Poslední desetiletí bylo pro Severní Koreu obdobím rychlých úspěchů v oblasti balistických raket. Ačkoli poddaní režimu Kim Čong-una žijí v naprosté chudobě, Pchjongjang se pravidelně chlubí testováním stále dokonalejších raket, píše WP Tech. Tajemstvím severokorejského úspěchu může být krádež technologie od Rusů.
Podle agentury Reuters, kterou citovala agentura PAP, se obětí severokorejských kyberzločinců stala ruská nezisková organizace Mash se sídlem v Rieutově u Moskvy. Data z NPO Mash prý měli severokorejští vládní kyberzločinci skrývající se za jmény ScarCruft a Lazarus k dispozici několik měsíců.
NPO Mash se specializuje na hypersonické zbraně, satelitní technologie a balistické střely a agentura Reuters poukazuje na to, že tyto oblasti se staly pro Severní Koreu klíčové, protože realizuje program vývoje zbraní schopných zaútočit na pevninu USA. Jak je vidět, Pchjongjang se nezdráhá krást informace dokonce i ze zemí považovaných za spojence.
Ačkoli neexistují přímé důkazy, že informace ukradené Rusům urychlily vývoj korejských balistických raket, podle agentury Reuters Korea v měsících následujících po hackerském útoku oznámila pokrok ve svém zbrojním programu.
Balistické rakety ze Severní Koreje
Vniknutí do systému začala současně s koncem roku 2021 a pokračovala až do května 2022, kdy zaměstnanci NPO Masz odhalili aktivity kyberzločinců. Podle odborníků na IT bezpečnost měli narušitelé přístup k firemní elektronické poště a jejich původ prozrazuje využití již dříve známého severokorejského malwaru a infrastruktury.
Stojí za zmínku, že Severní Korea se v posledních několika letech pochlubila mimo jiné novou balistickou raketou odpalovanou z ponorky, raketami krátkého doletu a mezikontinentálními balistickými raketami, jako je Hwasong-17.
Jejich dolet se odhaduje až na 15 000 km a jsou schopny zasáhnout cíle na území Spojených států. Zároveň se jedná o největší raketu svého typu na světě nasazenou na mobilním odpalovacím zařízení.
Počet raket předvedených Severní Koreou navíc naznačuje, že díky hlavicím MIRV (multi-warhead payload) a fantomovým cílům by útok mohl mít potenciál prolomit americkou protiraketovou obranu.
Hypersonické rychlosti jsou již několik let prioritní oblastí výzkumu pro všechny velké světové armády. Oznámení v roce 2017 o uvedení do provozu ruské hypersonické vzdušné střely Kinzhal a o několik měsíců později hypersonického kluzáku Avangard, mělo na Západě stejně jako ve světě účinek elektrického výboje, zatímco žádný existující protiraketový systém tehdy nebyl schopen čelit vektorům pohybujícím se takovou rychlostí a schopný manévrů, napsal server Defense.
Od té doby jsme byli svědky exploze, pokud jde o tento program. Spojené státy, Evrop, Čína a Indie oznámili významný pokrok v této oblasti. Několik hypersonických systémů je již v provozu, jako např. Kinzhal a ruský Tzirkon, nebo čínský DF-17, zatímco americké systémy mají vstoupit do provozu od roku 2024.
Foto: Motor Mach 9/ Čínská akademie věd
K dosažení těchto rychlostí nad Mach 5 a zachování manévrovacích schopností, což je samotná definice hypersonické zbraně, se používají dvě technologie pohonu. První, a nejklasičtější, spoléhá na vysoce výkonný raketový motor a balistickou nebo semibalistickou dráhu, jako u ruského Kinžalu odvozeného od balistické střely krátkého doletu Iskander-M, popř. nová čínská vzdušná střela YJ-21 poprvé představena na poslední výstavě v Zhuhai. Druhá alternativa je založena na použití aerobního motoru, tedy využití atmosférického vzduchu jako spalování.
Tradiční motor bohužel není schopen pracovat nad rychlostí blížící se Mach 3, protože rychlost proudění vzduchu v něm musí zůstat podzvuková, aby bylo možné řídit spalování paliva. Alternativa se objevila přes Scramjet, turbojet schopný zpomalovat a ochlazovat atmosférický vzduch a řídit spalování při nadzvukových rychlostech, ale pod Mach 2, což mu umožňuje pracovat při rychlostech přesahujících Mach 5.
Scramjet, neboli superstatoreaktor, dnes používá ruská hypersonická protilodní střela Zirkon a několik zemí aktivně pracuje na vývoji této technologie, aby jimi vybavily své řízené střely. Ale asi před deseti lety se objevila jiná technologie, která měla čelit hypersonické výzvě, šikmé detonační motory, které nahrazují klasické spalování směsi vzduch-palivo, sledem detonací stejné směsi, generující podstatně vyšší uvolnění energie, přičemž je méně citlivý na rychlost vzduchu, umožňuje dosáhnout teoreticky výrazně vyšších rychlostí než Scramjet, s energetickým výkonem, tedy autonomií, mnohem vyšší.
Tento přístup není nový, první zařízení vybavené pulzním detonačním vlnovým motorem prokázalo svou účinnost v roce 2008. oznámení Čínské akademie věd, podle kterého by takový motor, poháněný leteckým palivem, byl úspěšně testován v hypersonickém tunelu JF-12 v Pekingu, si zaslouží zvláštní pozornost, zvláště když čínští inženýři oznámili, že motor by byl schopen dosáhnout rychlosti Mach 9.
Foto: Lockheed_Martin_HAWCHypersonickým střelám se brání výrazně hůře než tradičním balistickým střelám.
Pentagon pracuje na některých z nejsofistikovanějších vojenských technologií na planetě, včetně raket, které létají pětkrát rychleji než zvuk, a exoskeletů pro pozemní jednotky. Souhlas Sněmovny reprezentantů s návrhem vojenského rozpočtu prezidenta Bidena ve výši 800 miliard dolarů a pokračující konflikt na Ukrajině vrhly do centra pozornosti státní vojenské technologie, napsal server insideheadline.com.
