La Russia ha sviluppato forze nucleari strategiche, la cui componente principale sono missili balistici intercontinentali di vario tipo utilizzati in complessi terrestri fissi o mobili, nonché sui sottomarini. Con una certa somiglianza a livello di idee e soluzioni di base, i prodotti di questa classe presentano differenze evidenti. In particolare, vengono utilizzati motori a razzo di vario tipo e classe, corrispondenti all'una o all'altra esigenza del cliente.
Dal punto di vista delle caratteristiche delle centrali elettriche, tutti gli ICBM obsoleti, rilevanti e promettenti possono essere suddivisi in due classi principali. Tali armi possono essere equipaggiate con motori a razzo a propellente liquido (LPRE) o motori a combustibile solido (motori a razzo a propellente solido). Entrambe le classi hanno i loro vantaggi, grazie ai quali trovano applicazione in vari progetti, e finora nessuna di esse è riuscita ad estromettere un "concorrente" dal proprio campo. La questione delle centrali elettriche è di grande interesse e merita una considerazione a parte.
Storia e teoria
È noto che i primi razzi, apparsi molti secoli fa, erano dotati di motori a propellente solido che utilizzavano il carburante più semplice. Tale centrale ha mantenuto la sua posizione fino al secolo scorso, quando sono stati creati i primi sistemi a combustibile liquido. In futuro, lo sviluppo delle due classi di motori procedette in parallelo, sebbene i motori a razzo liquido oi propellenti solidi di volta in volta si sostituissero a vicenda come leader del settore.
Lancio del razzo UR-100N UTTH con motore a liquido. Foto Rbase.new-factoria.ru
I primi missili a lungo raggio, il cui sviluppo ha portato alla nascita di complessi intercontinentali, erano dotati di motori liquidi. A metà del secolo scorso, furono i motori a razzo liquido a consentire di ottenere le caratteristiche desiderate utilizzando i materiali e le tecnologie disponibili. Successivamente, esperti dei principali paesi iniziarono a sviluppare nuovi tipi di propellenti balistici e propellenti misti, che portarono alla nascita di propellenti solidi adatti all'uso su missili balistici intercontinentali.
Ad oggi, sia i missili a propellente liquido che a propellente solido si sono diffusi nelle forze nucleari strategiche di diversi paesi. È curioso che gli ICBM russi siano dotati di centrali elettriche di entrambe le classi, mentre gli Stati Uniti hanno abbandonato i motori a propellente liquido a favore di quelli a combustibile solido diversi decenni fa. Nonostante questa differenza di approccio, entrambi i paesi sono riusciti a costruire gruppi missilistici dell'aspetto desiderato con le capacità richieste.
Nel campo dei missili intercontinentali, i motori a propellente liquido furono i primi. Tali prodotti hanno una serie di vantaggi. Il carburante liquido consente di ottenere un impulso specifico più elevato e il design del motore consente di modificare la spinta in modi relativamente semplici. La maggior parte del volume di un razzo con un motore a propellente liquido è occupato da serbatoi di carburante e ossidante, che in un certo modo riducono i requisiti per la resistenza dello scafo e ne semplificano la produzione.
Allo stesso tempo, i motori a razzo a propellente liquido e i missili che ne sono dotati non sono privi di inconvenienti. Innanzitutto, un tale motore si distingue per la massima complessità di produzione e funzionamento, che incide negativamente sul costo del prodotto. Gli ICBM dei primi modelli avevano uno svantaggio sotto forma di complessità della preparazione per il lancio. Il rifornimento di carburante e ossidante è stato effettuato immediatamente prima dell'inizio e inoltre, in alcuni casi, è stato associato ad alcuni rischi. Tutto ciò ha influito negativamente sulle qualità di combattimento del sistema missilistico.
Missili a propellente liquido R-36M in contenitori di trasporto e lancio. Foto Rbase.new-factoria.ru
Il motore a razzo a combustibile solido e il razzo costruito sulla sua base hanno aspetti positivi e vantaggi rispetto al sistema liquido. Il vantaggio principale è il minor costo di produzione e un design semplificato. Inoltre, i propellenti solidi non presentano rischi di perdite aggressive di carburante e, inoltre, si distinguono per la possibilità di uno stoccaggio più lungo. Durante la fase attiva di un volo ICBM, un motore a propellente solido fornisce una migliore dinamica di accelerazione, riducendo la probabilità di un'intercettazione di successo.
