Hipersonična raketna oružja (Kinžal i sl.) – za sada neobranjiva

Nakon nedavna dva slučaja, prva u povijesti, korištenja hipersoničnih krstarećih raketa Kinžal (bodež) u rusko-ukrajinskom ratu, veći dio javnosti po prvi puta je postao svjestan njihovog postojanja, ali vjerojatno ne i njihove važnosti i što znače u ukupnoj globalnoj vojnostrateškoj slici

Drago Galić srijeda, 30. ožujka 2022. u 06:00

Iako postoje neprovjerene informacije da je Rusija po prvi puta koristila Kinžal (Kh-47M2), hipersoničnu krstareću raketu u lipnju 2016. na neimenovanu zemaljsku metu u Siriji, prvo potvrđeno korištenje ove rekete u stvarnom sukobu dogodilo se 18. ovoga u Ukrajini kada je ruska vojna avijacija (službeno Zračno-svemirske snage/Vazdušno-kosmičeskije silji - VKS) ispalila Kinžal na metu kraj grada Deljatina i dan poslije – 19. ovoga, još jedan na veliko spremište goriva kraj Konstantinovke, mjesta sjeverno od Donjecka.

Što je Kinžal i zbog čega je ovaj tip naoružanja važan?

Neobranjiva brzina

S obzirom na Machov broj (brzinu zvuka), brzine dijelimo na podzvučne ili subsonične - manje od brzine zvuka za dati medij; transonične u rasponu od 0,8-1,2 Ma, supersonične do 5 Ma i hipersonične za brzine veće od pet brzina zvuka za dati medij, odnosno do visine od 90 km iznad površine Zemlje.

Hipersoničnim oružjima nazivamo, pak, ona koja su u stanju i letjeti i manevrirati brzinama petput većima od brzine zvuka (5 Ma) do kontakta s ciljem.

Problemi hipersoničnih letova

Već kod visokih supersoničnih brzina oplata objekta koji putuje kroz atmosferu počinje se zagrijavati. Kod putničkih aviona već na brzinama od preko 900 km/h počinje zagrijavanje oplate aviona, posebno na napadnim ivicama krila i stabilizatora i na drugim izloženim površinama, ali radi se o malim povećanjima temperatura. Pri brzinama od 2 Ma, pak, napadne ivice zrakoplova mogu dosegnuti do 180 stupnjeva celzija što je gornja uporabljiva granica za duraluminij koji se koristi u avijaciji, a pri 3 Ma temperatura ide do 240 stupnjeva celzijevih što je gornja granica pri kojoj titanijske legure u avijaciji zadržavaju tehnička svojstva potrebna za zadržavanje strukturalne cjelovitosti zrakoplova. Najbrži vaneksperimentalni zrakoplovi ikad napravljeni i korišteni – SR-71 Blackbird i MiG-31 stoga imaju oplatu kompletnu (SR-71) ili dijelom napravljenu od titanijskih legura, a nešto stariji MiG-25 koji također može prijeći brzinu od 3 Ma (pod cijenu uništavanja turbine) je ovo riješio korištenjem čelika za ključne dijelove oplate što je do tada bilo nečuveno u avijaciji koja po svaku cijenu želi olakšati materijale koji se koriste – dural ili duraluminij koji je posebna legura aluminija koja se koristi u avijaciji stoga i jest triput manje specifične težine od čelika.

Vidimo, dakle, da kod povećanja brzine tijela koje leti u atmosferi, naglo raste i temperatura oplate tijela, koja dijelom ovisi i o obliku, površinskoj strukturi i tipu materijala koji se koristi za oplatu.

Ipak, na hipersoničnim brzinama površina materijala i tip imaju manju ulogu kod zagrijavanja, pa klasične titanijske ili čelične legure više ne mogu podnijeti visoke temperature koje se javljaju pri visokim hipersoničnim brzinama.

