ARRW, HCSW i HAWC, czyli Make America Hypersonic Again

Makieta gabarytowo-masowa pocisku AGM-183A ARRW pod skrzydłem B-52H podczas pierwszego „testu w locie” 12 czerwca 2019 r.

Makieta gaba­ry­towo-masowa poci­sku AGM-183A ARRW pod skrzy­dłem B‑52H pod­czas pierw­szego „testu w locie” 12 czerwca 2019 r.

13 czerwca US Air Force wydało komu­ni­kat o pierw­szej i do tego uda­nej pró­bie w locie (fli­ght test) broni hiper­so­nicz­nej, czyli Lockheed Martin AGM-183A Air-Launched Rapid Response Weapon (ARRW). Chodzi o nowy lot­ni­czy pocisk rakie­towy, któ­rego nosi­cie­lami będą zmo­dy­fi­ko­wane do tego celu bom­bowce stra­te­giczne Boeing B‑52H. Ta pozor­nie sen­sa­cyjna wia­do­mość – pierw­szy test i od razu suk­ces – naj­bar­dziej obie­cu­jąco brzmiała w obrę­bie nagłówka. Jednak film Hitchcocka to nie był. Po począt­ko­wym trzę­sie­niu ziemi napię­cie już tylko malało.

Przeprowadzony 12 czerwca „test w locie” był po pro­stu lotem bom­bowca B‑52H z pod­wie­szoną makietą gaba­ry­towo-masową doce­lo­wego AGM-183A ARRW (akro­nim ten po roz­wi­nię­ciu ozna­cza „odpa­lana z powie­trza broń szyb­kiej odpo­wie­dzi”, ma się wyma­wiać jak angiel­skie słowo arrow, czyli strzała). Nie było żad­nego odpa­le­nia, nie wia­domo, czy poszcze­gólne sys­temy poci­sku są już gotowe (choćby na eta­pie pro­to­ty­po­wym), np. napęd rakie­towy. Komunikat USAF dalej infor­mo­wał, że w cza­sie próby makieta poci­sku miała czuj­niki, które mie­rzyły opór aero­dy­na­miczny gene­ro­wany przez pod­wie­szony zewnętrz­nie pocisk, poziom wibra­cji i wpływ powyż­szych na zacho­wa­nie się w locie bom­bowca i jego wypo­sa­że­nie. Analogiczną w tre­ści notkę opu­bli­ko­wała 17 czerwca kor­po­ra­cja Lockheed Martin.
Komentarze w ame­ry­kań­skich mediach, także tych bran­żo­wych, jakie towa­rzy­szyły temu zda­rze­niu, skła­niały do reflek­sji, że nie­któ­rzy poprze­stali na lek­tu­rze tytułu opu­bli­ko­wa­nej notki (acz były też – nie­liczne – ser­wisy infor­ma­cyjne, które mody­fi­ko­wały jej tytuł, doda­jąc „na uwięzi”). Ogólnie zapa­no­wała eufo­ria w myśl haseł (ono­ma­to­peje pomi­niemy): mamy to!, znów jeste­śmy lide­rami (zawsze byli­śmy!), hiper­so­nicz­nie prze­go­ni­li­śmy Rosję (i Chiny), ARRW jest dwa (w wer­sji hard cztery) razy szyb­szy od Kinżała, to dopiero począ­tek… itd.
Jedno jest pewne, pre­zy­dent Federacji Rosyjskiej Władimir Putin swoim ubie­gło­rocz­nym prze­mó­wie­niem, wygło­szo­nym 1 marca przed połą­czo­nymi izbami rosyj­skiego par­la­mentu, kiedy ofi­cjal­nie ujaw­nił sze­reg nowych stra­te­gicz­nych sys­te­mów uzbro­je­nia (WiT 3 i 4/2018), osią­gnął wydźwięk pro­pa­gan­dowy, który do anna­łów psy­chia­trii powi­nien przejść pod nazwą „efektu Putina”. Jak widać, w Stanach Zjednoczonych do dziś jesz­cze nie pozbie­rali się emo­cjo­nal­nie po tym wystą­pie­niu i są raczej daleko od „prze­pra­co­wa­nia” tam­tej „traumy”.

