Ten silnik ma dać rakietom więcej zasięgu, a to wszystko bez ceny z kosmosu
Zdjęcie poglądowe
W świecie, w którym Tajwan rozbudowuje ramjetowe HF-3ER , Korea Południowa pracuje nad uzbrojeniem myśliwców w pociski o zasięgu do tysiąca kilometrów , a producenci lotniczy fantazjują o następcach legend pokroju SR-71 przy napędach DMRJ , sama szybkość przestała być wystarczającą opowieścią. Przyszłość uzbrojenia będzie należała do tych, którzy połączą osiągi z produkcją. Właśnie dlatego ten test L3Harris jest ciekawszy, niż wygląda na pierwszy rzut oka.
L3Harris odpalił napęd, który ma połączyć zasięg, prędkość i rozsądną cenę
L3Harris poinformował o udanym naziemnym teście pełnoskalowego napędu strumieniowego na paliwo stałe. Firma opisuje go jako rozwiązanie projektowane z myślą o większym zasięgu, wyższej prędkości, łatwiejszej produkcji i niższych kosztach w przyszłych systemach ofensywnych oraz defensywnych. Kluczowe jest tutaj słowo “naziemnym”, bo nie mówimy jeszcze o gotowej rakiecie, która przeleciała setki kilometrów i pokazała pełne możliwości w locie. Mówimy o etapie, który może być ważny, ale nadal pozostaje etapem redukcji ryzyka.
L3Harris podał, że próba odbyła się w środowisku z warunkami reprezentatywnymi dla lotu, a inżynierowie mogli ocenić osiągi w dużej części symulowanej obwiedni lotu. Wyniki miały być zaś zgodne z oczekiwaniami dla pracy w locie. Firma jednocześnie twierdzi, że był to pierwszy pełnoskalowy test takiego nowego wkładu paliwowego i że jego formuła ma znacząco obniżyć koszt paliwa względem historycznych standardów branżowych.
Akurat na kwestię ceny patrzę z dużą ostrożnością, bo “tańsze” w zbrojeniówce potrafi znaczyć “tańsze w teorii, zanim doliczymy integrację, testy, logistykę i produkcję seryjną”. Jednocześnie właśnie ten wątek wydaje mi się ważniejszy niż sama deklaracja o prędkości. Jeśli pocisk ma być elementem masowego odstraszania, a nie luksusowym demonstratorem technologicznym, to z automatu cena przestaje być dodatkiem do specyfikacji. Staje się warunkiem sensu całego programu.
Ramjet nie jest magią. Jest sprytnym obejściem jednego starego problemu
Klasyczna rakieta musi zabrać ze sobą zarówno paliwo, jak i utleniacz. Napęd strumieniowy działa inaczej, bo korzysta z tlenu z atmosfery. W uproszczeniu? Pocisk najpierw trzeba rozpędzić, zwykle przy pomocy boostera, a potem silnik typu ramjet może podtrzymywać lot z dużą prędkością, zasysając powietrze i spalając paliwo w strumieniu przepływu. Dzięki temu teoretycznie można uzyskać lepszy stosunek zasięgu do masy niż w części klasycznych układów rakietowych, bo nie trzeba przez cały czas dźwigać pełnego zapasu utleniacza.
Pojazd hipersoniczny wyposażony w silnik strumieniowy – wizja artystyczna /Fot. GE Aerospace Solid fuel ramjet jest szczególnie ciekawy, ponieważ łączy ideę napędu oddychającego powietrzem z paliwem stałym. W praktyce daje to szansę na prostszy i potencjalnie tańszy układ niż bardziej złożone rozwiązania na paliwo ciekłe, ale nie oznacza automatycznie łatwej drogi do seryjnej broni. Spalanie musi być stabilne, ciąg musi dać się przewidzieć, geometria kanałów i samego wkładu paliwa ma ogromne znaczenie, a cały pocisk musi przetrwać pracę w ekstremalnych warunkach. Teoretyczna elegancja takiego napędu nie usuwa więc problemów inżynierskich. Ona je tylko przenosi w inne miejsce.
Widać zresztą, że branża cały czas szuka sposobu na pogodzenie prędkości, sterowalności i produkcji. Pojawiało się to też m.in. przy hipersonicznych komponentach z druku 3D , gdzie najważniejsze nie było samo marzenie o prędkości liczonej w tysiącach kilometrów, tylko pytanie, czy da się taniej i powtarzalnie wytwarzać elementy o bardzo trudnej geometrii. Pod tym względem test L3Harris wygląda jak kolejny element większej układanki – mniej zachwytu nad pojedynczym rekordem, a więcej myślenia o tym, czy da się zbudować przemysłową metodę produkcji broni dalekiego zasięgu.
Finalnie więc ramjet na paliwo stałe jest ciekawy nie jako kolejna zabawka do bicia rekordów, ale jako potencjalny składnik tańszego arsenału dalekiego zasięgu. Jeśli uda się utrzymać wysoką prędkość przez dłuższy fragment lotu, zwiększyć dystans rażenia i jednocześnie nie zabić programu kosztami, taki napęd może mieć zastosowanie zarówno w pociskach ofensywnych, jak i w przechwytywaczach. Oczywiście słowo “jeśli” jest tutaj kluczowe.
Większy zasięg i prędkość to większy problem dla obrony
Pocisk z napędem strumieniowym ma jedną szczególną zaletę – może długo utrzymywać wysoką prędkość w atmosferze. Dla obrony powietrznej oznacza to krótszy czas reakcji i trudniejszy proces przechwycenia. Nie wystarczy wykryć start. Trzeba jeszcze śledzić cel, przewidzieć jego zachowanie, dobrać efektor i zrobić to wszystko w krótkim oknie czasowym.
Tutaj wraca szerszy trend, który od lat widać w rozwoju broni naddźwiękowej i hipersonicznej. Przy indyjskim ET-LDHCM najwięcej emocji wzbudzała prędkość i zasięg, ale równie ważna była sama filozofia tego, że pocisk ma lecieć długo, szybko i tak, żeby obrona nie mogła traktować go jak klasycznego celu balistycznego. Przy japońskim ASM-3A podobny sens miało zwiększenie zasięgu i utrzymanie napędu rakietowo-strumieniowego, bo morska wojna coraz częściej sprowadza się do pytania, kto może uderzyć pierwszy z bezpieczniejszej odległości.
L3Harris nie pokazał jeszcze gotowego pocisku, więc nie ma sensu udawać, że właśnie poznaliśmy nową superbroń. Firma mówi o kolejnych testach naziemnych i przejściu w stronę demonstracji lotu taktycznego systemu rakietowego. Ten etap dopiero pokaże, czy deklaracje o osiągach przełożą się na realną i przede wszystkim powtarzalną pracę w powietrzu. W laboratorium i na stanowisku testowym można bardzo dużo udowodnić, ale broń zaczyna mówić pełnym głosem dopiero wtedy, kiedy mierzy się z integracją, temperaturą, wibracjami, sterowaniem, naprowadzaniem i ograniczeniami produkcji.
Źródła: L3Harris