Stoga su i čuveni, sada umirovljeni Space Shuttle, kao i (samo jednom korišteni) sovjetski raketoplan Buran, na donjoj površini krila imali posebne keramičke pločice temperaturno izuzetno otporne što im je bilo neophodno za izdržavanje brzina ulaska u atmosferu od 22-27 Ma gdje se temperatura oplate izložene trenju ide do 1.650 stupnjeva celzija u visokoj (rijetkoj) atmosferi.

U stratosferi, koja ide od 8-60 km visine iznad Zemljine površine (ovisno o prilikama), ruski Avangard (poznat i kao Yu-74 i Yu-71) koji se lansira s interkontinentalnih raketnih sustava, a sam spada u kategoriju hipersoničnih jedrilica (HGV – Hypersonic Glide Vehicle), pri brzinama od 20-27 Ma doseže temperature od 2.000 stupnjeva celzija, pa je to i razlog zbog čega je kao mjesto njegova nastanka naveden Moskovski institut za termalne tehnologije – kod ovih tipova letjelica osnovni problem je iznaći materijale koji mogu podnijeti terminalne temperature i pri tome služiti kao izolator za opremu – navođene sustave i ubojni teret - koju nose unutar svoje strukture.

Za Kinžal, koji leti pri manjim brzinama od samo 10-12 Ma, ali i na manjim visinama od Avangarda gdje je zrak nešto gušći pa time i trenje veće (plafon leta do 20 km), vrlo je vjerojatno do se temperatura oplate približava barem onoj od 1.650 stupnjeva, a vjerojatno i većoj.

Posljedica ovolikih temperatura oplate je ionizacija zraka oko tijela rakete pa na rijetkim snimkama Kinžala vidi se (ultrabrzi) bijelo užareni objekt nalik kometu. Visoko ionizirani zrak oko tijela objekta čini ga u praksi nevidljivim za radare čije zrake ne mogu prodrijeti kroz ionizirani oblak koji za njih predstavlja vrstu jake elektromagnetske smetnje, iako i sam izvor smetnje (ionizirani oblak) također može biti praćen, ali s manjom preciznošću.

Međutim, kada se kombinira hipersonična brzina, radarska nevidljivost, slaba mogućnost optičkog praćenja i mogućnost manevriranja po visini i smjeru, Kinžal, kao i druga postojeća i najavljena hipersonična oružja praktički je nemoguće presresti ili oboriti prije cilja.

Također, golema brzina ovakvih oružja čini ih ubitačnima čak i bez ikakvog bojevog punjenja (Kinžal može nositi konvencionalnu ili nuklearnu bojevu glavu snage 100 -500 kT) tako da sama kinetička energija bojeve glave mase 500 kg i bez eksploziva i ostalih dijelova rakete odgovara eksplozivnoj snazi tone TNT-a.

Ovolika brzina, mogućnost manevriranja, nemogućnost presretanja i golema snaga čak i konvencionalne bojeve glave jedan je od razloga zbog kojega Kinžal još i zovu ubojicom nosača (aviona) – „carrier killer“, inače notorno zaštićenih i gotovo nepotopivih brodova kojih SAD ima 11, a Rusija tek jedan i to neusporedivo manji i slabiji (k tome i službeno deklariran kao „teški krstaš s avionima“ kako bi zaobišli tursku zabranu prolaska nosača aviona kroz Bospor).

Tehničke karakteristike

Kinžal se lansira isključivo iz zraka, dakle s odgovarajućeg zrakoplova koji može nositi ovu raketu, a u njenom slučaju to su MiG-31K (modernizirana verzija sovjetskog dvomotornog presretača s početka 80-tih) koji može ponijeti jedan kinžal i Tu-22 M3M (Backfire), modernizirana verzija supersoničnog lovca varijabilne geometrije krila iz 70-tih, a koji može ponijeti 4 ovakve rakete. U budućnosti se očekuje da će i jedini ruski lovac povećane prikrivnosti (stealth) Su-57 imati mogućnost nositi i ispaljivati ove rakete.