Samolot doświadczalny X-15A w samodzielnym locie docelowo napędzał silnik rakietowy na paliwo ciekłe (bezwodny amoniak i ciekły tlen jako utleniacz), sterowanie było kombinowane – powierzchnie sterowe do lotu już beznapędowego (zniżanie w troposferze) i poprzeczne miniaturowe silniki rakietowe na nadtlenek wodoru używane podczas hipersonicznego lotu w stratosferze.

Samolot doświad­czalny X‑15A w samo­dziel­nym locie doce­lowo napę­dzał sil­nik rakie­towy na paliwo cie­kłe (bez­wodny amo­niak i cie­kły tlen jako utle­niacz), ste­ro­wa­nie było kom­bi­no­wane – powierzch­nie ste­rowe do lotu już bez­na­pę­do­wego (zni­ża­nie w tro­pos­fe­rze) i poprzeczne minia­tu­rowe sil­niki rakie­towe na nad­tle­nek wodoru uży­wane pod­czas hiper­so­nicz­nego lotu w stra­tos­fe­rze.

ARRW, czyli hiper­so­niczna szybka ścieżka

Zanim wró­cimy do samego testu z 12 czerwca, przy­po­mnijmy zało­że­nia pro­gramu ARRW. Lockheed Martin uzy­skał kon­trakt na opra­co­wa­nie ARRW w sierp­niu 2018 r. Według ówcze­snych jego warun­ków za 480 mln USD do 30 listo­pada 2021 r. Lockheed Martin Missile and Fire Control miał prze­pro­wa­dzić oblot nowego poci­sku, który wg USAF osią­gnąłby wstępną goto­wość ope­ra­cyjną (IOC) w 2025 r. Nosicielami mają być wyłącz­nie bom­bowce – od B‑52 do B‑21. ARRW ma być hiper­so­nicz­nym szy­bow­cem (ang. hiper­so­nic gli­der), który do pręd­ko­ści mak­sy­mal­nej Ma = 20 ma roz­pę­dzać sil­nik rakie­towy na paliwo stałe. Ogólnie cały pro­gram ma zaowo­co­wać jak naj­szyb­ciej dostęp­nym dla USAF lot­ni­czym poci­skiem hiper­so­nicz­nym. Nie ma poda­nych pra­wie żad­nych kon­kre­tów odno­śnie zasięgu ARRW. Jednak bio­rąc pod uwagę, że pierw­szym nosi­cie­lem mają być bom­bowce B‑52H, któ­rych jedyną metodą obrony przed rakie­to­wymi sys­te­mami obrony prze­ciw­lot­ni­czej (OPL) jest po pro­stu nie­wcho­dze­nie w strefę ich raże­nia, można przy­pusz­czać, że zasięg AGM-183A to co naj­mniej 500 – 600 km. Ale suge­ro­wana kon­struk­cja AGM-183A z oddzie­la­jącą się szy­bu­jącą czę­ścią bojową ozna­cza, że ten zasięg może być co naj­mniej trzy­krot­nie więk­szy. Wszystko zależy od mak­sy­mal­nej wyso­ko­ści, jaką AGM-183A osią­gnie i pręd­ko­ści nada­nej oddzie­la­ją­cej się czę­ści bojo­wej. W Rosji postrzega się AGM-183A jako przede wszyst­kim pocisk do zwal­cza­nia zaawan­so­wa­nej naziem­nej OPL, wła­śnie dzięki dekla­ro­wa­nej pręd­ko­ści lotu. A poza Federacją Rosyjską i Chińską Republiką Ludową żadne pań­stwo w zasa­dzie nie roz­bu­do­wuje aż tak sił OPL. Wielką nie­wia­domą pozo­staje układ napro­wa­dza­nia na cel (do czego jesz­cze wró­cimy), gdyż dekla­ra­tyw­nie ARRW ma nie być poci­skiem jądro­wym (podob­nie jak żadna inna roz­wi­jana w Stanach Zjednoczonych broń hiper­so­niczna, także w pro­gra­mie PGS). W kon­tek­ście Rosji dodajmy, że samo­lot o sku­tecz­nej powierzchni roz­pro­sze­nia radio­lo­ka­cyj­nego i cha­rak­te­ry­sty­kach lot­nych B‑52 nie będzie bez­pieczny w kon­fron­ta­cji z sys­te­mem S‑400 Triumf i poci­skiem dale­kiego zasięgu 40N6, nawet na dystan­sie ponad 500 km (a swo­bod­nie ope­ro­wać może jedy­nie w przy­padku braku prze­ciw­dzia­ła­nia myśliw­ców prze­chwy­tu­ją­cych MiG-31BM, które jesz­cze bar­dziej prze­su­wają rubież obronną na nie­ko­rzyść bom­bowca). Dlatego można zakła­dać, że AGM-183A pro­jek­towo jest poci­skiem o zasięgu przy­naj­mniej 1000+ km.