Un motore a propellente solido perde contro uno liquido nel suo impulso specifico. Poiché la combustione di una carica di combustibile solido è quasi incontrollabile, il controllo della spinta del motore, l'arresto o il riavvio richiedono mezzi tecnici speciali e complessi. Il corpo del razzo a propellente solido svolge le funzioni di una camera di combustione e quindi deve avere una resistenza adeguata, il che rende requisiti speciali per le unità utilizzate e influisce negativamente anche sulla complessità e sui costi di produzione.
Motore a razzo, motore a razzo a propellente solido e forze nucleari strategiche
Attualmente, le forze nucleari strategiche della Russia sono armate con una dozzina di missili balistici intercontinentali di diverse classi, progettati per risolvere missioni di combattimento urgenti. Le forze missilistiche strategiche (Strategic Missile Forces) gestiscono cinque tipi di missili e sono in attesa della comparsa di altri due nuovi complessi. Altrettanti sistemi missilistici sono utilizzati sui sottomarini navali, ma fondamentalmente non sono stati ancora sviluppati nuovi missili nell'interesse della componente navale della "triade nucleare".
Nonostante la sua notevole età, i missili UR-100N UTTH e R-36M / M2 rimangono ancora nelle truppe. Tali ICBM della classe pesante includono diversi stadi con i propri motori a propellente liquido. Con una grande massa (più di 100 tonnellate per l'UR-100N UTTKh e circa 200 tonnellate per l'R-36M / M2), due tipi di missili trasportano una significativa fornitura di carburante, che garantisce l'invio di una testata pesante a una gamma di almeno 10mila km.
Vista generale del razzo RS-28 "Sarmat". Disegno "Centro missilistico statale" / makeyev.ru
Dalla fine degli anni Cinquanta, nel nostro Paese, è stato studiato il problema dell'utilizzo di propellenti solidi su promettenti missili balistici intercontinentali. I primi veri risultati in questo campo furono ottenuti all'inizio degli anni settanta. Negli ultimi decenni, questa direzione ha ricevuto un nuovo impulso, grazie al quale è apparsa un'intera famiglia di missili a propellente solido, che rappresentano lo sviluppo coerente di idee e soluzioni generali basate sulle moderne tecnologie.
Attualmente, le forze missilistiche strategiche hanno i missili RT-2PM Topol, RT-2PM2 Topol-M e RS-24 Yars. Allo stesso tempo, tutti questi missili sono gestiti sia con mine che con lanciatori di terra mobili. I razzi di tre tipi, creati sulla base di idee generali, sono costruiti secondo uno schema a tre stadi e sono dotati di motori a propellente solido. Dopo aver soddisfatto le esigenze del cliente, gli autori dei progetti sono riusciti a ridurre al minimo le dimensioni e il peso dei missili finiti.
I missili dei complessi RT-2PM, RT-2PM2 e RS-24 hanno una lunghezza non superiore a 22,5-23 m con un diametro massimo inferiore a 2 m 1-1, 5 tonnellate I missili Topol sono dotati di una testata monopezzo, mentre la Yars, secondo dati noti, trasporta diverse testate separate. Il raggio di volo è di almeno 12 mila km.
È facile vedere che con le caratteristiche di volo di base al livello dei vecchi missili a propellente liquido, i Topoli e gli Yars a propellente solido si distinguono per le loro dimensioni più ridotte e il peso di lancio. Tuttavia, con tutto questo, trasportano un carico utile più piccolo.
Complesso mobile del suolo di Topol. Foto del Ministero della Difesa della Federazione Russa
In futuro, le forze missilistiche strategiche dovrebbero ricevere diversi nuovi sistemi missilistici. Pertanto, il progetto RS-26 Rubezh, che è stato creato come opzione per l'ulteriore sviluppo del sistema Yars, prevede nuovamente l'uso di uno schema multistadio con propellenti solidi in tutte le fasi. In precedenza c'erano informazioni secondo le quali il sistema "Rubezh" è destinato a sostituire i vecchi complessi "Topol" RT-2PM, che hanno influito sulle caratteristiche principali della sua architettura. In termini di caratteristiche tecniche principali, il "Rubezh" non dovrebbe differire in modo significativo dal "Topol", sebbene sia possibile utilizzare un carico utile diverso.
Un altro sviluppo promettente è l'ICBM pesante RS-28 Sarmat. Secondo i dati ufficiali, questo progetto prevede la creazione di un razzo a tre stadi con propellenti liquidi. È stato riferito che il missile Sarmat avrà una lunghezza di circa 30 metri con un peso di lancio di oltre 100 tonnellate e sarà in grado di trasportare testate speciali "tradizionali" o un nuovo tipo di sistema di attacco ipersonico. A causa dell'uso di motori a razzo a propellente liquido con caratteristiche sufficienti, si prevede di ottenere la massima autonomia di volo a livello di 15-16 mila km.
