Mají opravdu Rusové hypersonický bojový modul Avangard?

Bojový objekt Avangard při vstupu do atmosféry. / Mil.ru 

Cílem dnešního článku je načrtnout problematiku velmi rychlého pohybu tělesa v atmosféře a porovnat tyto údaje s prezentací ruských hypersonických zbraní, zejména s bojovým objektem Avangard. 

Dne 1. března 2018 prezident Putin představil zástupcům ruského parlamentu a občanům skupinu zbraňových systémů, jež má Rusku zaručit udržení parity ve vztahu k jaderným silám Spojených států.

 

 

Prozatím nejvíce publikovanými systémy jsou hypersonické zbraně – raketa vzduch-země Kinžal, projekt atmosferického návratového objektu Avangard a s ním související vývoj těžké mezikontinentální balistické rakety (ICBM) RS-28 Sarmat, někdy nazývané jako „Satan 2”.

 

V čem má spočívat vyjímečnost těchto zbraňových systémů, překonávající údajně všechny současné prostředky protiraketové obrany? Putin ve své prezentaci uvedl: „Je to úžasná podívaná sledovat zářící objekty na obloze pohybující se v bublině hypersonickou rychlostí.”

 

V případě bojového objektu Avangard je cílem mimo jiné zploštit dráhu letu bojové hlavice (po oddělení od nosného stupně rakety), což ztíží odhalení objektu radiolokátorem nepřítele a pomocí (dále rozepsaných) unikátních fyzikálních jevů ztíží nebo dokonce znemožní navádění interceptorů pomocí radiolokátorů nebo elektrooptických senzorů.  

 

Fyzikální podstatou pro výše uvedené zbraňové systémy je využití unikátního fyzikálního jevu, jak naznačil ve své výše uvedené citaci Putin, při pohybu tělesa v zemské atmosféře, v daném případě v mezivrstvě atmosféry 50 až 100 km nad zemským povrchem. Tento jev nastane při zpomalení letícího tělesa (počáteční rychlost raket vstupující do atmosféry je až Mach 28) vlivem odporu atmosféry.
 

V této mezivrstvě dochází ke shoření všech objektů, jež nekontrolovatelně vlivem gravitace vstoupí do atmosféry. Ostatně díky tomu je Země ušetřena nálety meteoritů.
 

Řešení problematiky pohybu v této oblasti vrstev atmosféry bylo součástí rozsáhlých vědeckých výzkumů jak ruské, tak americké kosmonautiky od 50. let. Výzkum řešil způsob brzdění, materiály a tvary návratových modulů kosmonautů.

 

Vizualizace bojového působení objektu Avangard.

 

V roce 1958 byl veřejně publikován objev řešící poruchy tekutiny při pohybu velmi rychlého tělesa. Při velmi rychlém pohybu se vytváří mezera mezi čelem tělesa a tekutinou. Stejným způsobem se chová i vzduch. Na tomto principu bylo ukázáno, že čím větší odpor těleso pohybem vytváří, tím menší je pak jeho tepelné zatížení. Velikost odporu je tedy dána tvarem čela a rychlostí objektu.   
 

Čím tupější je tvar, tak vzduch působí jako vzduchový polštář a vytváří rázovou vlnu, která vstřebává tepelnou energii. Tato je odvedena mimo povrch tělesa a poté se rozptýlí do atmosféry.

 

Balistické hlavice však nevyžadují toto zpomalení. U raket s dostřelem cca do 2000 km byl problém řešen keramickým stíněním hlavic, u prvních ICBM s doletem až 12 000 km (tedy s větší vstupní rychlostí do atmosféry) toto již bylo řešeno tupým tvarem přední části rakety s tepelnou ochranou.

 

Při dosažení určité teploty rázové vlny nastává jev, kdy je vzduch ionizován a chemicky se rozkládá. K dosažení ionizace a chemického rozkladu je tedy potřeba určitého čelního tvaru pohybujícího se tělesa, dále dosažení potřebné rychlosti v určitém rozpětí hustoty zemské atmosféry, ale i tvaru trajektorie vstupu do dané vrstvy.

 

Doprovodným jevem k ionizaci, je pak tepelné radiační záření. Jak si uvedeme dále, vytvoření co největšího ionizovaného oblaku vzduchu je pro hypersonické zbraně žádanou schopností.

