Rússia ha desenvolupat forces nuclears estratègiques, el component principal de les quals són míssils balístics intercontinentals de diversos tipus utilitzats en complexos terrestres estacionaris o mòbils, així com en submarins. Amb una certa similitud a nivell d’idees i solucions bàsiques, els productes d’aquesta classe presenten diferències notables. En particular, s’utilitzen motors coets de diversos tipus i classes, que corresponen a les necessitats d’un o altre client.
Des del punt de vista de les característiques de les centrals elèctriques, tots els ICBM obsolets, rellevants i prometedors es poden dividir en dues classes principals. Aquestes armes es poden equipar amb motors de coet propulsor líquid (LPRE) o motors de combustible sòlid (motors coet propelent sòlid). Ambdues classes tenen els seus propis avantatges, gràcies a les quals troben aplicació en diversos projectes, i fins ara cap d’elles no ha estat capaç d’expulsar un "competidor" del seu camp. La qüestió de les centrals elèctriques és de gran interès i val la pena considerar-la per separat.
Història i teoria
Se sap que els primers coets, que van aparèixer fa molts segles, estaven equipats amb motors de combustible sòlid que utilitzaven el combustible més senzill. Aquesta central elèctrica va mantenir la seva posició fins al segle passat, quan es van crear els primers sistemes de combustible líquid. En el futur, el desenvolupament de les dues classes de motors va continuar en paral·lel, tot i que de tant en tant els motors coets líquids o els propelents sòlids es substituïen mútuament com a líders de la indústria.
Llançament del coet UR-100N UTTH amb motor líquid. Foto Rbase.new-factoria.ru
Els primers míssils de llarg abast, el desenvolupament dels quals va provocar l’aparició de complexos intercontinentals, estaven equipats amb motors líquids. A mitjans del segle passat, eren els motors coets líquids els que permetien obtenir les característiques desitjades mitjançant els materials i les tecnologies disponibles. Més tard, experts dels països líders van començar a desenvolupar nous graus de propel·lents balístics i propel·lents mixts, que van donar lloc a l’aparició de propel·lents sòlids adequats per al seu ús en ICBM.
Fins ara, tant els míssils de propulsió líquida com els de propulsió sòlida s’han generalitzat a les forces nuclears estratègiques de diferents països. És curiós que els ICBM russos estiguin equipats amb centrals elèctriques de les dues classes, mentre que els Estats Units van abandonar els motors de combustible líquid en favor dels de combustible sòlid fa diverses dècades. Tot i aquesta diferència d’aproximació, ambdós països van aconseguir construir grups de míssils de l’aspecte desitjat amb les capacitats requerides.
En el camp dels míssils intercontinentals, els motors de propulsió líquida van ser els primers. Aquests productes tenen una sèrie d’avantatges. El combustible líquid permet obtenir un impuls específic més elevat i el disseny del motor permet canviar l’empenta de maneres relativament senzilles. La major part del volum d’un coet amb motor de propel·lent líquid l’ocupen els tancs de combustible i d’oxidants, cosa que en certa manera redueix els requisits de resistència del casc i simplifica la seva producció.
Al mateix temps, els motors de coets de propulsió líquida i els míssils equipats amb ells no estan exempts d’inconvenients. En primer lloc, aquest motor es distingeix per la major complexitat de producció i operació, que afecta negativament el cost del producte. Els ICBM dels primers models tenien un inconvenient en la complexitat de la preparació per al llançament. El subministrament de combustible i l’oxidant es va dur a terme immediatament abans de l’inici i, a més, en alguns casos, es va associar amb alguns riscos. Tot això va afectar negativament les qualitats de combat del sistema de míssils.
Míssils de combustible líquid R-36M en contenidors de transport i llançament. Foto Rbase.new-factoria.ru
El motor coet de combustible sòlid i el coet construït sobre la seva base tenen aspectes i avantatges positius sobre el sistema líquid. El principal avantatge és el menor cost de producció i un disseny simplificat. A més, els propelents sòlids no presenten riscos de fuites agressives de combustible i, a més, es distingeixen per la possibilitat d’un emmagatzematge més llarg. Durant la fase activa d'un vol ICBM, un motor de propelent sòlid proporciona una millor dinàmica d'acceleració, reduint la probabilitat d'una intercepció reeixida.
