Программа RATTLRS "Revolutionary Approach to Time-critical Long-Range Strike" осуществляется под руководством ONR фирмой «Lockheed Martin» при участии специалистов NASA и ВВС. Главные задачи: создание ТРД, способного без каких-либо вспомогательных устройств разогнать ЛА до скорости, превышающей М = 3, и создание двигателя ТВСС для ГЛА многоразового применения. Ракета RATTLRS, оснащенная СУ нового типа, рассчитана на крейсерский полет с числом М > 4, по крайней мере, в течение 5 мин, а в перспективе - до 15 мин; дальность составит около 1000 км. Превосходя по скорости крылатую ракету примерно в три раза, боевой ЛА может достичь цели за 5-10 мин, следуя в крейсерском режиме на высоте около 21 000 м, и пикировать на цель со скоростью, соответствующей М = 4, проникая под землю на глубину 9-15 м, либо рассеять суббоеприпасы с дозвуковой или сверхзвуковой скоростью.
В настоящее время ракеты такого класса создаются по двухступенчатой схеме. Первая ступень (ускоритель) позволяет развить скорость, необходимую для начала работы второй ступени (ПВРД). Переход к одноступенчатой схеме означает сокращение размеров гиперзвуковой ракеты. Однако существенно повышаются рабочие температуры турбины и камеры сгорания; необходимы новое БРЭО и системы целеуказания. За основу двигателя ТВСС для ракеты RATTLRS принят опытный образец двигателя Роллс-Ройс/Аллисон YJ102R. Двигатель YJ102R, разработанный отделением «Либерти Уокс» фирмы «Rolls Royce», по удельной тяге в шесть раз превосходит ТРД Pratt & Whitney J58, установленный в свое время на самолете SR-71. Это не просто маршевый двигатель, а ускоритель. По пропорциям и облику двигатель YJ102R напоминает ТРД J58, но гораздо меньше: диаметр его составляет 0.33 м, т. е. 25% диаметра двигателя J58, длина - 20% и масса - 6% массы двигателя J58. В отличие от ТРД J58 нет необходимости в форсажной камере для ускорения и перехода на крейсерский режим. Двигатель J58 в четыре раза больше по размерам, тогда как его бесфорсажная тяга больше всего в два раза. Каналы обоих двигателей похожи, но ТРД J58 гораздо сложнее и оснащен системой регулирования 1960-х годов.
По заявлению фирмы-изготовителя, новая СУ отличается очень современной аэродинамикой и качественным математическим обеспечением системы регулирования. В конструкции использован совершенно новый материал ламиллой (LamiUoy), разработанный фирмой «Rolls Royce». Он состоит из ламинизированных слоев перфорированного металла. Через эти слои выдувается воздух от компрессора, обеспечивая испарительное охлаждение камеры сгорания и элементов турбины. В состав навигационной системы ракеты RATTLRS будет входить ИНС с коррекцией траектории по данным КРНС NAVSTAR. Ракета может оснащаться как проникающей боевой частью, так и БЧ, состоящими из самонаводящихся боевых элементов. Фирма «Lockheed Martin» и североамериканское отделение фирмы «Rolls Royce» получили контракт на сумму 120 млн долл. на создание демонстрационного образца гиперзвуковой КР RATTLRS универсального базирования массой примерно 900 кг. В варианте авиационного базирования КР должна быть совместима с самолетами F/A-18E/F, F/A-22 и F-35, которые составят основу тактической авиации США на ближайшие десятилетия.
Программа HiSTED, идентифицируемая в планах DARPA как программа трансатмосферного аппарата глобальной дальности, находится в прямой связи с программой RATTLRS. Разрабатываются ТРД, обеспечивающие маршевое число М не менее 4 и применимые на невозвращаемой первой ступени КЛА, а также на тактических боевых ГЛА, и турбопрямоточные двигатели комбинированного цикла (ТВСС) на углеводородном топливе со сверхзвуковым горением для возвращаемых ЛА со скоростью, соответствующей числу М = 7. Двигатель комбинированного цикла на малых скоростях работает как обычный ТРД, а после разгона до скорости, соответствующей М около 4, переходит в режим ПВРД, работающий до М = 7.
Интерес к двигателю ТВСС не в последнюю очередь связан с проблемой плавного регулирования числа М. Есть сведения о комбинированной СУ, объединяющей ТРД, разработанный вслед за двигателем YJ102R, и ГПВРД HyTech. Отделение «Либерти Уокс» на основе своего же демонстратора XTL17, испытанного в 2005 г., спроектировало двигатель ХТL18, а фирма «Вильямс Интернейшнл» -двигатель XTE88 того же класса. Будучи ориентированными на одноразовое применение, новые технологии подходят и для силовых установок многоразовых ЛА. В конструкции двигателя нашли свое применение новые технологии, например элементы камеры сгорания (в зоне смешения основного потока воздуха и потока, перепускаемого из каналов, размещенных вокруг двигателя) выполнены из материала углерод-углерод.
Фирма «Локхид Мартин» относит к своим достижениям разработку уже упоминавшегося конвергентного воздухозаборника («inward turning»), сохраняющего ряд преимуществ осесимметричного воздухозаборника по сравнению с плоским. В таком воздухозаборнике с профилированными по клину стенками поток отклоняется к осевой линии СУ. Достигаются существенное сокращение омываемой поверхности внутри СУ с соответствующим снижением сопротивления трения и массы теплозащиты и более высокий коэффициент восстановления давления. Исключаются зоны завихренности, неизбежно возникающие в углах при пересечении прямых стенок плоского воздухозаборника. Кроме того, открываются возможности более рациональной интеграции СУ с планером в целях повышения аэродинамического качества. Форсированные исследования воздухозаборников этого типа проводятся в интересах фирмы «Локхид Мартин» в рамках программы HyCAUSE. Воздухозаборник предполагается включить в систему ТВСС для ГЛА НCV, являющегося основой программы Falcon.
|