Hypersonické střely
Hypersonické střely cestují pětkrát rychleji než zvuk a mohou se přesměrovat, když jsou ve vzduchu. Spojené státy, Čína a Rusko jsou uzavřeny v nových závodech ve zbrojení o vývoj spolehlivé technologie hypersonických raket.
Rusko tvrdí, že má na skladě hypersonické střely, které mohou být vybaveny jadernými nebo konvenčními hlavicemi, a Kreml dříve označil smrtící zbraň za „nezastavitelnou“.
Mezitím Agentura pro pokročilé obranné výzkumné projekty Spojených států (DARPA) dokončila třetí zkušební let hypersonické střely postavené dodavatelem obrany Raytheon – střela se roztrhla přes 300 námořních mil rychlostí vyšší než 5 Mach.
Střela využívá vzduchový dýchací systém částečně poháněný kyslíkem procházejícím střelou a mísícím se s palivem .
„Ukázky DARPA jsou vždy o učení, ať už v zájmu proveditelnosti nebo praktičnosti, a tentokrát jsme určitě získali nové informace, které dále zlepší výkon,“ uvedl projektový manažer Andrew „Tippy“ Knoedler v tiskové zprávě.
Rozpočet Ministerstva obrany Spojených států na rok 2023 vyčleňuje téměř 5 miliard dolarů na financování výzkumu, vývoje, testování a hodnocení projektů hypersonických střel.
Exoskeletony „supervojáků“
Foto: Lockheed MartinONYX je určen k nošení přes kalhoty.
Exoskeletony jsou konceptem přátelským ke sci-fi, ale Spojené státy pracují na tom, aby se staly realitou.
Vojska v boji zápasí s hmotností 27 liber ochranného vybavení a často nosí 90 až 140 liber výstroje, uvádí CNAS. V důsledku toho jsou vojáci unavení a armáda počítá s kompromisy v mobilitě a ochraně.
V roce 2018 získal výrobce obranných technologií Lockheed Martin kontrakt v hodnotě téměř 7 milionů dolarů na vývoj exoskeletu, který by kompenzoval námahu vojáků.
Vyrobili ONYX, exoskelet připevněný k nohám vojáků a spodní části zad, aby unesl část zátěže a zlepšil odolnost.
„Myšlenka je taková, že využijeme schopnosti některých z nejzdatnějších a nejvýkonnějších jedinců na světě a tyto schopnosti rozšíříme,“ řekl Keith Maxwell, senior produktový manažer technologií exoskeletonů ve společnosti Lockheed Martin. , ve videu Reuters.
Foto: U.S. Army
AI brýle
Armáda vyvíjí svůj Integrated Visual Augmentation System (IVAS) pro jednotky v boji zblízka, které mohou používat v žáru bitvy. Jsou to nejnovější hi-tech gadgety , které armáda zavádí, aby drasticky změnila tvář moderního válčení. Brýle fungují tak, že začleňují zdroje z jiných všesměrových kamer namontovaných jinde.
Například kamery připevněné na vnější straně obrněných nákladních vozidel by vojákům mohly umožnit efektivně „vidět“ skrz stěny vozidel.
Armádní zasvěcenci říkají, že nová technologie bude znamenat, že pěchotní jednotky budou mít „bezpříkladné situační povědomí“.
Samonaváděcí střely
Program EXACTO je dalším vývojem v čele DARPA s cílem vytvořit samonaváděcí kulky.
Tato technologie má zlepšit účinnost odstřelovačů a byla navržena tak, aby vydržela drsné povětrnostní podmínky Afghánistánu, uvádí tisková zpráva agentury DARPA.
V ukázce v roce 2015 zasáhl střelec „začátečník“ při prvním použití technologie pohybující se cíl.
„V souladu s posláním DARPA EXACTO předvedlo to, co bylo kdysi považováno za nemožné: nepřetržité navádění střely malé ráže na cíl,“ řekl Jerome Dunn, projektový manažer DARPA pro EXACTO.
Obrovský rozpočet armády je v politice USA sporným bodem.
Progresivisté tvrdí, že peníze by mohly být lépe utraceny jinde, zatímco konzervativci věří, že cenu nelze klást za vojenskou převahu.
Foto: Thomas Hawk/FlickrMinisterstvo obrany utratilo od roku 2003 každý rok více než 650 miliard dolarů.
Hypersonické zbraně jsou definovány jako cokoli, co se pohybuje nad 5 Mach nebo pětkrát rychleji než rychlost zvuku. To je asi 3 800 mph (6 100 km/h). Mezikontinentální balistické střely tento práh daleko překračují, ale pohybují se po předvídatelné dráze, takže je možné je zachytit, napsal server APNews.
„Rusko a Čína vyvíjejí a testují hypersonické kluzáky – pokročilé střely, které jsou extrémně ovladatelné,“ řekl Tournear v pondělí reportérům Pentagonu. „Tyto satelity jsou speciálně navrženy tak, aby šly po této nové generaci hrozeb tam venku, abychom mohli detekovat a sledovat tyto hypersonické manévrovací kluzáky a předvídat jejich bod dopadu.“
Historicky, řekl Tournear, USA nelétaly se satelity, které byly navrženy tak, aby detekovaly a hledaly takové manévrovatelné hypersonické zbraně. V současné době řekl: „Máme omezenou schopnost provádět tento aspekt sledování.“ Dodal však, že „jasně nemáme nulovou schopnost provádět sledování.“
Nové satelity umožní USA detekovat start, sledovat hypersonickou střelu při změně kurzu, vypočítat, kam míří, a poskytnout tato data silám, které mohou odpálit interceptory.
USA utratí 1,3 miliardy dolarů na vývoj pokročilých satelitů, které budou schopny lépe sledovat hrozby hypersonických raket, uvedl v pondělí Pentagon a oznámil dva nové kontrakty, které do roku 2025 dostanou na oběžnou dráhu detekční a sledovací systémy.