 

Americké návratové těleso Mk.6 s tupým tvarem špičky z ICBM Titan-2 / Public Domain
 

Každý si vybaví, že při návratu modulu kosmické lodi na zem je po určitou dobu přerušeno radiové spojení s posádkou. To je přesně ten požadovaný prostor v mezivrstvě, v kterém se mají pohybovat hlavice (bojové objekty). Rozpětí tohoto prostoru není pevně dáno, existuje spousta matematických modelů pro různé typy vzduchu, postup řešení je dán systémem výpočet-ověření.
 

Současná protiraketová obrana je postavena na tzv. interceptorech nebo raketách se střepinovým účinkem hlavic. V obou případech je použit radiolokační systém navedení, u interceptoru v konečné fázi i infračervené koncové navedení. Bojový objekt v určité fázi letu bude ale tvořit stopu ionizovaného vzduchu, včetně tepelné. Při horizontálním pohybu objektu, jako v případě objektu Avangard, tato stopa může mít délku i několik set metrů. Bodové zasažení interceptorem se pak jeví jako vysoce nepravděpodobné jednoduše proto, že radilokátory a elektrooptické senzory nebudou schopné objekt v oblaku ionizovaného vzduchu přesně zaměřit.  

 

Protiraketovou obranu je pak nutné řešit mimo prostor, v kterém lze ionizaci vzduchu vytvářet.

 

Různé tvary velmi rychlých návratových objektů a jejich vliv na proudění tekutiny, resp. vzduchu. / Public Domain

 

Technické řešení bojového objektu Avangard se musí vypořádat zejména s následujícími požadavky:

 - Před dosažením výšky zhruba 100 km nad zemským povrchem stabilizovat požadovanou trajektorii letu, případně provést její korekci. Potřebuji-li dosáhnout rychlosti 6-10 M v mezivrstvě atmosféry, pak i úpravu rychlosti letu;

 - V mezivrstvě atmosféry je třeba počítat s vysokým rozptylem hustoty, na každých 5 km klesá hustota zhruba na polovinu;

 - Bude třeba se vyrovnat s vysokým ohřevem, až erozí části konstrukce;

 - Z hlediska stability letu je třeba řešit rychlou změnu těžiště objektu (úbytek pohonných hmot);

 - Výše uvedené, mimo jiné, má tedy zásadní vliv na prudké aerodynamické změny pro namáhání řídících prvků letu (odklápěcí plochy, apod.);

 - Je otázkou, v které fázi letu je zažehnut letový motor objektu, jaký má typ pohonné hmoty, u varianty s tuhou pohonnou hmotou nejde provádět regulace tahu motoru

 - Systém navádění při letu objektu s rázovou vlnou může být pouze inerciální (signál skrze rázovou vlnu neprojde), na konečné fázi letu je třeba provést korekci parametrů trajektorie;

 - Potřebuje-li objekt manévrovat, pak musí být použit systém kormidel toku plynů motoru

 - V hustých vrstvách atmosféry pak musí rychlost poklesnout na Mach 2-3, jinak se objekt rozpadne;

 - Čelo objektu lze „upravit" ve tvar tzv. scramjet (ostré hrany), pak je ale opět problém s dosažením rázové vlny v mezivrstvě;
 

Mimo jiné se výzkum pro pohyb objektů v mezivrstvě zaměřil i na to, jak obejít Smlouvu o zákazu rozmístění jaderných zbraní v kosmu z roku 1967. Již od 60. let se zkoumala možnost provedení částečného orbitálního úderu, neboli dosažení suborbitálního kosmického letu, kde výška je ohraničena do 100 km od zemského povrchu.

 

V současnosti představovaný bojový objekt Avangard, je vyústěním projektů vývoje a hledání konstrukčních řešení bojových modulů, jako byl Ju-71, 15F178 a 4202. V otevřených zdrojích lze nalézt spoustu údajů, je však otázkou, které z nich jsou věrohodné. Například v říjnu 2016 bylo publikováno, že objekt 4202 byl úspěšně otestován na ICBM UR-100N a dosáhl rychlosti letu Mach 6.

 

Prozatím nejčerstvější údaj o modulu Avangard je z 20. 3. 2018, kdy ruská tisková agentura TASS informovala, že první nasazení bude na Ukrajině vyrobených střelách ICBM UR-100N UTTX (SS-19 mod.3 Stiletto v kódou NATO) a to již v průběhu několika let. Ve výzbroji ruské armády se v současnosti nachází 30 ks ukrajinských střel dodaných začátkem roku 2000, u kterých je možnost prodloužit jejich životnost až do roku 2030. Později mají být objekty Avangard umístěny na ICBM Sarmat.