MiG-31K s Kinžalnom na centralnom pilonu
MiG-31K s Kinžalnom na centralnom pilonu

Domet rakete je preko 2.000 kilometara kad se ispaljuje s MiG-a 31, a preko 3.000 kilometara kad se ispaljuje s Tu-22. Raketa, iako spada u balističke jedrilice, dakle, nakon početnog impulsa raketnog motora više nema vlastite propulzije, može izvoditi manevre izbjegavanja protivničke obrane kako po smjeru, tako i po visini i to u svim fazama leta. Može nositi konvencionalnu i nuklearnu bojevu glavu. Bojeva glava je ukupne mase 500 kilograma u što stane programabilna nuklearna bojeva glava snage 100-500 kilotona.

Tu-22M3M, modernizirana verzija supersoničnog bombardera iz 70-tih može ponijeti do 4 Kinžala na vanjskim pilonima
Tu-22M3M, modernizirana verzija supersoničnog bombardera iz 70-tih može ponijeti do 4 Kinžala na vanjskim pilonima

Za navigaciju je zadužen inercijalni navigacijski sistem sadržan u raketi, posve neovisan o vanjskim signalima i, prema specifikacijama, postoji mogućnost korekcije putanje korištenjem sustava satelitske navigacije GLONASS, daljinskog upravljanja i infracrvenog optičkog navođenja.

Kažemo „prema specifikacijama“ jer nije pojašnjeno kako i u kojim slučajevima je moguće korištenje ova zadnja tri sustava navođenja od kojih signali njih barem dva – GLONASS-a i daljinskog (radijskog) navođenja (ukoliko se u slučaju infracrvenog optičkog navođenja radi o automatiziranom računalnom navođenju unutar rakete) ni sami, koliko je poznato, ne mogu probiti ionizirani oblak zraka oko Kinžala pri supersoničnim brzinama.

Preciznost pogađanja mete je unutar jednog metra

U naoružanje vojske Ruske Federacije Kinžal je uveden 2017., a njegovo postojanje je prvi puta objavljeno 2018. skupa s objavom o drugim novim hipersoničnim oružjima u naoružanju Ruske Federacije. Koliko je poznato, niti jedan od sada operativnih protubalističkih sistema u uporabi – MIM 104 Patriot, THAAD i Aegis Combat System s američke strane, odnosno bivši sovjetski i sadašnji ruski sustav S-300 (u raznim varijantama), S-400, S-500 i za sada malo poznati S-550 ne mogu presresti niti zaustaviti Kinžal.

Moguće je da je i to jedan od razloga zbog kojih je na dva cilja u Ukrajini korištena baš ova krstareća raketa jer je sama Ukrajina na početku sukoba imala sigurno preko 8 baterija S-300 sa više desetina lansera koje su, u područjima gdje su postavljene, uspješno obarale čak i krstareće rakete tipa Kalibr maksimalne brzine do 2,9 Ma. S druge strane, moguće je da je korištenje bilo isključivo demonstracijskog, odnosno pokaznog karaktera za promatrače van Ukrajine.

U međuvremenu je prema podacima vojske RF u Ukrajini vojnim djelovanjem „uništeno 148 od 180 sustava dugog i srednjeg dometa za zračnu obranu“, te „117 od 300 radarskih stanica“, iako nije točno specificirano kojih, pa se ne zna koliki dio od toga otpada na S-300 sisteme. Ukrajina svoje podatke o gubicima, pak, ne daje, a procjene treće, neovisne strane, nemamo.

Protubalistički raketni sustavi

Objekte u balističkim putanjama relativno je lako (u teoriji…) obarati jer balistička trajektorija slijedi predvidljiva fizikalna pravila koja jednako vrijede za manje i veće brzine. Problem je, pak, što je geometrija presretanja bitno različita kod visoko supersoničnih ili hipersoničnih objekata.

