«Орешник»: как это работает и зачем нужно

Россия вновь закрыла воздушное пространство в окрестностях полигона Капустин Яр, а американское посольство на Украине выпустило очередное предупреждение об опасности для граждан США. Иными словами, даже однократно примененный «Орешник» продолжает оставаться «актуальным». При этом, поскольку новой информации не поступает, имеет смысл проанализировать имеющуюся. Забегая вперед, некоторые выводы оказались неожиданными.

Немного истории

Вряд ли стоит уточнять, что оружие с кинетическим принципом действия — от камня до пушечного ядра — тотально преобладало на протяжении практически всей человеческой истории. Это положение изменилось после изобретения бризантной взрывчатки.

Однако затем стали доступны гиперзвуковые скорости — уже максимальная скорость Фау-2 почти точно соответствовала «пограничным» пяти махам. При этом энергия килограмма, разогнанного до 9,8 махов, уже соответствовала тротиловому эквиваленту (4,184 мегаджоуля на килограмм). Реальная «энергетика» тротила довольно сильно варьирует в зависимости от условий и в среднем несколько больше.

Как следствие, идея кинетической бомбардировки воскресла уже в 1950-х. На пути практической реализации стояла низкая точность ранних баллистических ракет и потенциального орбитального вооружения.

К 80-м круговое вероятное отклонение «продвинутых» межконтинентальных ракет упало до менее чем сотни метров. Это уже давало возможность использования «обычного» (конвенционального) оснащения в более осмысленном режиме, чем террористический обстрел городов. При этом «Першинг-2» обзавелся управляемым боевым блоком и официальным КВО в 30 м. Однако ценой вопроса в его случае стало «торможение» боеголовки над целью ради использования системы наведения по рельефу местности («ТЕРКОМ»).

Между тем мейнстримовое направление развития предполагало дальнейший рост точности — причем на гиперзвуковых скоростях. Так, «Трайдент-2» обладал вполне достаточной точностью для поражения шахт МБР — при использовании стандартной траектории с большим подлетным временем. Однако при «быстром» ударе с малого расстояния (по настильной траектории) рассеивание получалось слишком большим. Как следствие, разработка управляемого боевого блока для новой морской ракеты началась практически одновременно с официальным стартом программы «Трайдент-2».

Перспективы были очевидны.

Быстрый глобальный удар: от ранних испытаний к «Темному орлу»

Первые опыты в конвенциональной области датируются серединой 90-х. Процитирую доклад исследовательской службы конгресса США от 2021-го.

«В августе 1995 года ВВС США запустили МБР, вооруженную „заостренной“ передней частью (и без взрывоопасной боеголовки), по гранитной (?) плите, которая по своим характеристикам напоминала железобетон».

Теоретические выкладки по поводу стратегических неядерных сил начали появляться в открытой американской литературе год спустя. В 2003-м концепция «Быстрого глобального удара» (БГУ) стала официальной и публичной.

При этом еще до того, как это произошло, американцы «активировали» приторможенную распадом СССР тему увеличения точности баллистических ракет.

В 2002-м Пентагон запросил финансирование на Enhanced Effectiveness (E2). В рамках «скромной» программы продления срока эксплуатации боеголовок «Трайдента» W76 предполагалось модернизировать их до управляемых боевых блоков. На фоне сокращения ядерных арсеналов эта попытка довести Москву до недоговороспособного состояния была сочтена неуместной.

Это, однако, не помешало провести испытания в марте 2005-го. Второй итерацией (в 2006-м) стало предложение, по сути, того же самого уже в рамках программы «Быстрого глобального удара». Речь шла о создании «конвенционального „Трайдента“» с неядерным боевым блоком. Круговое вероятное отклонение, уже достигнутое при испытаниях Е2, должно было быть тридцатифутовым (9 м). Это предложение рассматривалось как вариант с низким техническим риском.

За примечательными подробностями можно обратиться к уже процитированному выше докладу исследовательской службы Конгресса.

«Военно-морской флот рассматривал два типа боеголовок для программы… Одна боеголовка предназначена для уничтожения или выведения из строя наземных целей, таких как аэродромы или здания, с использованием боеголовки, начиненной вольфрамовыми стержнями, известными как флешетты, которые обрушатся на цель и уничтожат все на площади до 3000 квадратных футов. Другая, возможно, сможет уничтожать защищенные цели, такие как подземные бункеры или укрепленные сооружения, если будет достаточно точной, чтобы наносить удары очень близко к цели».