 

Objekt 4202- 15JU71 předpokládaný tvar a ústrojí. / Public Domain

  

Z technických dat této rakety pak můžeme odvodit tyto parametry pro „Avangard”:

 - Hmotnost hlavice rakety nepřevýší 4350 kg, obsahuje jeden řízený bojový objekt „UBB" (jiné otevřené zdroje uvádí 3 ks bojových objektů v hlavici);

 - Bojový objekt je pak uložen v hlavici, jejíž délka je do 3 m (údaj je asi podhodnocen);

 - Dle TASS mocnost bojového objektu je „více než 2 Mt".
 

Dále agentura TASS uvedla, že dle velitele Ruských vojsk strategického určení Sergeje Karakajeva, byly zkoušky „Avangardu” úspěšně ukončeny.

„Avangard je komplex strategického určení, který se skládá z balistické rakety R-100N UR-100N UTTX a hypersonického okřídleného bojového bloku [dle veřejných zdrojů zkoušky probíhaly od 2004 – pozn. red.]. Bojový blok je schopen letu v hustých vrstvách atmosféry hypersonickou rychlostí s manévrem jak v kursu, tak výšce a se schopností překonat jakoukoli protiraketovou obranu,” stojí v tiskové zprávě TASS s tím, že celý komplex má být zaveden do výzbroje v roce 2019.

 

V tuto chvíli tedy můžeme předpokládat, že podle vyjádření velitele Ruských strategických sil Karakajeva, Rusové pravděpodobně disponují a úspěšně ukončili testy řízeného bojového objektu.

 

V otevřených zdrojích lze nalézt spoustu schematických vyobrazení tvaru a konstrukčního uspořádání obejktu Avangard (resp. objektu 4202), včetně odkazů na jeho jediný, veřejností údajně pozorovaný a zachycený let 25. října 2016 v oblasti Kura na Kamčatce, provázený ionizovaným efektem. 

 

Autor: Karel Cimala prošel studiem „raketová technika a pozemní příslušenství“ a pak studiem „logistiky“, dříve  „materiálně technickým zabezpečením vševojskové armády“. Z aktivní vojenské službu pan Cimala odešel v roce 1990 jako hlavní inženýr raketové brigády v Rokycanech.   

 

Zdroje: Wiki, Wiki, TASS, TASS

Nahlásit chybu v článku

Doporučte článek svým přátelům na sociálních sítích

Související články

Ruská hypersonická střela vzduch-země Kinžal

Ruský prezident Vladimír Putin 1. března v tradičním každoročním projevu ke svému národu mimo jiné představil projekty nejnovějších ruských zbraňových systémů. V představené směsi sci-fi a více ...

Bez Ukrajiny Rusko svět jadernou válkou nevystraší

Rusko prodlouží životnost mezikontinentálním balistickým střelám (ICBM) R-36M2 „Voevoda“. Rakety Voevoda přitom měly nahradit nové RS-28 Sarmat. Podle Michaila Žirochova, ukrajinského autora ...

Války budoucnosti podle Valerije Gerasimova

Náčelník generálního štábu ruských ozbrojených sil generál Valerij Gerasimov přednesl 24. března úvodní projev k zahájení „vojensko-operační konference“ na Vojenské akademii generálního štábu. Během ...

Ruské střely 40N6 s doletem 400 km pro systémy S-400

Podle deníku Izvestija ruská armáda letos získá nové střely země-vzduch 40N6 s doletem 400 km. Informace o brzkém vstupu 40N6 do výzbroje se však v ruských médiích objevují pravidelně od roku 2012.

Přidávat diskuzní příspěvky a hlasovat pro článek mohou jen registrovaní. Prosím zaregistrujte se nebo se přihlašte!

Komentáře

Stránka 1 z 3
  • strikehawk
    21:05 11.04.2018

    Dzin
    Možné je všechno samozřejmě protože se pohybujeme v rovině spekulaci zrovna v tomto případě si ale myslím pravý opak. Putin totiž neměl a nemá důvod si v tomto případě vymyslet a výsledek voleb to dokázal
    Já vím, pro spoustu lidi zpracovaných propagandou je Putin sedmilhar, nedůvěryhodná kreatura, diktátor atd ale objektivně vzato patri mezi politiky mezi ty pravdomluvnejsi a lze jenom když musí (Krym a zeleni muzicci například)
    V tomto případě nemusel a jsou i další nepřímé indicie ze Rusové mají technologii hypersonickych zbraní zvládnutou do operační nasaditelnosti viz třeba upgrade BrahMos na hypersonicke rychlosti.......a to je BrahMos primárně exportní produkt

  • Dzin
    07:12 10.04.2018

    Ještě jen doplním ohledně Avangardu, osobně si myslím, že to byla jen předvolební propaganda a reálně jako nasaditelný zbrojní systém tuto zbraň nemají a ještě dlouho mít nebudou. Celý projekt bude nejspíše stále ve fázi testů a ikdyby bylo něco zavedeno do výzbroje v roce 2019 zůstane otázkou, co přesně to bude.