Obě země dělají pokroky ve vývoji hypersonických střel, které je obtížnější vystopovat a sestřelit, protože za letu více manévrují než konvenční zbraně, které se pohybují po předvídatelných drahách. Minulý rok Čína testovala to, co podle amerických představitelů byla hypersonická střela, a Rusko použilo tyto zbraně při úderech během války na Ukrajině.
Derek Tournear, ředitel Agentury pro rozvoj vesmíru, uvedl, že kontrakty poskytnou 28 satelitů, protože USA se chystají výrazně rozšířit a zlepšit svou schopnost čelit rostoucím hrozbám z Ruska a Číny.
Smlouvy byly uděleny týmům pod vedením L3Harris Technologies, Inc. z Melbourne na Floridě a Northrop Grumman Strategic Space Systems z Redondo Beach v Kalifornii. náklady asi 617 milionů $. Celkové náklady na program, včetně startů a pozemního řízení a podpory, budou asi 2,5 miliardy dolarů.
Tournear uvedl, že program představuje pro USA posun směrem k většímu, překrývajícímu se systému satelitů. Namísto spoléhání se na větší a dražší satelity, které zůstanou na oběžné dráze 15 nebo více let, budou mít USA větší počet levnějších satelitů, které by se vyměňovaly přibližně každých pět let.
Jedna sada by byla na nižší oběžné dráze asi 1 000 kilometrů a druhá sada by byla na střední oběžné dráze asi 10 000 až 20 000 kilometrů, což by poskytovalo odolnější přítomnost. Řekl, že prvních 28 satelitů bude pravděpodobně následovat druhá skupina asi 54.
Začátkem tohoto roku Spojené státy, Velká Británie a Austrálie oznámily, že budou spolupracovat na vývoji hypersonických střel. Dubnové oznámení přišlo uprostřed rostoucích obav z eskalující vojenské asertivity Číny v Tichomoří. Loni v říjnu americký armádní generál Mark Milley, předseda sboru náčelníků štábů, potvrdil, že Čína provedla test hypersonické zbraně a označil to za „velmi významnou událost“, která je „velmi znepokojivá“.
V posledních týdnech a měsících se „nadzvukové střely“ opět dostaly na titulní strany zpráv o globální obraně. Ve dnech 5. a 11. ledna provedla Severní Korea zkušební lety toho, co prohlašuje za „hypersonickou střelu“. Oznámení, zveřejněné obrázky a letová dráha naznačují, že Severní Korea testovala rotační symetrické střelu na raketovém posilovači, které během letů provádělo vytahovací a křížové manévry, napsal server sipri.org.
Mnoho analytiků však tvrdilo, že v tomto případě štítek ovladatelného návratového kluzáku by bylo vhodnější. V září 2020 Severní Korea otestovala to, co nazvala svou první „hypersonickou střelou“, posilovač balistických střel s klínovým hypersonickým klouzavým vozidlem. Dalším příkladem, kdy byl termín „hypersonická střela“ používán sdělovacími prostředky, byl v srpnu 2020, kdy bylo hlášeno, že Čína testovala „hypersonický kluzák“.
Tyto příklady demonstrují, jak matoucí – a potenciálně zkreslující – je termín „nadzvukový“, když je aplikován na celou řadu raketových systémů řadou různých aktérů. Některé zprávy o těchto událostech také naznačoval nedostatek porozumění různým typům „nadzvukových střel“, roli jejich rychlosti a manévrovacích schopností, fyzice za nimi a jejich vojenským schopnostem a misím.
Tento SIPRI Topical Backgrounder se snaží zlepšit porozumění hypersonické rychlosti, povaze hypersonických raketových systémů, stejně jako jejich klíčových subsystémů a technologií. Zlepšení porozumění mezi tvůrci politik a novináři by mohlo pomoci informovat politické a veřejné diskurzy a identifikovat příležitosti pro uplatnění cílených opatření v oblasti nešíření a kontroly zbraní ke snížení rizik s nimi spojených.
Pochopení hypersonické rychlosti
Pojem „nadzvuková rychlost“ je široce definován jako jakákoli rychlost přesahující Mach 5, což znamená pětkrát vyšší než rychlost zvuku. Tento práh se používá k definování podmnožiny leteckých dopravních prostředků, protože řada fyzických efektů se při této rychlosti začíná stávat významnou technickou výzvou. Konkrétně objekt snáší masivní tepelný tok, když prolétá hustými vrstvami zemské atmosféry hypersonickou rychlostí. Tento a další fyzikální efekty činí vývoj vzdušných prostředků pro hypersonický let obzvláště obtížným a nákladným. Existují však také některé problémy spojené s definicí „nadzvukové rychlosti“ a s tím i částí definice „nadzvukových střel“.
Za prvé, definování hypersonické rychlosti jako čehokoli nad Mach 5 ve skutečnosti vede ke změně rychlosti objektu v závislosti na jeho výšce. Rychlost zvuku, která definuje rychlost Mach 1, závisí nejen na chemickém složení plynu, kterým se zvuk pohybuje (v tomto případě vzduchu v zemské atmosféře), ale také na jeho teplotě. Nejběžnější standardní model zemské atmosféry, US Standard Atmosphere, ukazuje významnou změnu teploty s výškou. To má za následek odlišné měření rychlosti – v kilometrech za hodinu – střely pohybující se rychlostí 5 Mach, jednoduše v závislosti na výšce, ve které střela letí (viz obrázek 1).
K této variaci je třeba přidat ještě další faktor. Vzhledem k tomu, že Machovo číslo silně závisí na okolním plynu, kterým se objekt pohybuje, je použití Machova čísla pro definice stále obtížnější, jakmile se okolní plyn ztenčuje a ztenčuje – a ve vyšších nadmořských výškách zcela mizí. I když se vědci a inženýři shodují, že stále má smysl mluvit o Machových číslech ve výškách kolem 30 km – kam dosáhnou meteorologické balony a speciální letouny – ve výšce 300 km – tam, kde již satelity obíhají kolem Země, rozhodně není dostatek atmosféry. Vzhledem k povaze zemské atmosféry, která se s nadmořskou výškou exponenciálně ztenčuje, je obtížné dohodnout se na jasném výškovém limitu, kdy by se Machova čísla měla stále používat jako měření rychlosti.