Shematski prikaz funkcioniranja izraelske Čelične kupole
Shematski prikaz funkcioniranja izraelske Čelične kupole

Na primjeru izraelske Čelične kupole (Iron Dome/Kippat Barzel) i priložene grafike, vidimo kako radi zaštita ključnih lokacija u Izraelu na primjeru subsoničnih i transoničnih raketa (uglavnom ručne izrade) i granata ispaljenih iz pojasa Gaze na Izrael.

Lanserski dio izraelske čelične kupole – tu su još radarski moduli i komandni centar. Cijena rakete je od 30-50.000 dolara što ovaj sustav čini vrlo skupim za korištenje posebno u uvjetima visoke zasićenosti ciljevima
Lanserski dio izraelske čelične kupole – tu su još radarski moduli i komandni centar. Cijena rakete je od 30-50.000 dolara što ovaj sustav čini vrlo skupim za korištenje posebno u uvjetima visoke zasićenosti ciljevima

Ključna stavka je podatak da je ispaljena raketa sustava Čelične kupole brža od ispaljene rakete ili drugog projektila pa je u stanju sustići je u zraku. Također, Čelična kupola koristeći neuronsku mrežu presreće samo one projektile za koje izračun balističke putanje pokazuje da će završiti u nekom naseljenom mjestu. Prema izraelskim službenim podacima, uspješnost presretanja takvih projektila čak i u uvjetima visoke saturacije iznosi 80-90% (ne računajući one koje se ne presreće zbog neprijetećih putanja).

Ruski Grad višecjevni raketni lanser, odnosno baterija ovakvih (ili bilo kojih sličnih) lansera s lakoćom zasiti Čeličnu kupolu, odnosno na imalo dulji rok njeno korištenje čini posve neisplativim i financijski nemogućim
Ruski Grad višecjevni raketni lanser, odnosno baterija ovakvih (ili bilo kojih sličnih) lansera s lakoćom zasiti Čeličnu kupolu, odnosno na imalo dulji rok njeno korištenje čini posve neisplativim i financijski nemogućim

Presretanje iz susretnih kurseva je također moguće, ali je uglavnom rezervirano za zrakoplove u subsoničnom i transoničnom na supersonični režim leta jer se pri velikim susretnim brzinama izuzetno povećavaju zahtjevi za manevarskim sposobnostima projektila koji treba presresti takav objekt da bi konus eksplozije bojeve glave zahvatio cilj. Iako navođene rakete ove namjene uglavnom podnose veća opterećenja od zrakoplova (zrakoplovi obično do 9G ili manje, ovisno o konfiguraciji – rakete zrak-zrak čak 30G) ovo je dovoljno (uglavnom, ne uvijek) tek za uspješno presretanje supersoničnih zrakoplova. Kod presretanja u susretnom kursu krstareće hipersonične rakete koja leti 10, 12 ili 27 puta brže od zvuka, maksimalno opterećenje presretačkih raketa trebalo bi biti za dva reda veličina veće, što je nemoguće postići što zbog fizikalnih aerodinamičkih limita, što zbog strukturnih opterećenja  projektila.

Čak ni sustavi bliske zaštite i visoke zasićenosti poput Phalanxa ili Goalkeeper CIWS-a koji postavljaju zavjesu projektila na putanju neprijateljske rakete nemaju dovoljni domet, brzinu reakcije ni gustoću vatre da bi ovakve krstareće rakete zaustavili.

Za sada se čini da hipersonična oružja nemaju efikasnu obranu niti je neka na vidiku koja ne bi uključivala korištenje nuklearnih bojevih glava za presretanje takvih objekata.