    Celkově si tedy myslím, že Putin potřeboval před volbami nějakou "hitparádu" a tohle bylo její součástí.

  • Dzin
    02:19 08.04.2018

    strikehawk

    Pokud "neexistuje autorita která by byla schopna na základě kusych informaci posoudit zda se jedna o bluf nebo jde o reálný základ" tedy provést analýzu a vyhodnocení, znamená to, že by se měl napsat pouze článek o problematice vysokorychlostních střel. Či-li to potom jen potvrzuje mojí výhradu k osnově článku.

  • kosa2668
    04:19 07.04.2018

    podla mna super clanok a dobry uvod do problematiky hypersonickych rychlosti

  • strikehawk
    22:58 06.04.2018

    Dzin

    Promiň ale tvoje požadavky na autora článku jsou nereálné a naivní:

    1) autor predestrel teoretické základy problematiky letu vysokorychlostních těles. Díky za to. K objektivnímu posouzení ruského modulu Avantgard proste není dostatek dostupných informaci. Vývoj je tajný, přesne parametry utajovany , veřejné zdroje neposkytují žádné relevantní informace a zpravodajské nejsou dostupné širšímu okruhu ani mezi odbornou veřejnosti. Doufám ze nečekas, i když vzhledem k tvému komentáři bych se tomu ani nedivil, ze se redakci přihlásí hlavní inženýr projektu Avangard a dopodrobna ti vysvětli technologicky průlom kterého dosáhli po mnoha letech zkoušek a vývoje

    2) pohybujeme se na samé špici vědeckotechnického pokroku v danne oblasti. Pouze 3 státy ( slovy tři) provadeji vyzkum a vývoj v takto pokročilé fázi

    3) výzkum v této nebo podobne oblasti se Nikdy v ČR neprováděl proto neexistuje autorita která by byla schopna na základě kusych informaci posoudit zda se jedna o bluf nebo jde o reálný základ a prakticky nasaditelnou útočnou zbraň. Z USA je ticho což muže mít spoustu důvodu ale žádné kategoricke zpochybnění proklamovanych schopnosti nenastalo

  • Starlight
    23:59 05.04.2018

    @mudry.udrzbar „Naviac sme stale nevideli ucinny test komplexu alebo jeho casti (napr.SM-3 alebo SM-6) a proti skutocnej balistickej, ked to Americania uspesne otestuju proti Minutemanovi, Tridentu alebo aspon nejakym balistickym raketam stredneho dosahu, tak uverim ze to funguje, dovtedy ma skusky kde cielom byva raketa vzduch-vzduch asi nepresvedcia.“

    To nebylo moc moudré :-), protože teď už bys skoro jeden rok měl věřit: https://www.youtube.com/watch?v=bAjUM_hf8DE.

    Mimochodem hlavní zbraní proti určitým typům ICBM není systém AEGIS BMD s SM-3 (a SM-6), ale úplně jiný systém, který je na tom videu. Pokud si dáš tu práci, tak zjistíš, proti jakým ICBM je americký vrstvený systém obrany proti balistickým střelám navržen. A také proč jsou radary a odpalovací základny umístěny tam, kde jsou a proč to hlavně nemá vůbec nic společného s Ruskými ICBM a SLBM.

    S Ruskem má společného úplně jiný budovaný americký systém, kterému se už pár desetiletí říká MAD – bude ho tvořit 400+ nových ICBM, 240+ nových SLBM i s novými SSBN, a 60+ nových strategických neviditelných bombardérů s novými neviditelnými jadernými střelami s plochou dráhou letu a k tomu několik set nových nestrategických jaderných námořních střel s plochou dráhou letu, které budou odpalovány z cca 100+ různých plavidel a k tomu ještě několik set naváděných jaderných pum, které bude nosit více jedna tisícovka viditelných i neviditelných stíhacích bombardérů. Ostatně byl tu o tom pěkný článek http://www.armadninoviny.cz/americke-jaderne-strategie.html

  • Dzin
    20:08 05.04.2018

    Jan Grohmann
    To je mi jasné, ale na to jsem nenarážel. Nehodnotil jsme co Rusko má nebo nemá, ale samotný článek. Pokusím se to trochu více strukturovat.