Rozlišení hypersonických zbraňových systémů
Hypersonická rychlost je často označována jako jeden z klíčových faktorů – ne-li klíčový faktor – který odlišuje „nadzvukové“ střely od ostatních střel. Rychlost balistických střel (předcházejících současný humbuk kolem hypersonických střel téměř o století) však v mnoha případech daleko převyšuje rychlost dnešních ‚nadzvukových střel‘. Předchůdce balistických střel, německý A-4 (který se později stal běžně známým jako V-2), byl poprvé vypuštěn ve 40. letech 20. století.
Během výstupu mohl dosáhnout rychlosti vyšší než 5 Mach (i když jen na krátkou dobu) a mohl to udělat znovu na chvíli na cestě zpět dolů. Ale nikdo by netvrdil, že V-2 byla hypersonická střela. Mělo by se v podobném duchu toto označení aplikovat na moderní mezikontinentální balistické střely, které dosahují rychlosti vyšší než 20 Mach při výstupu a opětovném vstupu?
Určitě ne a při definici „nadzvukových střel“ jsou běžně uváděny další charakteristiky. Avšak zatímco mezi odborníky je stále více přijímána kombinace definujících charakteristik, hypersonické střely často nejsou ve veřejných diskusích v politice a médiích dobře pochopeny. Wikipedia, společný výchozí bod pro ty, kteří se v tomto tématu teprve začínají, definuje „hypersonický let“ jako „průlet atmosférou pod hloubkou asi 90 km při rychlostech v rozmezí 5–10 Mach, což je rychlost, při níž začíná nabývat na významu disociace vzduchu a dochází k vysokému tepelnému zatížení“. Střela V-2 by však byla podle této definice klasifikována jako hypersonická střela.
Organizace Missile Defense Advocacy Alliance se sídlem v USA uvádí, že „hypersonické zbraně se týkají zbraní, které cestují rychleji než Mach 5 (~3800 mph) a mají schopnost manévrovat během celého letu.“ Článek zveřejněný ruskou radou pro mezinárodní záležitosti uvádí, že „existují dvě hlavní definující charakteristiky [které] jsou nezbytnými předpoklady pro označení zbraně jako „hypersonické“: Rychlost přesahující Mach 5 [a] schopnost provádět manévry (vertikální i horizontální) při cestování touto rychlostí uvnitř atmosféra. Mnoho balistických střel spadá mimo definici, protože nesplňují tyto předpoklady.
Vzhledem k rychlosti a charakteristikám manévrovatelnosti se hypersonické zbraně dále dělí na dva různé typy raketových systémů: hypersonické střely s plochou dráhou letu (HCM) a hypersonická klouzavá vozidla (HGV). HCM udržují konstantní nadzvukovou rychlost (a obvykle výšku) a jsou poháněny po celou dobu svého letu. Naproti tomu těžká nákladní vozidla jsou obvykle odpálena na vrcholcích balistických střel (často označovaných jako systém boost-glide) a poté klouzají zpět atmosférou ke svému cíli hypersonickou rychlostí. Existují také hybridní případy, které se neshodují ani s jednou z těchto kategorií, ale jejich prozkoumání je nad rámec tohoto pozadí.
Stojí za to zvážit rychlosti hypersonických střel (v tomto případě HCM) a porovnat je s rychlostmi balistických střel (které mohou, ale nemusí nést těžké nákladní vozidlo jako návratové vozidlo), abyste získali představu, jak dlouho to oběma trvá. typů k dosažení cílů na různé vzdálenosti (viz obrázek 2).
Vzdálenost, kterou může balistická střela uletět, závisí na rychlosti, kterou zrychluje – čím rychleji letí, tím dále jde, stejně jako házení kamenem. Naproti tomu HCM cestují (téměř) konstantní rychlostí, která je nezávislá na tom, jak daleko je jejich cíl. Jak je znázorněno na obrázku 2, balistické střely dosáhnou svého cíle rychleji než hypersonické střely na vzdálenosti přesahující zhruba 600–800 km pro HCM neustále se pohybující rychlostí 5 Mach (v závislosti na nadmořské výšce).
Naopak hypersonické střely dosahují svých cílů rychleji na vzdálenost více než zhruba 1900–2500 km pro HCM neustále se pohybující rychlostí 8 Mach, což je v současné době považováno za maximální rychlost, kterou mohou cestovat pomocí současné technologie. To znamená, že HCM obvykle dosáhnou vzdálených cílů déle než balistickým střelám. Protože těžká nákladní vozidla jsou obvykle nesena balistickými střelami,
Rychlost, manévrovatelnost a vlastnosti každého z těchto typů hypersonických raketových systémů je činí více či méně vhodnými pro specifické vojenské mise a představují výzvy pro systémy protiraketové obrany. To také ovlivňuje jejich možný dopad na strategickou stabilitu . Dosažení požadovaných výkonnostních charakteristik často implikovaných, když mluvíme o těžkých nákladních vozidlech a HCM, však vyžaduje překonání řady významných technických problémů.
Subsystémy a technologické výzvy pro hypersonická klouzavá vozidla
Jakékoli těžké nákladní vozidlo, ať už nese konvenční, jadernou nebo žádnou zbraň, je navrženo tak, aby mohlo nezávisle provádět nezbytné manévry k přesnému letu na daný cíl. Aby si vozidlo udrželo určitý stupeň autonomie, jsou zapotřebí senzory a výpočetní schopnosti. V důsledku toho těžký nákladní automobil vyžaduje mnoho stejných (nebo alespoň podobných) základních subsystémů, jaké vyžaduje balistická střela, s výjimkou pohonného systému. Vzhledem k tomu, že těžké nákladní vozidlo je vypuštěno na raketový posilovač, je obvykle určeno, aby klouzalo směrem k cíli a nepotřebuje hlavní motor.