La Marina ha a sua disposizione diversi tipi di missili balistici intercontinentali con caratteristiche e capacità diverse. Il nucleo della componente navale delle forze nucleari strategiche sono attualmente i missili balistici dei sottomarini della famiglia R-29RM: R-29RM, R-29RMU1, R-29RMU2 "Sineva" e R-29RMU2.1 "Liner". Inoltre, il nuovissimo missile R-30 Bulava è entrato negli arsenali alcuni anni fa. Per quanto è noto, ora l'industria russa sta sviluppando diversi progetti per la modernizzazione dei missili per sottomarini, ma non si parla della creazione di complessi fondamentalmente nuovi.
Nel campo degli ICBM domestici per sottomarini, ci sono tendenze che ricordano lo sviluppo di complessi "terrestri". I vecchi prodotti R-29RM e tutte le opzioni per la loro modernizzazione hanno tre fasi e sono dotati di diversi motori a liquido. Con l'aiuto di una tale centrale elettrica, il missile R-29RM è in grado di fornire quattro o dieci testate di diversa potenza con un peso totale di 2, 8 tonnellate a una distanza di almeno 8300 km. Il progetto di modernizzazione per l'R- 29MR2 “Sineva” prevedeva l'utilizzo di nuovi sistemi di navigazione e controllo. A seconda del carico di combattimento disponibile, un razzo con una lunghezza di 14,8 me una massa di 40,3 tonnellate è in grado di volare a una distanza massima di 11,5 mila km.
Caricamento di un missile Topol-M in un lanciatore di silo. Foto del Ministero della Difesa della Federazione Russa
Il progetto più recente del missile sottomarino R-30 Bulava, al contrario, prevedeva l'uso di motori a propellente solido in tutte e tre le fasi. Tra le altre cose, ciò ha permesso di ridurre la lunghezza del razzo a 12,1 me ridurre il peso di lancio a 36,8 tonnellate Allo stesso tempo, il prodotto trasporta un carico di combattimento del peso di 1, 15 tonnellate e lo consegna a una gamma di fino a 8-9 mila km. Non molto tempo fa, è stato annunciato lo sviluppo di una nuova modifica della "Bulava", che differisce per dimensioni diverse e peso maggiore, grazie alla quale sarà possibile aumentare il carico di combattimento.
Tendenze di sviluppo
È noto che negli ultimi decenni il comando russo ha fatto affidamento sullo sviluppo di promettenti missili a propellente solido. Il risultato di ciò fu l'aspetto coerente dei complessi Topol e Topol-M, e poi Yars e Rubezh, i cui missili sono dotati di propellenti solidi. LRE, a sua volta, rimane solo su missili "terrestri" relativamente vecchi, la cui operazione sta già volgendo al termine.
Tuttavia, non è ancora previsto un completo abbandono degli ICBM a propellente liquido. In sostituzione dell'attuale UR-100N UTTKh e R-36M / M2, viene creato un nuovo prodotto RS-28 "Sarmat" con una centrale elettrica simile. Pertanto, i motori a propellente liquido nel prossimo futuro verranno utilizzati solo su missili di classe pesante, mentre altri complessi saranno dotati di sistemi a propellente solido.
La situazione con i missili balistici sottomarini sembra simile, ma presenta alcune differenze. In quest'area rimane anche un numero significativo di missili a propellente liquido, ma l'unico nuovo progetto prevede l'utilizzo di propellenti solidi. L'ulteriore sviluppo dell'evento può essere previsto esaminando i piani esistenti del dipartimento militare: il programma per lo sviluppo della flotta sottomarina indica chiaramente quali missili hanno un grande futuro e quali verranno dismessi nel tempo.
Lanciatore semovente RS-24 "Yars". Foto Vitalykuzmin.net
I vecchi missili R-29RM e le loro ultime modifiche sono destinati ai sottomarini nucleari dei progetti 667BDR e 667BDRM, mentre gli R-30 sono stati sviluppati per l'uso sugli ultimi vettori missilistici del Progetto 955. Le navi della famiglia 667 stanno gradualmente esaurendo le loro risorse e alla fine finiranno per essere dismesso a causa della completa obsolescenza morale e fisica. Insieme a loro, di conseguenza, la flotta dovrà abbandonare i missili della famiglia R-29RM, che rimarranno semplicemente senza vettori.