    Autor článku si v úvodu klade dvě otázky, na které by měl odpovědět. Ty jsou

    - načrtnout problematiku velmi rychlého pohybu tělesa v atmosféře

    - porovnat tyto údaje s prezentací ruských hypersonických zbraní, zejména s bojovým objektem Avangard

    První téma je v článku rozebráno velmi kvalitně. Je zde jak úvod do problematiky, tak i na jejím základě výpis toho, čeho je nutno při realizaci dosáhnout. K této části není cokoliv vytknout. Problém nastává v návazné části, která by měla z této první vycházet a to ono zhodnocení.

    Jenže právě druhá část prakticky chybí. Je zde sice uvedeno pár údajú o tom, co se v Rusko dělalo, ale nějaké zhodnocení jejich schopností vyřešit problémy nastíněné v první části se zde nevyskytuje. Uvádí se zde třeba na základě hypotetického nosiče rozměry hypersonického tělesa, ale k tomu třeba chybí, zda je to pro samotnou realizaci dostačující.

    Autor tak prakticky pouze popsal problematiku, ale naprosto rezignoval na vyjádření nějakých závěrů ve vztahu k druhé části jím předloženého tématu, který by měl článek řešit. Toto zde supluje citace ruského velitele a z něho se vyvozuje nějaký předpoklad, ale to bez jakékoliv naváznosti na první část popisující celou problematiku.

    Nechci vás nějak poučovata a snad to ode mě nebude příliš troufalé, když napíši, že si myslím, že zde měla zasáhnout redakce a autora na tento nedostatek upozornit. Buď aby doplnil rozbor tedy onu druhou část a nebo ji zcela vypustil a jen se zaměřil na popis problematiky hypersonických těles. Protože název článku evokuje něco, co reálně v něm samém nenajdeme.

    Doufám, že moji kritiku nebudete brát jako útok na redakci či web, protože armádní noviny čtu pravidelně a rád, ale právě z důvodu, že se zde obvykle nachází velmi kvalitní tvorba od erudovaných autorů jsem cítil povinost na tento dle mého nedostatek upozornit. Jedná se samozřejmě jen o můj názor, pokud si redakce AN myslí, že se pletu, jako bych nic nenapsal.

  • Tesil
    19:56 05.04.2018

    Pokud někdo rozesral Rusko byl to Jelcin s lahví vodky v ruce a MMF za zády.

  • Jirosi
    19:38 05.04.2018

    danny: "Jinak to, že bude vždy snazší a levnější vyrobit objekt rychlejší, než obranné prostředky schopné jej zastavit, určitě nerozporuji."

    A k čemu ten rychlejší obraný prostředek bude? Ta raketa, kluzák, střela letí k vám. Takže vy ji nepotřebujete dohnat. Vy jen potřebujete být na správném místě, ve správný čas. Tedy mít kvalitní senzory včasné výstrahy, dobře rozmístěné baterie raket, a velice důmyslný vzorce pro výpočet dráhy tělesa. Ale čím rychlejší těleso, tím jistější dráha.

    Popravdě ono zase tolik těch tras kudy by mohli ty ICBM letět z Ruska do USA, případně obráceně není. A když na vás letí 500x ICBM, tak vám nic nebrání bránit se pomocí Atomu. Jediný skutečný problém jsou ponorkové nosiče, protože ty mohou přiletět opravdu náhodně. Ale to je levnější investovat do útočných ponorek.

  • pks_
    18:48 05.04.2018

    Mohou to mít klidně jen v pár kusech - pokud to ale funguje, tak mají léta náskok před někým, kdo to chce teprve vyvíjet. Vývoj může být dlouhý a někdy se dá urychlit jen trochu s obrovskými náklady (jindy ale může napomoci špionáž :-).

    Může to být samozřejmě i tah proti raketovému deštníku - pokud jsou volně dostupné věrohodné informace, že deštník je na nic - tak buď přímo politici, nebo jejich voliči jsou schopni nějaké obrovské investice stopnout.

    Připadá mi trochu naivní snaha držet se smlouvy o nerozmisťování zbraní ve vesmíru - předpokládám, že obě strany mají "v kapse" něco, co by tuto smlouvu porušilo. Rusové minimálně dost nahlas uvažovali o vývoji účinných prostředů v rámci obrany Země proti asteroidům :-)

Stránka 1 z 3