Hlavními subsystémy nákladních vozidel jsou:
naváděcí a kontrolní systém;
lehký drak letadla (s dostatečným tepelným stíněním);
užitečné zatížení (u některých omezených misí se HGV může potenciálně spoléhat pouze na kinetickou energii nárazu).
Stejně jako u systémů balistických raket je vývoj a integrace těchto subsystémů velmi obtížná. Například naváděcí a řídicí systém potřebuje zdroj energie, počítač, senzory a akční členy – jako jsou aerodynamické ovládací plochy nebo malé trysky na studený plyn, které umožňují provádění manévrů. S připočtením kabelů, šroubů, šroubů, matic a prvků, kde jsou tyto komponenty připevněny, se zvyšuje celková hmotnost a požadovaný prostor. Ve většině případů musí být také dostatek místa pro přepravu skutečného užitečného zatížení. V důsledku toho nejsou těžká nákladní vozidla obvykle ani malá, ani lehká, což výrazně ovlivňuje schopnosti celého systému a nutné kompromisy mezi některými jeho schopnostmi.
Každé těžké nákladní vozidlo se má pohybovat tlustšími vrstvami atmosféry velmi vysokou rychlostí, čímž vytváří obrovskou tepelnou zátěž a ionizuje vzduch kolem sebe. Tato tepelná zátěž představuje obrovskou zátěž pro drak letadla, který by měl být schopen odolat i případnému namáhání generovanému manévry, které má nákladní automobil provádět. Také plazmový oblak generovaný těžkým nákladním vozem pohybujícím se hypersonickou rychlostí velmi ztěžuje jakémukoli typu senzoru cokoli snímat, natož identifikovat a zaměřit se na cíl. Nákladní automobil proto musí bez jakékoli vnější pomoci přesně vědět, kde se nachází, což vyžaduje mimo jiné velmi přesné inerciální senzory. Technologické výzvy těchto požadavků jsou srovnatelné s požadavky kosmické lodi určené k opětovnému vstupu do zemské atmosféry.
Návrh, stavba a provoz spolehlivého těžkého nákladního vozidla představuje mnoho výzev, včetně přístupu k technologii, vysokých nákladů na vývoj a požadavků na testování.
Subsystémy a technologické výzvy pro hypersonické řízené střely
Základní požadavky na HCM jsou podobné jako u těžkých nákladních vozidel, s výjimkou, že rychlosti mohou být nižší (dokonce ani maximální rychlosti 8 Mach nebyly dosud přesvědčivě prokázány). HCM navíc nesou pohonné systémy, které musí být vysoce sofistikované, aby udržely nadzvukové rychlosti po dlouhou dobu. V současné době se zdá, že tyto požadavky jsou schopny splnit pouze některé pokročilé náporové trysky a náporové trysky s nadzvukovým spalováním (scramjety). Hypersonický pohon využívající motory dýchající vzduch na delší vzdálenosti představuje extrémní technické výzvy. Zatím žádný stát nenasadil raketový systém využívající scramjetový motor, ale výzkum, vývoj a testování pokračují.
Stejné základní prvky, které jsou vyžadovány pro těžká nákladní vozidla (i když ve velmi odlišné konstrukci), jsou také relevantní pro HCM, s přidáním pohonného systému:
naváděcí a kontrolní systém;
lehký drak letadla (s dostatečným tepelným stíněním);
vysoce účinný pohonný systém (obvykle scramjet);
užitečné zatížení.
Přidání pohonného prvku přispívá k problémům zmíněným u těžkých nákladních vozidel, jak ukazuje americký prototyp X-51A ‚Waverider‘ (což by byl HCM). X-51A byl navržen pouze k předvedení operací scramjet na několik minut hypersonického letu bez schopnosti nést zbraňový náklad. Modul křižníku X-51A s délkou více než 4 metry byl zcela zaplněn (viz obrázek 3), bez dalšího prostoru pro náklad. To ukazuje vážná omezení týkající se hmotnosti a objemu pro všechny prvky subsystému v HCM.
Foto: Hank, JM, Murphy, JS a Mutzman, RC
Obrázek 3. Výřezový diagram balení subsystémů X-51A. „Program demonstrace letu motoru X-51A Scramjet “, 15. mezinárodní konference kosmických letadel a hypersonických systémů a technologií AIAA, květen 2008, str. 7.
Stejně jako u těžkých nákladních vozidel existuje mnoho stejných technologických požadavků na HCM. Tepelná zátěž může být srovnatelná (v závislosti na misi) a senzory, stejně jako naváděcí systém, musí splňovat srovnatelné požadavky. Sofistikovaná technologie potřebná pro funkční pohonný systém scramjet je v současné době hlavní překážkou ve vývoji HCM.
Schopnosti těžkých nákladních vozidel a HCM různých států se mohou výrazně lišit v závislosti na sofistikovanosti technologie, designu a technických možností. Posouzení a porovnávání skutečných schopností jakýchkoliv takových systémů by tak mělo jít hlouběji, než je schopnost dosáhnout rychlosti vyšší než Mach 5 a určitý stupeň manévrovatelnosti.
Závěry
Vrátíme-li se k hlášeným testům hypersonických střel Severní Koreou, v obou případech se zdá, že umožnění manévrovatelnosti je jedním z hlavních cílů za zdánlivými konstrukčními volbami. Pouhé popisování těchto systémů jako „hypersonických střel“ tedy neposkytuje potřebné pochopení jejich skutečné rychlosti, ani jejich manévrovatelnosti nebo typu hypersonického zbraňového systému, kterým jsou. Tyto příklady jsou také připomínkou toho, že různých stupňů manévrovatelnosti lze dosáhnout pomocí různých typů návratových nebo klouzavých vozidel a že rychlost – a dokonce i ovladatelnost – jsou pouze dvě z klíčových charakteristik raketového systému. Severní Korea pokračuje v intenzivním testovacím cyklu, je důležité zvážit charakteristiky a typy systémů a posoudit je z hlediska jejich schopností a možného poslání – kromě označení „hypersonické“.
