею, что ракету можно использовать для полетов в космос. Инженеру даже удалось точно определить количество пороха, которое потребуется для того, чтобы аппарат добрался до Луны.

По стопам

«Венера-4» помогла нам узнать, что на этой планете двести семьдесят один градус в тени (ночная сторона Венеры), давление до двадцати атмосфер, а сама атмосфера — девяносто процентов углекислого газа. А ещё этот космический аппарат обнаружил водородную корону. «Венера-5» и «Венера-6» многое поведали нам о солнечном ветре (потоки плазмы) и его структуре вблизи планеты. «Венера-7» уточнила данные о температуре и давлении в атмосфере. Всё оказалось ещё сложнее: температура ближе к поверхности была 475 ± 20°C, а давление выше на порядок. На следующем космическом аппарате было переделано буквально всё, и через сто семнадцать суток «Венера-8» мягко привенерилась на дневной стороне планеты. На этой станции был фотометр и множество дополнительных приборов. Главное — была связь.

Оказалось, что освещение на ближайшей соседке почти не отличается от земного — как у нас в пасмурный день. Да там не просто пасмурно, погодка разгулялась по-настоящему. Картины увиденного аппаратурой просто ошеломили землян. Помимо этого, был исследован грунт и количество аммиака в атмосфере, измерена скорость ветра. А «Венера-9» и «Венера-10» смогли показать нам «соседку» по телевизору. Это первые в мире записи, переданные с другой планеты. А сами эти станции и теперь искусственные спутники Венеры. На эту планету последними летали «Венера-15» и «Венера-16», которые тоже стали спутниками, предварительно снабдив человечество абсолютно новыми и нужными знаниями. В 1985 году продолжением программы стали «Вега-1» и «Вега-2», которые изучали не только Венеру, но и комету Галлея. Следующий полёт планируется в 2024 году.

Применение

Впервые, боевое применение крылатых ракет Х-22, было зафиксировано в мае 2022 года, с началом СВО России на Украине, а осенью этого же года, ВКС РФ начали наносить массированные удары этими боеприпасами по энергетической структуре Незалежной.

Стоить отметить, что МО РФ в этой области проявило настоящую воинскую смекалку, так как ракеты Х-22 «Буря» предназначены для уничтожения военно-морских группировок противника.

Однако, энергетические объекты имеет схожую структуру — внешнее покрытие, которое пробивается кумулятивной боевой частью с последующим фугасным разрушением оборудования внутри.

«Венера»

В 1966 году СССР начал межпланетные перелёты. Космический корабль «Венера-3» совершил жёсткую посадку на соседнюю планету и доставил туда глобус Земли и вымпел СССР. В 1975-м «Венере-9» удалось совершить мягкую посадку и передать изображение поверхности планеты. А «Венера-13» сделала цветные панорамные снимки и звукозапись. Серия АМС (автоматические межпланетные станции) для изучения Венеры, а также окружающего космического пространства продолжает совершенствоваться и сейчас. На Венере условия жёсткие, а достоверной информации о них практически не было, разработчики ничего не знали ни о давлении, ни о температуре на поверхности планеты, всё это, естественно, осложняло исследование.

Первые серии спускаемых аппаратов даже плавать умели — на всякий случай. Тем не менее поначалу полёты удачными не были, зато впоследствии СССР настолько преуспел в венерианских странствиях, что эту планету стали называть русской. «Венера-1» — первый из космических аппаратов в истории человечества, предназначенный для полёта на другие планеты и их исследования. Был запущен в 1961 году, через неделю потерялась связь от перегрева датчика. Станция стала неуправляемой и смогла сделать только первый в мире пролёт вблизи Венеры (на расстоянии около ста тысяч километров).

«Спутник» и «Луна»

В 1957 году первая космическая ракета — та самая Р-7 — вывела на орбиту искусственный «Спутник-1». США чуть позже решили повторить такой запуск. Однако в первую попытку их космическая ракета в космосе не побывала, она взорвалась на старте — даже в прямом эфире. «Авангард» был сконструирован чисто американской командой, и он не оправдал надежд. Тогда проектом занялся Вернер фон Браун, и в феврале 1958 года старт космической ракеты удался. А в СССР тем временем модернизировали Р-7 — к ней была добавлена третья ступень. В результате скорость космической ракеты стала совсем другой — была достигнута вторая космическая, благодаря которой появилась возможность покидать орбиту Земли. Ещё несколько лет серия Р-7 модернизировалась и совершенствовалась. Менялись двигатели космических ракет, много экспериментировали с третьей ступенью. Следующие попытки были удачными. Скорость космической ракеты позволяла не просто покинуть орбиту Земли, но и задуматься об изучении других планет Солнечной системы.