I primi incrociatori sottomarini missilistici del Progetto 955 "Borey" sono già stati accettati nella forza di combattimento della Marina e, inoltre, continua la costruzione di nuovi sottomarini. Ciò significa che nel prossimo futuro la flotta riceverà un raggruppamento significativo di vettori missilistici Bulava. Il servizio "Boreyev" continuerà per diversi decenni e quindi i missili R-30 rimarranno in servizio. È possibile creare nuove modifiche di tali armi, in grado di integrare e quindi sostituire gli ICBM della versione base. In un modo o nell'altro, i prodotti della famiglia R-30 finiranno per sostituire i vecchi missili R-29RM come base della componente navale delle forze nucleari strategiche.
Vantaggi e svantaggi
Diverse classi di motori a razzo utilizzati sui moderni missili strategici hanno i loro pro e contro di un tipo o dell'altro. I sistemi a combustibile liquido e solido si superano a vicenda in alcuni parametri, ma perdono in altri. Di conseguenza, clienti e progettisti devono scegliere il tipo di centrale elettrica in base alle proprie esigenze.
Un motore a propellente liquido convenzionale differisce dai motori a razzo a propellente solido per velocità di impulso specifiche più elevate e altri vantaggi, il che rende possibile aumentare il carico utile. Allo stesso tempo, la corrispondente fornitura di combustibile liquido e ossidante porta ad un aumento delle dimensioni e del peso del prodotto. Pertanto, un razzo a propellente liquido risulta essere la soluzione ottimale nel contesto dello spiegamento di un gran numero di lanciatori di silo. In pratica, ciò significa che attualmente una parte significativa dei silos di lancio è occupata dai missili R-36M / M2 e UR-100N UTTKh e in futuro saranno sostituiti dal promettente RS-28 "Sarmat".
I razzi del tipo Topol, Topol-M e Yars sono utilizzati sia con le installazioni minerarie che come parte di sistemi mobili al suolo. Quest'ultima possibilità è fornita, prima di tutto, dal basso peso di lancio dei missili. Un prodotto di peso non superiore a 50 tonnellate può essere posizionato su uno speciale telaio multiasse, cosa che non è possibile fare con missili a propellente liquido esistenti o ipotetici. Anche il nuovo complesso RS-26 "Rubezh", considerato un sostituto di "Topol", si basa su idee simili.
Missile sottomarino R-29RM. Disegno "Centro missilistico statale" / makeyev.ru
La caratteristica dei razzi con propellente solido sotto forma di riduzione delle dimensioni e del peso è importante anche nell'ambito degli armamenti navali. Un missile sottomarino dovrebbe essere il più piccolo possibile. Il rapporto tra le dimensioni e le caratteristiche di volo dei missili R-29RM e R-30 mostra esattamente come tali vantaggi possono essere utilizzati nella pratica. Quindi, a differenza dei loro predecessori, i nuovissimi sottomarini nucleari Project 955 non hanno bisogno di una grande sovrastruttura che copra la parte superiore dei lanciatori.
Tuttavia, la riduzione di peso e dimensioni ha un prezzo. I missili a propellente solido più leggeri differiscono dagli altri missili balistici intercontinentali domestici in un carico di combattimento inferiore. Inoltre, la specificità dei motori a razzo a propellente solido porta a una perfezione di peso inferiore rispetto ai razzi a propellente liquido. Tuttavia, con ogni probabilità, tali problemi vengono risolti creando unità di combattimento e sistemi di controllo più efficaci.
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Nonostante il lungo lavoro di ricerca e sviluppo, nonché molte polemiche, il confronto condizionato tra motori a propellente liquido e solido non si è ancora concluso con una vittoria incondizionata di uno dei "concorrenti". Al contrario, i militari e gli ingegneri russi sono giunti a una conclusione equilibrata. Motori di diverso tipo vengono utilizzati in quelle aree in cui possono mostrare i migliori risultati. Pertanto, i missili leggeri per complessi mobili terrestri e sottomarini ricevono propellenti solidi, mentre i missili pesanti con lancio di silo, sia ora che in futuro, dovrebbero essere dotati di propellenti liquidi.
Nella situazione attuale, tenendo conto delle opportunità e delle prospettive esistenti, un tale approccio sembra il più logico e di successo. In pratica, consente di ottenere i massimi risultati con una notevole riduzione dell'influenza dei fattori negativi. È del tutto possibile che tale ideologia persista in futuro, anche con l'uso di tecnologie promettenti. Ciò significa che in un futuro prossimo e lontano le forze nucleari strategiche russe saranno in grado di ricevere moderni missili balistici intercontinentali con le più alte caratteristiche possibili e qualità di combattimento che influiscono direttamente sull'efficacia della deterrenza e sulla sicurezza del Paese.