Un motor de combustible sòlid perd per un de líquid en el seu impuls específic. Atès que la combustió d’una càrrega de combustible sòlid és gairebé incontrolable, el control de l’empenta, l’aturada o el reinici del motor requereixen mitjans tècnics especials que són complexos. El cos del coet de combustible sòlid compleix les funcions d’una cambra de combustió i, per tant, ha de tenir una resistència adequada, cosa que fa requisits especials per a les unitats utilitzades i també afecta negativament la complexitat i el cost de producció.
Motor coet, motor coet propelent sòlid i forces nuclears estratègiques
Actualment, les forces nuclears estratègiques de Rússia estan armades amb una dotzena d’ICBM de diferents classes, dissenyades per resoldre missions de combat urgents. Les Forces Míssils Estratègiques (Forces Míssils Estratègiques) operen cinc tipus de míssils i esperen l’aparició de dos nous complexos més. El mateix nombre de sistemes de míssils s’utilitzen en submarins navals, però fonamentalment encara no s’han desenvolupat míssils nous en interès del component naval de la "tríada nuclear".
Tot i la seva considerable edat, els míssils UR-100N UTTH i R-36M / M2 encara romanen a les tropes. Aquests ICBM de la classe pesada inclouen diverses etapes amb els seus propis motors de combustible líquid. Amb una gran massa (més de 100 tones per a l’UR-100N UTTKh i unes 200 tones per al R-36M / M2), dos tipus de míssils porten un subministrament important de combustible, cosa que garanteix l’enviament d’un ogiva pesat a una gamma de almenys 10 mil km.
Vista general del coet RS-28 "Sarmat". Dibuix "State Missile Center" / makeyev.ru
Des de finals dels anys cinquanta, al nostre país, s’ha estudiat el problema de l’ús de propelents sòlids en ICBM prometedors. Els primers resultats reals en aquesta àrea es van obtenir a principis dels anys setanta. En les darreres dècades, aquesta direcció ha rebut un nou impuls, gràcies al qual ha aparegut tota una família de míssils de propulsió sòlida, que representen el desenvolupament constant d’idees i solucions generals basades en tecnologies modernes.
Actualment, les Forces Míssils Estratègiques tenen els míssils RT-2PM Topol, RT-2PM2 Topol-M i RS-24 Yars. Al mateix temps, tots aquests míssils s’utilitzen amb llançadors terrestres mins i mòbils. Els coets de tres tipus, creats sobre la base d’idees generals, es construeixen segons un esquema de tres etapes i estan equipats amb motors de propulsió sòlida. Un cop complerts els requisits del client, els autors dels projectes van aconseguir minimitzar les dimensions i el pes dels míssils acabats.
Els míssils dels complexos RT-2PM, RT-2PM2 i RS-24 tenen una longitud no superior a 22,5-23 m amb un diàmetre màxim de menys de 2 m. 1-1, 5 tones. Els míssils Topol estan equipats amb una ogiva d'una sola peça, mentre que els Yars, segons dades conegudes, porten diversos ogivetes separats. El rang de vol és com a mínim de 12 mil km.
És fàcil veure que, amb les característiques bàsiques de vol a nivell dels míssils de propel·lent líquid més antics, els propulsors sòlids Topoli i Yars es distingeixen per les seves dimensions més reduïdes i el seu pes de llançament. No obstant això, amb tot això, tenen una càrrega útil menor.
Complex de sòls mòbils Topol. Foto del Ministeri de Defensa de la Federació Russa
En el futur, les Forces Míssils Estratègiques haurien de rebre diversos sistemes de míssils nous. Així, el projecte RS-26 Rubezh, que es va crear com a opció per al desenvolupament posterior del sistema Yars, preveu novament l’ús d’un esquema de diverses etapes amb propelents sòlids en totes les etapes. Abans hi havia informació segons la qual el sistema "Rubezh" està destinat a substituir els envellits complexos "Topol" RT-2PM, que afectaven les característiques principals de la seva arquitectura. Pel que fa a les seves principals característiques tècniques, el "Rubezh" no hauria de diferir significativament del "Topol", tot i que és possible utilitzar una càrrega útil diferent.