Но сначала внимание человечества было практически полностью приковано к естественному спутнику Земли — Луне. В 1959 году к ней вылетела советская космическая станция «Луна-1», которая должна была совершить жёсткую посадку на лунной поверхности

Однако аппарат из-за недостаточно точных расчётов прошёл несколько мимо (в шести тысячах километров) и устремился к Солнцу, где и пристроился на орбиту. Так у нашего светила появился первый собственный искусственный спутник — случайный подарок. Но наш естественный спутник недолго находился в одиночестве, и в этом же 1959-м к нему прилетела «Луна-2», выполнив свою задачу абсолютно правильно. Через месяц «Луна-3» доставила нам фотографии обратной стороны нашего ночного светила. А в 1966-м прямо в Океане Бурь мягко приземлилась «Луна-9», и мы получили панорамные виды лунной поверхности. Лунная программа продолжалась ещё долго, до той поры, когда американские космонавты на ней высадились.

Чем отличаются ракеты

Теперь можно поговорить о том, чем между собой отличаются ракеты. Как правило, обыватели слышат упоминания о крылатых и баллистических ракетах. Это действительно два основных типа, но есть и некоторые другие. Разберем главные из них, но сначала приведу классификацию типов ракет.

Ракеты делятся по типам в зависимости от:

• Траектории полета (крылатые, баллистические)
• Класса (земля-воздух, воздух-земля, воздух-воздух и так далее)
• Дальности полета (ближнего/среднего радиуса действия и межконтинентальные)
• Типа двигателя и вида топлива (твердотопливный, жидкостный, гибридный, прямоточный воздушно-реактивный, криогенный)
• Типа боеголовки (обычная, ядерная)
• Системы наведения (лазерное, электродистанционное, командное, геофизическое, по наземным ориентирам, спутниковое и другие)

Бесчисленное множество типов ракет.

Теперь остановимся более подробно на основных пунктах, которые могут показаться непонятными.

Работы по модернизации

В настоящее время американцы ведут работы, направленные на увеличение дальности полета сразу до трех-четырех тысяч километров. Достичь таких показателей планируется за счет использования новых двигателей, топлива, а также снижения массы самой ракеты. Уже ведутся исследования в области создания новых материалов на базе углепластиков, которые будут очень прочными и легкими, но при этом достаточно дешевыми для того, чтобы их можно было запустить в массовое производство.

Во-вторых, планируется значительно улучшить точность наведения на цель. Достичь этого предполагается за счет внедрения в конструкцию ракеты новых модулей, ответственных за точное спутниковое позиционирование.

В-третьих, американцы были бы не прочь увеличить глубину запуска с 60 метров до (как минимум) 90-120 метров. Если им это удастся, факт пуска «Томагавка» станет еще сложнее засечь. Нужно сказать, что отечественные конструкторы в настоящее время работают практически над теми же задачами, но в отношении нашего «Гранита». Кроме того, ведется работа в области снижения радиолокационной заметности ракеты и противодействия средствам ПВО.

Для этой цели планируется использование более мощных компьютерных систем для тесного взаимодействия со своими устройствами подавления помех. Если все это будет работать в комплексе, а также будет повышена скорость, то «Томагавки» смогут эффективно проходить через многие эшелонированные системы ПВО.

Уникальной возможностью современных КР американского производства является возможность их использования в роли БПЛА: ракета может летать около предполагаемой цели не менее 3,5 часа, причем в это время она передает все полученные данные в центр управления.

Первая боевая ракета

Если я спрошу, когда была создана первая ракета, многие ответят, что во второй половине XX века. Кто-то скажет, что подобное вооружение широко использовалось во Второй мировой войне, а кто-то даже блеснет знанием такого названия, как Фау-2. Но только единицы вспомнят, что первые орудия, которые отдаленно напоминали ракетное оружие, появились еще в XI веке в Китае.

Так выглядела прабабушка современной ракеты.

Они представляли из себя стрелу, к которой снизу была прикреплена капсула, заполненная порохом. Такая стрела запускалась с руки или из лука, после чего порох воспламенялся и обеспечивал реактивную тягу. Мы рассказывали об этом подробно в отдельной статье.