Přílišné zaměření na „hypersonické střely“, zejména v některých populárních médiích, spolu s nedostatečným pochopením omezení tohoto deskriptoru způsobilo, že diskuse o vzniklých rizicích a možných reakcích se někdy příliš soustředily na hrozbu zkrácení doby odezvy. nebo dopad na protiraketovou obranu a další protiopatření. Zpochybňovat, proč někteří aktéři – ať už to jsou státy nebo průmysl – přijímají tuto terminologii, může pomoci odhalit motivace a vlastní zájmy v humbuku kolem hypersonických střel, tj. vypadat hrozivě nebo přitahovat finanční prostředky. Informovanější diskuse prozkoumaly například potenciální dopad významných manévrovacích schopností, včetně nejednoznačnosti cíle a úniku radarů a dalších senzorů.
Způsobem, jakým se v současnosti používá, termín „nadzvukový“ má často malý nebo žádný význam a zároveň podporuje konkurenční dynamiku a strach z promeškání technologie. Překonání tohoto nedostatku nuancí by mohlo pomoci zbrzdit některé konkurenční dynamiky a hypeem poháněné vojenské výdaje. Například schopnosti některých stávajících raket již často poskytují požadované schopnosti. Naopak výhody budoucích hypersonických střel oproti jiným systémům jsou někdy přehnané a přicházejí s velkou cenovkou.
Zvážení technických a ekonomických problémů vývoje a nasazení životaschopných hypersonických zbraňových systémů může pomoci schopnosti některých stávajících střel často již poskytují požadované schopnosti. Naopak výhody budoucích hypersonických střel oproti jiným systémům jsou někdy přehnané a přicházejí s velkou cenovkou. Zvážení technických a ekonomických problémů vývoje a nasazení životaschopných hypersonických zbraňových systémů může pomoci schopnosti některých stávajících střel často již poskytují požadované schopnosti. Naopak výhody budoucích hypersonických střel oproti jiným systémům jsou někdy přehnané a přicházejí s velkou cenovkou. Zvážení technických a ekonomických problémů vývoje a nasazení životaschopných hypersonických zbraňových systémů může pomoci informovat o snahách o kontrolu zbrojení a nešíření o rizicích, která představují hypersonické střely.
Rusko tvrdí, že poprvé použilo své hypersonické střely Kinžal při své invazi na Ukrajinu. Možná tak předznamenává novou éru, kdy by tyto superrychlé zbraně mohly ovládnout válčení. Rusko v sobotu 19. března oznámilo, že použilo raketový systém Kh-47M2 Kinzhal – jeho jméno znamená v ruštině „dýka“, ke zničení skladu zbraní na západní Ukrajině, podle zprávy agentury Reuters, která citovala nezávislou agenturu Reuters, Ruská tisková agentura Interfax. Píše server livescience.com.
Ruská státní tisková agentura TASS uvedla, že rakety byly nasazeny v „experimentální“ bojové službě od roku 2017 s letkou stíhaček Mig-31K na jihu Ruska.
Ale zpráva Interfax uvedla, že to bylo poprvé, kdy byly Kinžaly použity v boji na Ukrajině. Rusko nikdy nepřiznalo použití raket někde jinde.
Mluvčí ruského ministerstva obrany Igor Konašenkov na tiskové konferenci údajně řekl, že rakety zničily podzemní skladiště s ukrajinskými raketami a leteckou municí. „Letecký raketový systém Kinzhal s hypersonickými aerobalistickými střelami zničil velký podzemní sklad obsahující rakety a leteckou munici ve vesnici Deliatyn v Ivano-Frankivské oblasti,“ uvedlo v sobotu ruské ministerstvo obrany podle agentury Agence France-Presse a mluvčí ukrajinského letectva v pátek potvrdil ruský raketový útok na Ivano-Frankivskou oblast na západě Ukrajiny, ale neuvedl další podrobnosti, uvedla agentura Reuters.
V sobotu ruské ministerstvo obrany zveřejnilo video, na kterém bylo podle něj zničeno ukrajinské skladiště zbraní „útokem vysoce přesných raket“.
Foto: Sefa Karacan / Getty ImagesStíhačky Mikojan MiG-31K s hypersonickými střelami Kinzhal létají nad moskevským Rudým náměstím během vojenské přehlídky ke Dni vítězství v Moskvě v Rusku 9. května 2018. Rusko tvrdilo, že tyto střely použilo poprvé v boji s Ukrajinou.
Rakety Kinzhal
Hypersonické střely Kinzhal jsou jednou z několika špičkových zbraní, které Rusko představilo v roce 2018. Ruský prezident Vladimir Putin je nazval „ideální zbraní“ a dosud byly nasazeny na ruských letounech, jako je Mig 31K.
Jejich užitečné zatížení asi 480 kilogramů, jde obvykle o vysoce výbušnou hlavici, ale Kinžalové mohou být také vyzbrojeni jadernými hlavicemi stejné velikosti — ekvivalentní mezi 100 a 500 „kilotun“ výbušniny TNT.
Ruské mediální zdroje uvádějí, že rakety Kinžal zrychlí na více než čtyřnásobek rychlosti zvuku (3 000 mph neboli 5 000 km/h) krátce po svém odpálení a dosahují až 12násobku rychlosti zvuku (9 200 mph neboli 14 800 km/h) s dosahem až 1 800 mil (3 000 km).
(Cokoli rychlejšího než Mach 5 nebo pětinásobek rychlosti zvuku je považováno za „nadzvukové“; fyzikální změny v nadzvukovém proudění vzduchu se při takových rychlostech stávají významnými, a proto představují náročný režim pro letecké inženýry.)
Myšlenkou za designem je, že rakety Kinzhal se pohybují tak rychle, že je téměř nemožné je sledovat a zachytit. Říká se také, že provádějí ostré manévry za letu při hypersonických rychlostech, které jim umožňují vyhnout se nepřátelské protiraketové obraně.