Ostali hipersonični sustavi

Pored Kinžala, naravno, postoje i drugi hipersonični sustavi u pripremi ili već spremni za korištenje. Već smo spominjali ruski Avangard koji se ispaljuje s klasičnih mobilnih lansera ICBM raketa i koji postiže brzine do 20 i 27 Ma (Rusija ga je počela razvijati nakon američkog povlačenja 2002. iz međusobnog ABM sporazuma iz 1972. koji je uzajamno ograničavao uporabu antibalističkih raketnih sustava) dometa preko 6.000 kilometara i s mogućnošću nošenja nuklearne bojeve glave snage preko 2 Mt, a tu su još i ruski Zirkon (Cirkon), te kineski orbitalni sustav za bombardiranje koji može preletjeti čitavu zemaljsku kuglu i iz niske orbite izbaciti hipersonične projektile na ciljeve pri čemu posve izbjegava radare za ranu detekciju prijetnji. Ovo je po svoj prilici najrazvijeniji hipersonični sustav isporuke atomskog i konvencionalnog udara, a općenito se smatra da je Kina u razvoju ovog tipa oružja otišla najdalje od tri velike sile (druga je Rusija, a SAD treći).

Kineski DF-17, hipersonična jedrilica, prikazana na vojnoj paradi u Pekingu brzine 5 Ma i dometa do 2.500 kilometara i stanu nositi termonuklearnu bojevu glavu. Bliska rođakinja DF-26 sposobnog za brzine od 17 Ma koji Kina također ima u arsenalu.
Kineski DF-17, hipersonična jedrilica, prikazana na vojnoj paradi u Pekingu brzine 5 Ma i dometa do 2.500 kilometara i stanu nositi termonuklearnu bojevu glavu. Bliska rođakinja DF-26 sposobnog za brzine od 17 Ma koji Kina također ima u arsenalu.

Amerikanci, pak, imaju svoj Dark Eagle, maksimalne brzine 17 Ma i srednjeg dometa (do 3.000 kilometara), prema planovima namijenjen korištenju u europskom teatru za nuklearni napad iz Njemačke, Poljske (ranije moguće i Ukrajine) na ciljeve u Rusiji. Za sada još nije operativan, ali se očekuje da bi trebao postati iduće godine kada će biti instaliran u Njemačkoj. Prema pisanju novina, lansiran iz Mainz-Kastela u Njemačkoj (56. artiljerijsko zapovjedništvo), Dark Eagle bi trebao biti u stanju pogoditi cilj u Moskvi u samo 6 minuta.

Long-Range Hypersonic Weapon (LRHW)  ili Dark Eagle u američkoj vojsci
Long-Range Hypersonic Weapon (LRHW) ili Dark Eagle u američkoj vojsci

📢 Windows 11

ACER Aspire 3

Ryzen 5 3500U, 12GB, 512GB SSD, Radeon Graphics, 15.6“ LED FHD, Windows 11.

3.999kn 530,76 € Kupi

📢 Windows 11

HP 255 G8

Ryzen 3 5300U, 8GB, 256GB SSD, Radeon Graphics, 15.6" LED FHD, Windows 11.

3.299kn 437,85 € Kupi

📢 12 rata bez kamata

ASUS ROG

Serija laptopa za najbolji gaming doživljaj. Pretvara svaku igru u realistično iskustvo.

Od 12339kn Kupi


HI-FI EXPERIENCE WEEK

KEF

Od 28.11. do 16.12. 2022. posjeti našu slušaonu na Zagrebačkom Velesajmu i uživaj u KEF Wireless aktivnim zvučnicima.

Kupi

2 1/2-stazni podni zvučnici

REVEL F35

Sposobnost pružanja performansi dostojnih najzahtjevnijih sustava za zabavu, 35-20,000Hz, 6 Ohma, 90 dB, 30-180W.

15.999 kn 2.123,43 € Kupi

ANC naglavne slušalice

KEF Mu7

Čist, precizan zvuk visoke razlučivosti, intuitivne kontrole na dodir, jasno snimanje glasa, do 40 sati reprodukcije, Bluetooth 5.1.

2.999 kn 398,04 € Kupi