Позже были фейерверки, различные эксперименты с моделями ракет и наконец полноценные образцы вооружений, которые со временем частично заменили работу пехоты со стрелковым оружием и даже авиацию.

«Катюша» — тоже часть семейства ракетного оружия.

Первым военным конфликтом, в котором массово применялось ракетное оружие, действительно была Вторая мировая война. Чаще всего такое оружие применялось в установках залпового огня «Катюша» (СССР) и «Nebelwerfer» (Германия). Были и более продвинутые образцы, например, та самая ракета Фау-2. Ее название происходит от немецкого названия Vergeltungswaffe-2, что в переводе означает ”оружие возмездия”. Она была разработана немецким конструктором Вернером фон Брауном и принята на вооружение вермахта в конце Второй мировой войны. Ракета имела дальность поражения до 320 километров и использовалась преимущественно для поражения наземных целей в городах Англии и Бельгии.

Знаменитая «Фау-2»

По-настоящему широкое распространение ракетное вооружение получило после Второй мировой войны. Так, например, в 1948 году дальность полета советских ракет Р-1 составляла 270 км, а спустя всего 11 лет были созданы ракеты Р-7А с дальностью до 13 000 км. Как говорится, ”разница на лицо”.

Юрий Гагарин

День 12 апреля стал одним из самых знаменательных дней в нашей стране. Невозможно передать мощь народного ликования, гордости, поистине счастья, когда объявили о первом в мире полёте человека в космос. Юрий Гагарин стал не только национальным героем, ему рукоплескал весь мир. И потому 12 апреля 1961 года — день, триумфально вошедший в историю, стал Днём космонавтики. Американцы срочно попытались ответить на этот беспрецедентный шаг, чтобы разделить с нами космическую славу. Через месяц состоялся вылет Алана Шепарда, но на орбиту корабль не выходил, это был суборбитальный полёт по дуге, а орбитальный у США получился только в 1962-м.

Гагарин полетел в космос на космическом корабле «Восток». Это особая машина, в которой Королёв создал исключительно удачную, решающую множество всевозможных практических задач космическую платформу. Тогда же, в самом начале шестидесятых, разрабатывался не только пилотируемый вариант космического полёта, но был выполнен и проект фото-разведчика. «Восток» вообще имел множество модификаций — более сорока. И сегодня эксплуатируются спутники из серии «Бион» — это прямые потомки корабля, на котором совершён первый полёт человека в космос. В этом же 1961 году гораздо более сложная экспедиция была у Германа Титова, который целые сутки провёл в космосе. Соединённые Штаты смогли это достижение повторить только в 1963 году.

«Восток»

Для космонавтов на всех кораблях «Восток» было предусмотрено катапультное кресло. Это было мудрым решением, поскольку одно-единственное устройство выполняло задачи и на старте (аварийное спасение экипажа), и мягкую посадку спускаемого аппарата. Конструкторы сосредоточили усилия на разработке одного устройства, а не двух. Это уменьшало технический риск, в авиации система катапульт в то время уже была отлично отработана. С другой стороны, огромный выигрыш во времени, чем если проектировать принципиально новое устройство. Ведь космическая гонка продолжалась, и её выигрывал с довольно большим отрывом СССР.

Таким же образом приземлился и Титов. Ему повезло опуститься на парашюте около железной дороги, по которой ехал поезд, и его немедленно сфотографировали журналисты. Система посадки, которая стала самой надёжной и мягкой, разработана в 1965 году, в ней используется гамма-высотомер. Она служит и до сих пор. В США этой технологии не было, именно поэтому все их спускаемые аппараты, даже новые Dragon SpaceX не приземляются, а приводняются. Только шаттлы являются исключением. А в 1962 году СССР уже начал групповые полёты на космических кораблях «Восток-3» и «Восток-4». В 1963 году отряд советских космонавтов пополнился первой женщиной — Валентина Терешкова побывала в космосе, став первой в мире. Тогда же Валерий Быковский поставил не побитый до сих пор рекорд длительности одиночного полёта — он пробыл в космосе пять суток. В 1964 году появился многоместный корабль «Восход», США и тут отстали на целый год. А в 1965-м Алексей Леонов вышел в открытый космос!