Bazując na powta­rza­ją­cych się opi­sach dzia­ła­nia, ARRW po odrzu­ce­niu spod bom­bowca i krót­kim locie hory­zon­tal­nym ma roz­po­cząć wzno­sze­nie z rosną­cym kątem natar­cia, pocisk prze­cho­dzi w tra­jek­to­rię quasi-bali­styczną, u któ­rej apo­geum, przy mak­sy­mal­nej pręd­ko­ści (i wypa­le­niu się paliwa sil­nika rakie­to­wego), ma prze­cho­dzić w lot nur­kowy (pod nie­wiel­kim kątem, obni­ża­jąc lot „eta­pami”), kie­ru­jąc się na cel. Ta część tra­jek­to­rii – okre­ślana jako hiper­so­niczne szy­bo­wa­nie – jest bez­na­pę­dowa. W mediach ame­ry­kań­skich pra­wie za pew­nik uznaje się, że od sek­cji napę­do­wej ARRW po wyczer­pa­niu paliwa u wierz­chołka tra­jek­to­rii będzie oddzie­lała się hiper­so­niczna szy­bu­jąca część bojowa (hyper­so­nic gli­der war­head, hyper­so­nic boost-glide vehicle etc.). Niektóre komen­ta­rze suge­rują, że ta szy­bu­jąca gło­wica powsta­nie w ramach tzw. Tactical Boost Glide (TBG), wspól­nego pro­gramu DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) i USAF. Jego celem jest skon­stru­owa­nie i prze­te­sto­wa­nie demon­stra­tora lot­ni­czego hiper­so­nicz­nego sys­temu, który skła­dałby się z czę­ści napę­do­wej, wyno­szą­cej hiper­so­niczną bez­na­pę­dową szy­bu­jącą część bojową (ana­log gło­wicy bojo­wej), która po wyczer­pa­niu się paliwa czę­ści napę­do­wej oddzie­la­łaby się od niej i prze­cho­dziła w hiper­so­niczne szy­bo­wa­nie. Skąd pomysł, że TBG wiąże się z ARRW? Wyniki pro­gramu TBG mają być wyko­rzy­stane do kon­stru­owa­nia lot­ni­czych poci­sków rakie­to­wych o ana­lo­gicz­nej kon­struk­cji. Natomiast sam TBG ma czer­pać z doświad­czeń HTV‑2 (Hypersonic Technology Vehicle 2) – eks­pe­ry­men­tal­nego pro­gramu DARPA. Poza tym po stro­nie prze­my­słu w TBG jest zaan­ga­żo­wany m.in. Lockheed Martin.
Patrząc na zdję­cia makiety AGM-183A można oce­niać dłu­gość poci­sku na ~6 m, a śred­nicę na ~0,6÷0,8 m (poja­wiła się plotka, że LM skon­stru­ował ARRW także z myślą o okrę­to­wych wyrzut­niach pio­no­wego startu Mk 41, co ogra­ni­cza­łoby śred­nicę poci­sku do 0,7 m) i prze­kła­da­łoby się na > 2 t masy star­to­wej. Potrzeba pew­nej dozy wyobraźni, by zakła­dać, że ARRW ma oddzie­la­jącą się część bojową, z któ­rej na doda­tek ma być uwal­niana doce­lowa gło­wica, będąca hiper­so­nicz­nym szy­bow­cem. Oczywiście, dużo zależy od tego, co rozu­miemy pod hasłem hiper­so­niczna broń (gło­wica) szy­bu­jąca. Gdyż bio­rąc pod uwagę ame­ry­kań­ską lite­ra­turę przed­miotu, jest to pojemny ter­min. Patrząc chłodno na makietę AGM-183A widać po pro­stu dużą aero­ba­li­styczną rakietę, czyli kate­go­rię uzbro­je­nia lot­ni­czego, któ­rej USAF nie ma od wyco­fa­nia w 1993 r. z