Un altre desenvolupament prometedor és el RS-28 Sarmat ICBM pesat. Segons dades oficials, aquest projecte preveu la creació d’un coet de tres etapes amb propelents líquids. Es va informar que el míssil Sarmat tindrà una longitud d'uns 30 metres amb un pes de llançament superior a les 100 tones, i podrà transportar ogives especials "tradicionals" o un nou tipus de sistema d'atac hipersònic. A causa de l’ús de motors coets de combustible líquid amb característiques suficients, s’espera obtenir el rang màxim de vol al nivell de 15-16 mil km.
La Marina té a la seva disposició diversos tipus d’ICBM amb característiques i capacitats diferents. Actualment, el nucli del component naval de les forces nuclears estratègiques són els míssils balístics de submarins de la família R-29RM: els R-29RM, R-29RMU1, R-29RMU2 "Sineva" i R-29RMU2.1 "Liner". A més, el nou míssil R-30 Bulava va entrar als arsenals fa uns anys. Pel que se sap, ara la indústria russa està desenvolupant diversos projectes per a la modernització de míssils per a submarins, però no es parla de la creació de complexos fonamentalment nous.
En el camp dels ICBM nacionals per a submarins, hi ha tendències que recorden el desenvolupament de complexos "terrestres". Els productes R-29RM més antics i totes les opcions per a la seva modernització tenen tres etapes i estan equipats amb diversos motors líquids. Amb l’ajut d’aquesta central elèctrica, el míssil R-29RM és capaç de subministrar quatre o deu ogives de diferent potència amb un pes total de 2, 8 tones a un abast d’almenys 8300 km. El projecte de modernització del R- 29MR2 "Sineva" proporcionat per a l'ús de nous sistemes de navegació i control. Depenent de la càrrega de combat disponible, un coet amb una longitud de 14,8 mi una massa de 40,3 tones és capaç de volar a un abast de fins a 11,5 mil km.
Carregant un míssil Topol-M en un llançador de sitges. Foto del Ministeri de Defensa de la Federació Russa
Al contrari, el nou projecte del míssil submarí R-30 Bulava preveia l’ús de motors de combustible sòlid en les tres etapes. Entre altres coses, això va permetre reduir la longitud del coet a 12,1 mi reduir el pes del llançament a 36,8 tones. fins a 8-9 mil km. No fa molt de temps, es va anunciar el desenvolupament d'una nova modificació del "Bulava", que es diferenciaria per les seves dimensions i per augmentar el pes, a causa de la qual cosa serà possible augmentar la càrrega de combat.
Tendències de desenvolupament
És ben sabut que en les darreres dècades el comandament rus s’ha basat en el desenvolupament de prometedors míssils de combustible sòlid. El resultat d'això va ser l'aparició constant dels complexos Topol i Topol-M, i després Yars i Rubezh, els míssils dels quals estan equipats amb propelents sòlids. Els LRE, al seu torn, només romanen en míssils "terrestres" relativament antics, l'operació dels quals ja està acabant.
Tot i això, encara no està previst un abandonament complet dels ICBM de combustible líquid. Com a substitució de les existents UR-100N UTTKh i R-36M / M2, s'està creant un nou producte RS-28 "Sarmat" amb una central elèctrica similar. Per tant, els motors de propulsió líquida en un futur previsible només s’utilitzaran en míssils de classe pesada, mentre que altres complexos estaran equipats amb sistemes de propulsió sòlida.
La situació dels míssils balístics submarins és similar, però presenta algunes diferències. També hi ha un nombre important de míssils de propel·lent líquid en aquesta zona, però l'únic projecte nou consisteix en l'ús de propelents sòlids. El desenvolupament posterior de l'esdeveniment es pot predir examinant els plans existents del departament militar: el programa per al desenvolupament de la flota submarina indica clarament quins míssils tenen un gran futur i quins seran desactivats amb el pas del temps.
Llançador autopropulsat RS-24 "Yars". Foto Vitalykuzmin.net
Els míssils R-29RM més antics i les seves darreres modificacions estan destinats als submarins nuclears dels projectes 667BDR i 667BDRM, mentre que els R-30 es van desenvolupar per utilitzar-los en els darrers porta-míssils del Projecte 955. Els vaixells de la família 667 esgoten els seus recursos gradualment i acabaran acabant ser donat de baixa a causa de la completa obsolescència física i moral. Juntament amb ells, en conseqüència, la flota haurà d'abandonar els míssils de la família R-29RM, que simplement quedaran sense transportistes.