Полеты в космос

Именно идеи и разработки Засядко использовал в своих трудах Константин Циолковский. Этот известный ученый придумал теорию, в которой обосновал возможность совершения космических полетов с использованием ракетных технологий. Однако в качестве топлива исследователь предложил применять не порох, а состав на основе жидкого кислорода и водорода.

Те же идеи выдвигал Герман Оберт, который был современником Циолковского. К тому же он занимался разработкой идеи межпланетных перелетов. Оберт четко осознавал сложность задач, которые перед ним стояли. Однако нельзя сказать, что его работы были совершенно фантастическими.

Так, исследователь предложил идею создания ракетного двигателя. К тому же он провел много экспериментальных испытаний таких приборов

В 1928 году состоялось важное знакомство Оберта с юным студентом Вернером фон Брауном. Этот юный физик совершил настоящий рывок в ракетостроении и реализовал много идей своего учителя

Еще одно знаменательное событие в этой сфере произошло в марте 1926 года. Его главным героем стал американский инженер Роберт Годдард. В 1914 году он получил патент на многоступенчатую ракету. В скором времени исследователю удалось реализовать идею, которая была предложена Хаасом за 400 лет до этого.

Годдард решил использовать в качестве топлива состав на основе бензина и оксида азота. После ряда неудачных запусков ему удалось добиться успехов. В 1926 году он запустил небольшую ракету, которая не превышала по размерам человеческую руку. За пару секунд она поднялась на 12 метров в воздух.

Работы Годдарда, Циолковского и Оберта вызвали в обществе сильнейший резонанс. В Германии, СССР и США стал появляться общества поклонников ракетостроения. В 1933 году в Советском Союзе даже создали Реактивный институт. Тогда же были созданы реактивные снаряды, которые вошли в историю под названием «Катюша».

Боевое применение

С момента поступления на вооружения ракеты «Томагавк» применялись США во всех значимых конфликтах.

Конфликт, когда, кем	Результативность
Война в Персидском заливе; 1991 год; США	было выпущено 297 ракет, 282 из которых успешно поразили установленные цели, остальные дали отказ
Операция «Решительная сила»; 1995 год; США	800 — 1,000 сербских военных убито. Капитуляция сербских войск
Операция «Удар в пустыне»; 1996 год: США	Пуск 47 крылатых ракет, в том числе и «Томагавков». Ирак прекратил свои действия в курдских районах
Операция «Лиса пустыни»; 1998 год; США	на долю КР «Томагавк» и CALCM пришлось 72 % от всех воздушных ударов. Всего было применено 370 КР, из которых только 13 не поразили цели
Война НАТО против Югославии; 1999 год; США.	Применено более 700 КР различного базирования, 18 из которых были «Томагавками». Точечной бомбардировке подверглись военно-стратегические объекты в Нише — крупном индустриальном центре
Вторжение в Ирак; 2003 год; США	Были выпущены 40 «Томагавков», в результате чего произошло нарушения работы военной инфраструктуры
Интервенция в Ливию; 2011 год; США	Обстрел ракетами «Томагавк» (114 штук) по системам ПВО, в результате — уничтожение более сотни единиц средств ПВО
Война в Сирии; 2022 год; США	60 крылатых ракет «Томагавк» были направлены по самолётам и инфраструктуре. Снаряжены они были как осколочно-фугасными, так и кассетными боеприпасами. В результате — уничтожено от 6 до 20 самолётов сирийских ВВС и несколько других целей, взлётно-посадочная полоса и многие другие объекты авиабазы
Агрессия коалиции против Сирии; 2022 год; США	Пуск 76 ракет по различным объектам боевиков. В результате — уничтожение нескольких баз и стратегических объектов

Особенности механизмов запуска

На американских подлодках имеется по четыре стандартных торпедных аппарата. Они располагаются по два с каждого борта. Угол расположения – 10-12 градусов, что обеспечивает возможность выполнения торпедного залпа с максимальной глубины. Это обстоятельство позволяет значительно снизить демаскирующие факторы. Труба каждого аппарата состоит из трех секций. Как и в отечественных торпедных шахтах, американские ракеты располагаются на поддерживающих роликах и направляющих. Стрельба инициируется в зависимости от открытия или закрытия крышки аппарата, что делает невозможным «выстрел в ногу», когда торпеда взрывается в самой подлодке.