Velmi vysoká rychlost střel je také činí schopnějšími pronikat těžce obrněnými cíli, jako je podzemní sklad zbraní na západní Ukrajině, který je údajně cílem nejnovějšího úderu.
Hypersonické zbraně
Několik zemí vyvíjí hypersonické střely, včetně Spojených států a Číny.
Ale čínské hypersonické střely se zdají být experimentální, podle National Public Radio a USA neplánují postavit hypersonické střely před rokem 2023, oznámila Asociace pro kontrolu zbrojení.
▫️Destruction of a weapons depot of the Armed Forces of Ukraine by high-precision missile weapons strike. We can see the exact hit of an underground hangar with weapons and ammunition. pic.twitter.com/sKTF46Tdb0
Mezitím by ruské hypersonické střely Kinzhal mohly drasticky změnit rovnováhu sil v Pacifiku, podle článku z roku 2018 v časopise The Diplomat.
Ačkoli se zdá, že čínské hypersonické střely odpalované ze vzduchu byly navrženy tak, aby útočily na letadlové lodě v Jihočínském a Východočínském moři, uvádí článek, ruské střely Kinzhal jsou větší hrozbou, protože jsou větší a cestují vyšší rychlostí, což znamená pouze jejich kinetickou energii. Bez ohledu na jejich hlavice mohou být dostatečně silné, aby zneškodnily nebo zničily velké válečné lodě.
Článek poznamenává, že pokud budou rakety Kinzhal rozmístěny v ruském regionu Dálného východu, mohly by mít „významné důsledky pro rovnováhu sil v Pacifiku“ tím, že by ruským tryskáčům umožnily zaměřovat americké válečné lodě do vzdálenosti 3 500 km od jeho pobřeží.
Vojenští experti propagují rychlost a průbojnost střel Kinzhal jako zvláště hrozivé. Ale jeden analytik říká, že hlavní výhoda je spíše psychologická než strategická.
„V zásadě to nemění bojiště, ale určitě to má vliv na psychologickou propagandu, vyděsit každého,“ řekl Euronews po posledním útoku ruský vojenský analytik a novinář Pavel Felgenhauer.
Pentagon: Hypersonické zbraně se už neskryjí, máme technologie, které je odhalí.Sledování střel je jako vybrat jednu žárovku na pozadí tisíce světel, ale nová technologie má za cíl je vidět jasněji. Čínský zkušební let hypersonického klouzavého letadla s dlouhým dosahem koncem minulého roku byl v médiích popsán jako blízký „ momentu Sputniku “ v závodě o vývoj nových ultrarychlých manévrovacích zbraní. Ale i když se vysocí američtí vojenští představitelé veřejně trápili raketami, které jsou, alespoň v tuto chvíli, prakticky neporazitelné, Pentagon tiše pracoval na zcela novém způsobu, jak pomoci tyto zbraně sestřelit, píše o tom server scientificamerican.com.
Koncem loňského prosince dala Agentura protiraketové obrany (MDA) amerického ministerstva obrany zelenou dvojici dodavatelů, L3Harris Technologies a Northrop Grumman, aby přešli od návrhu k prototypové výrobě systému hypersonického a balistického sledovacího vesmírného senzoru (HBTSS). Tato technologie má vyřešit jednu z nejobtížnějších technických výzev Pentagonu: jak detekovat a sledovat hypersonická klouzavá letadla, která využívají slepá místa v dnešních radarových sítích.
Jak Rusko, tak Čína postavily hypersonická klouzavá letadla v roce 2019 a 2020, ale neočekává se, že USA nasadí srovnatelnou útočnou zbraň dříve než v roce 2023. Na rozdíl od trajektorií užitečného zatížení balistických střel mohou hypersonická klouzavá letadla manévrovat na cestě k cíli. To je extrémně obtížné je sledovat. Tyto zbraně začnou svou cestu, když je velká raketa vynese do výšky blízko okraje vesmíru a uvolní je. Poté se klouzavá letadla odkloní na plošší trajektorii – buď opustí atmosféru, nebo zůstanou těsně v ní. A plují dál bez pohonu. Používají aerodynamický vztlak k přeskočení přes atmosféru ke svým cílům hypersonickou rychlostí.
Tato blízkovesmírná trajektorie a schopnost posunout kurz umožňují hypersonickým klouzavým letadlům uniknout kombinací vesmírných a pozemských senzorů používaných ke sledování balistických střel. Pentagon může detekovat start, ale hypersonické klouzavé letadlo poté uniklo z dohledu až do pozdního letu zbraně kvůli omezení viditelnosti pozemního radaru. V důsledku toho mají obranné systémy málo času, pokud vůbec nějaký, na zastavení přilétající střely.
Foto: Boris Hamer / Pexels
HBTSS má tento problém vyřešit nepřetržitým sledováním raket dlouhého doletu od startu až po dopad. Bude mít také schopnost předávat kritické informace lodím, letadlům a pozemním silám, což jim umožní odpálit vlastní rakety na přicházející hrozby. Detekční systém se opírá o novou síť senzorů na oběžné dráze, kritické části husté a vícevrstvé konstelace satelitů, které Pentagon již začal umísťovat na nízkou oběžnou dráhu Země. Experimentální a prototypové nálože byly vyslány na oběžnou dráhu loni v červnu a počáteční provozní nálože jsou plánovány ke startu v letech 2022 a 2023. Tyto senzory detekují tepelné podpisy k identifikaci odpalů raket a dají americké armádě možnost sledovat cíle, označované jako kolébkové – vážná cílová vazba.