Примечательные параллели. Так или иначе, в 2010-х Пентагон отказался от рискованных переделок ядерной «баллистики» и пошел по пути создания специализированных ракет. Пока промежуточным итогом американских усилий является система LRHW/"Дарк игл», представляющая собой ракету средней дальности — своего рода «Першинг-3».

Что касается России, то официальное заявление о возможности симметричного ответа на американские разработки датируется 2012-м годом. Тогдашний командующий ракетными войсками стратегического назначения Сергей Каракаев:

«…наличие в составе РВСН мощной жидкостной МБР позволит реализовать и такие возможности, как создание стратегического высокоточного оружия с неядерным оснащением и практически глобальной досягаемостью, если США не откажутся от своей программы создания таких ракетных систем».

Как это работает

«Орешник» спровоцировал длинную серию споров о том, как именно взаимодействует гиперзвуковой ударник с мишенью. При этом сетевые знатоки гиперзвука успели и усомниться в упомянутой Путиным «температуре Солнца» и выдвинуть ряд собственных креативных теорий. Самая распространенная: «боеголовка оставит только аккуратную дыру практически без побочных разрушений».

Между тем количество научных работ, посвященных эффектам высокоскоростного удара, измеряется буквально сотнями — ими занимались в самом разном контексте. Попробуем сделать из них выводы.

Самый очевидный и во многом ключевой: интенсивность торможения «ударника» (а значит, нагрева и генерации ударной волны) и в воздухе, и в грунте будет сильнейшим образом зависеть от его конкретных параметров. Что позволяет целенаправленно добиваться нужных эффектов. В итоге конкретные боеприпасы будут давать их очень широкий разброс. Это позволяет говорить только о самых общих принципах.

1. Любое тело, движущееся со сверхзвуковой скоростью в воздухе, порождает ударную волну. 3 км/с «Орешника» — это более чем вдвое меньше, чем скорость ударной волны при взрыве тротила — 7,1 км/с (речь именно о скорости волны в воздухе, а не скорости детонации заряда). При этом давление на фронте волны пропорционально квадрату скорости. Однако даже с этими оговорками ударная волна, возникающая при движении блоков «Орешника», будет более чем опасна.

2. Не менее естественно, что движущееся на гиперзвуковых скоростях тело испытывает сильнейший нагрев. Десятимаховая боеголовка баллистической ракеты разогревается в атмосфере до температуры порядка 4000 градусов. При этом речь не о «теоретической» температуре торможения, а о реальных показателях, с учетом уноса тепла потоком воздуха и т. д.

Формально 4000 градусов сопоставимы с температурой в центре классического тротилового взрыва (около 3000 градусов). Однако при взрыве речь о миллисекундных состояниях и зажигательное действие тротила весьма ограничено. Раскаленная боеголовка очевидным образом эффективнее.

Между тем 4000 градусов — это выше температуры плавления самого тугоплавкого из металлов, вольфрама (3422 градуса), и намного выше, чем температура кипения/испарения железа (2861 градус).

Равным образом температурные эффекты неизбежно усилят ударную волну.

3. При попадании в грунт/мишень интенсивность торможения и энерговыделения возрастают на много порядков.

4. Не менее резко растет и эффективность «передачи» энергии. Хорошо известно, насколько эффективнее «работает» взрыв в воде по сравнению с взрывом в воздухе. Причина — в очень высокой по сравнению с воздухом плотности и слабой сжимаемости воды. Характеристики грунта и стройматериалов варьируют в очень широких пределах. Однако в среднем грунт гораздо плотнее воды при сопоставимой сжимаемости. Примечательно, что в отношении взрывов в нем долго и вполне успешно применялась модель взрыва в идеальной (несжимаемой) жидкости.

В итоге заглубленный (камуфлетный) взрыв классических боеприпасов превращает здания в развалины кратно эффективнее поверхностного.

Эти особенности использовала, например, линейка «сейсмических» бомб Второй мировой — «Толлбой», «Гранд слэм» и их американские клоны; плюс, как предельный вариант, двадцатитонный послевоенный «Клаудмейкер» Т-12.

В случае кинетической боеголовки проблема заглубления в принципе не стоит. В итоге мы получим классический эффект «сейсмической» бомбы.

5. При этом встреча мощной ударной волны с не слишком прочным материалом мишени (например, типа «грунт») неизбежно породит вполне «осязаемую» воронку и сопутствующие разрушения на поверхности. Хотя, повторюсь, конкретные параметры будут сильнейшим образом зависеть от «ударника».

6. «Обычные» камуфлетные взрывы могут создавать еще и так называемый «эффект люка висельника», когда сооружение или его часть просто обваливается в образовавшуюся полость.