На задней крышке торпедного аппарата имеется смотровое окно, при помощи которого можно следить за наполнением его полости и состоянием механизмов, манометром. Туда же крепятся выводы от корабельной электроники, которая контролирует процессы открытия крышек аппарата, их закрытие и непосредственный процесс запуска. Крылатая ракета «Томагавк» (характеристики ее вы прочтете в статье) выстреливается из шахты за счет работы гидравлических приводов. Один гидроцилиндр устанавливается на каждые два аппарата на каждый борт, работает он следующим образом:

• Сперва в систему подается определенный объем сжатого воздуха, который действует одновременно и на шток гидроцилиндра.
• За счет этого он начинает подавать воду в полость торпедных аппаратов.
• Так как они заполняются водой быстро, начиная от задней секции, в полости создается избыточное давление, достаточное для выталкивания ракеты или торпеды.
• Вся конструкция сделана так, что одномоментно с нагнетательной цистерной может быть соединен только один аппарат (то есть два с обеих бортов). Это препятствует неравномерному заполнению полостей торпедных шахт.

Как мы уже говорили, в случае надводных кораблей используются вертикально расположенные пусковые контейнеры. В их случае имеется вышибной пороховой заряд, который позволяет несколько повысить дальность полета крылатой ракеты «Томагавк» за счет экономии ресурса ее маршевого двигателя.

Применение во Второй мировой

В Германии разработки Оберта совершенствовал Вернер фон Браун. Он создавал ракеты для Германии и не прекратил своих исследований после прихода нацистов к власти. Более того, ученому было выделено огромное финансирование и созданы все условия для работы.

В 1944 году Вермахт принял на вооружение баллистическую ракету дальнего действия. Она получила название «Фау-2». Этот вид вооружения использовался для обстрелов Великобритании. В Лондон ракета долетала из Германии всего за 6 минут. Она приносила огромные разрушения и сильно пугала людей. В результате применения «Фау-2» погибли как минимум 2700 жителей Великобритании.

История создания

В 1949 году, администрации президента США Гарри Трумэна, начала постройку пяти авианосцев нового типа «USS United States» (CVA-58), с палубными бомбардировщиками P2V-3C «Нептун», способными нести атомное оружие.

В 1958 году, Совет министров СССР подписал указ о создании сверхзвуковой крылатой ракеты большой дальности Х-22 под кодовым названием «Буря», которая устанавливалась бы на ракетоносцы и была способна поражать авианесущий морские группировки США.

Крылатая ракета Х-22 начала разрабатываться дубненским 155-ым конструкторским бюро, сейчас известным как МКБ «Радуга». В 1966 году, были испытаны первые ракеты «Буря» со скоростью в 3,5 маха, которые устанавливались на тяжелые реактивные самолеты Ту-16к-22.

Первые ракеты модификации Х-22 «Буря», появились в конце 1960-х годов на самолетах Ту-22 444-го бомбардировочного авиационного полка, который базировался в Приморском крае. Ракетоносцы Ту-22 были сняты с вооружения в 1992 году, а вместо них появились Ту-22М2.

Модификации крылатой ракеты Х-22 «Буря» имеют гироскоп с инерциальной навигационной системой и способны нести как ядерный, так и кумулятивно-фугасный заряд.

Ввиду того, что типы ракет Х-22 имели не очень хорошую точность, еще в конце 1970-х годов, были разработаны ее новые модификации. Так, ракета Х-22НА уже стала способна корректировать точку поражения учитывая рельеф местности, а модификация Х-22П, наводится напрямую на излучение РС противника.

В 2016 году, на вооружение российских ВКС поступила крылатая ракета Х-32 с новой системой наведения, которая по сути является той же Х-22 «Буря», но имеет высокую точность поражения, облегченный корпус и новый двигатель.

Крылатая ракета Х-22 на ракетоносце. Фото: авиару.рф

Победители конкурса

В 1972 году (феноменальная скорость, кстати) уже был выбран окончательный вариант пусковой установки под новые крылатые ракеты. Тогда же было окончательно утверждено положение об исключительно морском их базировании. В январе государственная комиссия уже отобрала двух наиболее многообещающих кандидатов для участия в полномасштабных испытаниях. Первым претендентом была продукция широко известной компании General Dynamics.

Это была модель UBGM-109A. Второй образец выпустила мало кому известная (и плохо лоббируемая) фирма LTV: ракета UBGM-110A. В 1976 году их начали тестировать, запуская ходовые макеты с борта подлодки. В общем-то, никто из высших чинов и не скрывал, что победители заочно уже признали модель 109А.