Některé z klíčových součástí HBTSS jsou algoritmy „signal to clutter“ navržené k rozlišení rychle se pohybující hrozby od teplého a nepravidelného povrchu Země. To je mnohem obtížnější úkol než u pozemního radaru, který sleduje střely, když se pohybují po chladném a nevýrazném pozadí oblohy. „Představte si, že se žárovka pohybuje po pozadí žárovek, a vy musíte tuto žárovku vybrat,“ říká Paul Wloszek, ředitel protiraketové obrany společnosti L3Harris Space & Airborne Systems. „Musíte vědět, kde to je – a jak rychle to jde – abyste to mohli sestřelit.“
Aby se tento problém vyřešil, v říjnu 2019 Pentagon samostatně odposlouchával L3Harris a Northrop Grumman (a dvě další společnosti následně vypadly od konkurence), aby vyvinuly sledovací algoritmy dostatečně citlivé na rozlišení signálu od šumu. Na konci roku 2020 L3Harris a Northrop Grumman spárovaly své příslušné algoritmy s kompaktními, výkonnými počítačovými procesory dostatečně malými na to, aby je bylo možné začlenit do vesmírných letadel. Obě společnosti provedly úspěšnou „demonstraci signálního řetězce“, která prokázala schopnost jejich systémů detekovat a sledovat nejasné cíle na nepřehledném pozadí. Demonstrace signálního řetězce ověřila citlivost nezbytnou pro podporu takzvaného hypersonického řetězce zabíjení – diskrétních akcí vyžadovaných v sekvenci mezi identifikací a zasažením cíle.
Foto: SpaceX / Unsplash
Další vesmírná zařízení již poskytují USA nadzemní infračervené snímání. Ale klíčovou charakteristikou, která odlišuje HBTSS od ostatních, je požadavek generovat to, co Pentagon nazývá „kvalita řízení palby“ ze sledování. Toto jsou velmi přesné informace, které mohou být použity pozemskými systémy velení a řízení k řízení stíhačů řízených střel proti hypersonickým hrozbám.
„Být schopen vidět dolů z vesmíru teplé stopy procházející teplou Zemí, to je opravdu těžká věda,“ řekl ředitel MDA viceadmirál Jon Hill na slyšení podvýboru pro strategické síly Senátního výboru pro ozbrojené služby koncem loňského jara. „Ale máme to vypracované. Ukázali jsme, že to umíme i na zemi. Tento druh schopnosti nám poskytuje globální pokrytí.“
Dne 27. prosince prezident Joe Biden podepsal zákon o povolení k národní obraně pro fiskální rok 2022, která zahrnuje 256 milionů dolarů za HBTSS. Financování podpoří pokračující vývoj sledovacích algoritmů a také zahájení montáže infračervených senzorů, které mají být spuštěny v roce 2023. L3Harris i Northrop Grumman jsou připraveny dodat dva prototypy HBTSS, každý včetně softwaru a hardwaru. Kongres je však v současné době ve slepé uličce, pokud jde o prostředky na fiskální rok 2022.
Pokud vláda nemůže dosáhnout dohody, HBTSS by mohla být omezena na úroveň výdajů na projekt v roce 2021: 130 milionů dolarů, což je částka, která by pravděpodobně ohrozila harmonogram projektu. V takovém případě by Pentagon mohl spojit existující systémy a poskytnout něco podobného HBTSS, říká odborník na hypersoniku David Wright, výzkumná pobočka Laboratoře pro jadernou bezpečnost a politiku Massachusetts Institute of Technology.
„HBTSS by bylo hezké mít, ale není mi jasné, že vám dává jedinečné schopnosti,“ říká Wright. Vysvětluje, že schopností slibovaných HBTSS by bylo možné dosáhnout také bez nového vesmírného programu spoléháním se na pozemní senzory umístěné na správných místech. To může zahrnovat pečlivé umístění lodí vybavených výkonným radarem za účelem rozšíření obranných zón. „Myslím, že je to systém, který si dovedu představit, že by armáda chtěla, protože by chtěla mít možnost tyto systémy nepřetržitě sledovat a mohl by to dělat i mimo dosah [pozemního] radaru, ale nejsem přesvědčen, že je to nutné. “ dodává Wright.
Victoria Samson, expertka na vojenský vesmír z Secure World Foundation, souhlasí s tím, že je potřeba sledovat pokročilé hrozby napříč celou jejich letovou dráhou, ale poznamenává, že zastánci HBTSS možná podceňují úkol vypořádat se s touto významnou výzvou. „Myslím, že je to mnohem komplikovanější, než by si zastánci připouštěli, a přidání hypersoniku k [provoznímu] požadavku může být spíše kývnutím na jeho zvýšenou viditelnost mezi lidmi z národní bezpečnosti než cokoli jiného,“ říká Samson.
Spolu se senzory Pentagon nově přemýšlí o řízených střelách potřebných k poražení hypersonických klouzavých letadel. Koncem května 2021 MDA odhalilo, že certifikovalo aktuálně rozmístěnou standardní střelu-6 jako poslední obrannou linii pro úderné skupiny letadlových lodí pro použití proti hypersonickým kluzným letadlům. A v listopadu 2021 MDA požádala tři společnosti, aby vypracovaly návrhy nové zbraně, nazývané Glide Phase Interceptor, která má čelit hypersonickým hrozbám. Tím se spustí třístranná soutěž mezi Lockheed Martin, Raytheon a Northrop Grumman o novou zbraň během jedné dekády.
Zdroj: scientificamerican.com/
Warning: Undefined array key "sssp-ad-overlay-priority" in /data/web/virtuals/326454/virtual/www/wp-content/plugins/seznam-ads/includes/class-seznam-ssp-automatic-insert.php on line 276
Foto: Ilustrační foto_Defence-Imagery/Pixabay
Foto: Motor Mach 9/ Čínská akademie věd
Foto: Lockheed_Martin_HAWC
Foto: Lockheed Martin
Foto: U.S. Army
Foto: Thomas Hawk/Flickr
Foto: US Air Force
Foto: Hank, JM, Murphy, JS a Mutzman, RC
Foto: Dmitriy Pichugin / Arliners
Foto: Sefa Karacan / Getty Images
Foto: 
Foto: Boris Hamer / Pexels
Foto: SpaceX / Unsplash