eks­plo­ata­cji poci­sków rakie­to­wych AGM-69 SRAM (Short Range Attack Missile) z gło­wi­cami jądro­wymi i rezy­gna­cji w 1991 r. z wpro­wa­dze­nia do linii w zasa­dzie goto­wych do pro­duk­cji AGM-131 SRAM II, obu kon­struk­cji Boeinga. Były to jed­nak lżej­sze poci­ski (SRAM 1,01 t, SRAM II 0,9 t), nad­dźwię­kowe, a nie hiper­so­niczne (SRAM Ma = 3, SRAM II Ma > 2), prze­zna­czone także do odpa­la­nia z małej wyso­ko­ści. Prócz B‑52H (B‑1B nigdy ich osta­tecz­nie nie uży­wały) prze­no­siły je także bom­bowce FB-111A.
AGM-183A ma skła­dane powierzch­nie aero­dy­na­miczne w tyl­nej czę­ści, co wska­zuje na zamiar prze­no­sze­nia tego poci­sku w komo­rach bom­bo­wych. Nie ma na razie infor­ma­cji odno­śnie rewol­we­ro­wych wyrzut­ni­ków dosto­so­wa­nych do AGM-183A, jed­nak można zakła­dać, że wymiary poci­sku uwzględ­niają takie ich prze­no­sze­nie, tym bar­dziej, że z bom­bow­ców USAF tylko B‑52H mają zewnętrzne (pod­skrzy­dłowe) punkty pod­wie­szeń uzbro­je­nia.
Zastanawia, ile nowych poci­sków bom­bo­wiec B‑52H będzie doce­lowo zabie­rał? W locie z makietą ARRW, B‑52H miał naj­wy­raź­niej pylony pod­skrzy­dłowe Improved Common Pylon (ICP), które obec­nie USAF używa razem z bel­kami wie­lo­zam­ko­wymi Heavy Stores Adapter Beam (HSAB) do zrzu­ca­nia bomb (można odnieść wra­że­nie, że tan­de­mowo da się na niej zawie­sić dwa ARRW). Jednak w zeszłym roku USAF zaini­cjo­wało kon­kurs na dostawę nowych pylo­nów o więk­szej nośno­ści, tzw. Heavy Release Capability (HRC), które mają umoż­li­wić prze­no­sze­nie na zam­kach broni o masie do 20 000 fun­tów (~9072 kg) zamiast 5000 (~2268 kg), jak ICP. Komentuje się to jako przy­go­to­wa­nia do wpro­wa­dze­nia nowego hiper­so­nicz­nego uzbro­je­nia, choć USAF tego nawet nie suge­ruje. Dodajmy, że w cza­sach, gdy część B‑52H była uzbro­jona w poci­ski manew­ru­jące AGM-129A ACM, były one pod­wie­szane na wewnętrz­nych pylo­nach pod­skrzy­dło­wych na spe­cjal­nych tan­de­mo­wych bel­kach wie­lo­zam­ko­wych, po sześć ACM na każ­dej (pod­cze­piano w cało­ści zespół pylon – belka z rakie­tami, jak do dziś robi się to w przy­padku poci­sków AGM-86). Kolejnych osiem ACM było zabie­ra­nych w komo­rze bom­bo­wej na wyrzutni rewol­we­ro­wej. AGM-129, choć raczej lżej­szy (1,68 t), to pod wzglę­dem dłu­go­ści i śred­nicy wydaje się być zbli­żony do AGM-183A. Dlatego można zakła­dać, że spo­sób prze­no­sze­nia obu poci­sków mógłby być podobny. Pozostaje pyta­nie o kom­pa­ty­bil­ność doce­lo­wego ARRW z rewol­we­rową wyrzut­nią w komo­rze bom­bo­wej (a tylko tak prze­no­szą uzbro­je­nie B‑1B, B‑2A i przy­szły B‑21, nawet jeśli osta­tecz­nie nie wszyst­kie z nich będą uzbro­jone w AGM-183A).
Na mar­gi­ne­sie dodajmy, że ozna­cze­nie nowego poci­sku jest cie­kawe przez sufiks „A”, który suge­ruje, że pla­nuje się też inne wer­sje AGM-183. Dotychczas różne litery nastę­pu­jące za indek­sem nume­ro­wym ozna­czały na ogół różne gło­wice bojowe. A poci­ski z sufik­sem „A” dla lot­nic­twa stra­te­gicz­nego miały gło­wice nukle­arne.