Els primers creuers submarins de míssils del Projecte 955 "Borey" ja han estat acceptats a la força de combat de la Marina i, a més, continua la construcció de nous submarins. Això significa que en un futur previsible la flota rebrà una agrupació significativa de transportistes de míssils Bulava. El servei "Boreyev" continuarà durant diverses dècades i, per tant, els míssils R-30 romandran en servei. És possible crear noves modificacions d’aquestes armes, capaces de complementar i substituir els ICBM de la versió bàsica. D’una manera o altra, els productes de la família R-30 acabaran substituint els envellits míssils R-29RM com a base del component naval de les forces nuclears estratègiques.
Avantatges i inconvenients
Les diferents classes de motors de coets que s’utilitzen en míssils estratègics moderns tenen els seus propis avantatges i desavantatges d’un o altre tipus. Els sistemes de combustible sòlid i líquid se superen mútuament en alguns paràmetres, però perden en altres. Com a resultat, els clients i els dissenyadors han de triar el tipus de central elèctrica d’acord amb els seus requisits.
Un motor convencional de combustible líquid es diferencia dels motors coet de combustible sòlid per taxes d’impuls específiques més elevades i altres avantatges, cosa que permet augmentar la càrrega útil. Al mateix temps, el subministrament corresponent de combustible líquid i oxidant condueix a un augment de les dimensions i el pes del producte. Per tant, un coet de combustible líquid resulta ser la solució òptima en el context del desplegament d’un gran nombre de llançadors de sitges. A la pràctica, això significa que actualment una part important de les sitges de llançament està ocupada pels míssils R-36M / M2 i UR-100N UTTKh, i en el futur seran substituïts pel prometedor RS-28 "Sarmat".
Els coets dels tipus Topol, Topol-M i Yars s’utilitzen tant amb instal·lacions de mines com com a part de sistemes de sòl mòbils. Aquesta última possibilitat ve proporcionada, en primer lloc, pel baix pes de llançament dels míssils. Es pot col·locar un producte que no superi les 50 tones en un xassís especial de múltiples eixos, cosa que no es pot fer amb míssils propel·lents líquids existents o hipotètics. El nou complex "Rubezh" RS-26, considerat com un substitut de "Topol", també es basa en idees similars.
Míssil submarí R-29RM. Dibuix "State Missile Center" / makeyev.ru
El tret característic dels coets amb propelents sòlids en forma de reducció de mida i pes també importa en el context dels armaments navals. Un míssil submarí hauria de ser el més petit possible. La proporció de dimensions i característiques de vol dels míssils R-29RM i R-30 mostra exactament com es poden utilitzar aquests avantatges a la pràctica. Així, a diferència dels seus predecessors, els nous submarins nuclears del Projecte 955 no necessiten una gran superestructura que cobreixi la part superior dels llançadors.
No obstant això, la reducció de pes i dimensions té un preu. Els míssils de combustible sòlid més lleugers difereixen d'altres ICBM nacionals en una càrrega de combat menor. A més, l’especificitat dels motors de coets propulsors sòlids condueix a una perfecció de pes inferior en comparació amb els coets propulsors líquids. No obstant això, amb tota probabilitat, aquests problemes s'estan resolent creant unitats de combat i sistemes de control més eficaços.
***
Malgrat la dilatada investigació i desenvolupament, a més de molta controvèrsia, la confrontació condicional entre motors propulsors líquids i sòlids encara no ha acabat amb la victòria incondicional d’un dels “competidors”. Per contra, els militars i els enginyers russos van arribar a una conclusió equilibrada. Els motors de diferents tipus s’utilitzen en aquelles zones on poden obtenir els millors resultats. Així, els míssils lleugers per a complexos mòbils terrestres i submarins reben propelents sòlids, mentre que els míssils pesats amb llançament de sitges, tant ara com en el futur, haurien d’estar equipats amb propel·lents líquids.
En la situació actual, tenint en compte les oportunitats i perspectives existents, aquest enfocament sembla el més lògic i reeixit. A la pràctica, permet obtenir els màxims resultats amb una reducció notable de la influència de factors negatius. És molt possible que aquesta ideologia persisteixi en el futur, fins i tot amb l’ús de tecnologies prometedores. Això significa que en un futur proper i llunyà, les forces nuclears estratègiques russes podran rebre míssils balístics intercontinentals moderns amb les més altes característiques possibles i qualitats de combat que afectin directament l’eficàcia de la dissuasió i la seguretat del país.