При достаточном нагреве во время гиперзвукового удара также происходит кинетический взрыв — частичное или полное испарение вещества «ударника» и мишени. На скоростях порядка 3 км/с он будет иметь очень далеко не «метеоритные» масштабы, однако в той или иной мере практически неизбежен. Напомню, что ту же воду содержит даже бетон.

В целом, весьма неприятное оружие — даже если вынести за скобки его малую уязвимость и крайнюю дороговизну защиты.

Комбинированные стратегические силы — для чего это нужно.

Займемся вопросами применения. Собственно, уже значение КВО ниже 100 метров позволяет использовать конвенциональные боеголовки против «мягких» стратегических целей — таких, как подводные лодки в базах и стратегическая авиация на аэродромах. Естественно, оптимальным вариантом для этого будет не фугас и не кинетический «лом», а условная «гиперзвуковая шрапнель».

Последняя, как нетрудно заметить, будет иметь крайне неприятную комбинацию свойств. С одной стороны, способность «взломать» любое типовое укрытие. С другой — «пиротехнические» эффекты, автоматически вызывающие детонацию всего хотя бы минимально взрывоопасного.

Доведение КВО до первых метров, в свою очередь, означает, что уязвимыми для конвенционального оснащения становятся шахты МБР, бункеры управления и т. д.

Иными словами, ответ на вопрос, для чего американцам нужны вариации на тему «быстрого глобального удара», крайне прост. Прежде всего и в основном — для все того же обезоруживающего и обезглавливающего удара по ядерным силам противника.

Перспективы тут очевидны. Прежде всего, управляемый боевой блок без ядерного заряда банально дешевле, чем управляемый атомный аналог. Далее, у ракет в ядерном оснащении в таком контексте остаются только функции сдерживания противника в мирное время и принуждения к капитуляции после обезоруживающего удара. Ни для того, ни для другого высокая точность и сложность не нужны.

Иными словами, на выходе можно получить оптимизированный арсенал стратегического вооружения. Между тем сама реализация обезоруживающего удара в конечном итоге упирается именно в ресурсы. Контрсилового оружия, находящегося в постоянной готовности к удару, должно быть много.

Наконец, неядерный вариант позволяет обойти договорные ограничения на количество боеголовок (впрочем, договоры пересматриваются) и вызывает меньше политических осложнений в целом.

Для России эти опции достаточно бесполезны просто в силу нереалистичности обезоруживающего удара по оппоненту. Даже теоретической возможности оперативно потопить стратегические подводные лодки США у нас не было и нет. Однако с точки зрения американцев с их морским доминированием, ситуация выглядит принципиально иначе.

…И «тактика»

Вышесказанное отнюдь не означает, что «кинетику» нельзя использовать в менее глобальных целях. Нюанс в том, что дальнобойные баллистические ракеты сами по себе — это дорогое, но не сверхдорогое оружие. Так, «Трайдент» стоит порядка $ 50 млн — дешевле, чем Ф-35. Естественно, в варианте с высокоточным конвенциональным оснащением стоимость ракеты очень существенно возрастет.

Однако при этом ракета не требует затрат на подготовку и поддержание квалификации пилота и т. д. Между тем, по оценке американской счетной палаты, стоимость содержания Ф-35 на протяжении их жизненного цикла может превысить затраты на закупку собственно самолетов в 3,6 раза. Иными словами, очень далеко не факт, что «продвинутая» ракета хотя бы догонит по стоимости жизненного цикла истребитель.

Между тем спектр нестратегических целей, которые вполне разумно разменять на эквивалент потери одного истребителя без пилота, еще обширнее, чем кажется на первый взгляд. Аэродромы уже упоминались, столь же очевидны сколько-нибудь крупные корабли в порту. Однако есть и куда более контритуитивные варианты.

Так, даже до начала СВО цена 155-мм снаряда составляла $ 2 тыс. Иными словами, 50 тыс. снарядов стоят 100 млн. Между тем тот же «Орешник» несет как минимум шесть боеголовок с индивидуальным наведением. Иными словами, вполне подходящей целью оказывается «средний» склад боеприпасов — даже без необходимого в таких случаях учета цены вреда, который они могут нанести.

В «гражданской» сфере едва ли не идеальной целью выглядит тот же топливно-энергетический комплекс.

При этом если обезоруживающий удар остается для России чистой теорией, то в нестратегическом гиперзвуке она, напротив, заинтересована в разы сильнее США. Просто по факту отсутствия авиабаз почти в любой точке планеты.

Проблема заключается лишь в ресурсах — очевидно (и обосновано), безальтернативным приоритетом останется ядерный вариант.