X-43A razem ze zmodyfikowanym rakietowym przyśpieszaczem Pegasus pod skrzydłem B-52B. Dobrze widać proporcje hipersonicznego aparatu względem wynoszącej go rakiety. Dużo kłopotów sprawiło skonstruowanie stożkowego łącznika między X-43A a Pegasusem.

X‑43A razem ze zmo­dy­fi­ko­wa­nym rakie­to­wym przy­śpie­sza­czem Pegasus pod skrzy­dłem B‑52B. Dobrze widać pro­por­cje hiper­so­nicz­nego apa­ratu wzglę­dem wyno­szą­cej go rakiety. Dużo kło­po­tów spra­wiło skon­stru­owa­nie stoż­ko­wego
łącz­nika mię­dzy X‑43A a Pegasusem.

Lotem śli­zgo­wym po histo­rii i teo­rii

Historycy aero­nau­tyki za ojca kon­cep­cji sub­or­bi­tal­nego hiper­so­nicz­nego statku powietrz­nego uwa­żają austriac­kiego kon­struk­tora lot­ni­czego Eugena Sängera (1905 – 1964), któ­rego prace kon­cen­tro­wały się na zagad­nie­niach kadłuba wytwa­rza­ją­cego siłę nośną i sil­ni­ków stru­mie­nio­wych. Sängera inte­re­so­wała kon­cep­cja sub­or­bi­tal­nego statku powietrz­nego o napę­dzie rakie­to­wym, który z racji zakresu wyso­ko­ści lotu poru­szałby się z hiper­so­niczną pręd­ko­ścią prze­lo­tową, z którą powra­całby w dolne war­stwy stra­tos­fery. Sänger takie roz­wią­za­nie pro­po­no­wał w ramach pro­gramu Amerikabomber w III Rzeszy. Wdrożenie pro­jek­tów Sängera było jed­nak tech­niczne nie­wy­ko­nalne w latach 40. XX w.
O dziwo, po woj­nie Sänger nie pra­co­wał w Stanach Zjednoczonych (choć jako czło­nek SS i NSDAP paso­wał do sza­blonu powo­jen­nych karier naukow­ców z III Rzeszy), tylko we Francji. W poło­wie lat 50. wró­cił do Niemiec, gdzie pra­co­wał dla Junkersa przy pro­jek­cie samo­lotu kosmicz­nego, nazwa­nego nomen omen Sänger.
Uważa się, że promy kosmiczne (waha­dłowce) były prak­tyczną reali­za­cją pomy­słów Sängera. Także w RFN w latach 80. powró­cono do pro­gramu firmy Junkers, powtór­nie zajęła się tym spółka MBB (Messerschmitt-Bölkow-Blohm). Nowy pro­gram – Sänger II – jest z punktu widze­nia arty­kułu inte­re­su­jący z powodu pro­jek­to­wa­nego samo­lotu kosmicz­nego, który w wer­sji bez­za­ło­go­wej towa­ro­wej (CARGUS) lub zało­go­wej (HORUS) z dwoma kosmo­nau­tami miał mieć napęd rakie­towy. Jego nosi­cie­lem miał być znacz­nie więk­szy i cięż­szy samo­lot „atmos­fe­ryczny”, który na swoim kadłu­bie wyno­siłby samo­lot kosmiczny na wyso­kość ok. 30 km, na któ­rej ten już przy star­cie (oddzie­le­niu się od nosi­ciela) uzy­ski­wałby pręd­kość Ma = 7. Program Sänger II prze­rwano w 1995 r. z powo­dów finan­so­wych i tech­nicz­nych – głów­nym pro­ble­mem był samo­lot-nosi­ciel i jego napęd, który byłby sku­teczny w peł­nym zakre­sie lotu (pla­no­wano sil­niki stru­mie­niowe).

  • Adam M. Maciejewski

To jest skrócona wersja artykułu.

CZYTAJ E-WYDANIE KUP WYDANIE PAPIEROWE