Як вчені з MIT показали технологічну відсталість та абсурдність конструкції чудо-ракети Путіна

Гучно анонсовані Володимиром Путіним «вирішальні випробування» міжконтинентальної ядерної чудо-ракети «Буревісник» виявилися черговою дороговартісною містифікацією та загрозою насамперед для самих росіян. Фізики Массачусетського технологічного інституту (MIT) детально розібрали тривимірну модель летючого “аналоговнєту” і прийшли до невтішного для Кремля висновку.

Ця зброя «необмеженої дальності» рухається зі швидкістю пасажирського Airbus, легко збивається сучасними системами ППО, а її єдина унікальність полягає у цинічному використанні ядерного двигуна прямого циклу. Пропускаючи атмосферне повітря безпосередньо через активну зону, ракета під час багатогодинного польоту буквально випльовує в атмосферу радіоактивні ізотопи аргону та криптону, перетворюючи завантаження та випробування анахронізму на гарантований квиток в онкодиспансер для власного обслуговуючого персоналу та мешканців прилеглих полігонів.

Спадкоємець «Проєкту Плутон» чи паперовий «Буревісник»: MIT розкрив технічні таємниці ядерної ракети Путіна

Російська Федерація останніми роками дедалі сильніше спирається на розробку екзотичних систем доставки стратегічної ядерної зброї. Серед них особливе місце посідає крилата ракета «Буревісник» (9M730 за класифікацією НАТО). Російська пропаганда заявляє, що ця зброя здатна перебувати в повітрі ледь не нескінченно завдяки унікальній ядерній силовій установці.

Проте досі технічні параметри цієї системи залишалися загадкою, а сама концепція повітряно-реактивного ядерного двигуна була малознайомою як для аерокосмічної спільноти, так і для фахівців із ядерної безпеки.

Двоє провідних учених Массачусетського технологічного інституту (MIT) — Джейк Хекла та Скотт Кемп — провели фундаментальне моделювання за допомогою відкритого інструментарію OpenMC . Їхнє дослідження вперше детально описує габарити, потужність, внутрішню будову реактора ракети та її смертоносний радіоактивний слід.

Ця серія ілюстрацій демонструє процес, за допомогою якого орієнтирні об’єкти, перспективні сітки та програмне забезпечення для моделювання використовувалися для створення точних за розмірами 3D-моделей «Буревісника». Зліва вгорі: Орієнтирні об’єкти, виявлені у відео з «заводу», включають робочий стіл MEB-MET VS-3-21, ручний гідравлічний візок шириною 1220 мм (подібний до Blue Giant FPT-55) та багатоцільовий вогнегасник OU-5. Зліва внизу: Перспективна сітка, що містить орієнтирні об’єкти, була розширена для включення опорних конструкцій ракети. Праворуч вгорі: Наші витягнуті геометричні виміри показані з похибками, отриманими на основі розподілу, спостережуваного під час багаторазового вимірювання вибраного об’єкта з використанням різних кадрів відео та перспективних сіток. Праворуч внизу: Створена на основі заводських вимірювань CAD-модель показана накладеною на кадри польоту для перевірки узгодженості.

Історичний бекграунд: від американського «Плутона» до «Буревісника»

Ідея використання ядерної енергії для авіаційних двигунів народилася ще в середині 1940-х років завдяки Енріко Фермі. У часи Холодної війни США та СРСР активно проводили експерименти, намагаючись створити бомбардувальники необмеженої дальності (як-от радянський літаючий лабораторний комплекс Ту-95 ЛАЛ).

Найближчим історичним аналогом «Буревісника» з боку США був «Проєкт Плутон» (1961 рік), у рамках якого створювали надзвукову крилату ракету з ядерним прямоточним двигуном, здатну летіти на наднизьких висотах на швидкості 3,5 Маха. Інший американський проєкт намагався інтегрувати ядерний двигун у дозвукову ракету Snark . Обидві програми закрили у 1970-х роках не через технічні прорахунки, а через відсутність чіткої військової доцільності для Конгресу США.

Епоха забуття аерокосмічних реакторів закінчилася у 2018 році, коли Росія анонсувала розробку «Буревісника». Російські медіа стверджують, що програма розробки таємно велася в Сарові ще з 2001 року, використовуючи конструкторську спадщину КБ Люльки.

Почему «Буревестник» — это миф. Ядерный шантаж — последний козырь Путина для выхода из войны на выгодных условиях

Реальні габарити ракети: результати фотограмметрії MIT

Для того щоб визначити розміри ракети за умов тотальної секретності, вчені MIT застосували методи фотограмметрії до офіційних відеороликів Міністерства оборони РФ та супутникових знімків. Орієнтирами для вимірювання стали реальні предмети з кадрів «екскурсії фабрикою»: стандартні верстаки, вогнегасники та ручний гідравлічний візок.

За моделлю «Буревісника», отриманою на основі відеоматеріалів, загальна довжина становить приблизно 9,5 м, арозмах крил — приблизно 5,6 м. Для наочності тут зображено бічні ракетні двигуни (SRB), хоча вони не враховуються в наведених нижче розрахунках опору.

Анатомічні параметри «Буревісника» (за моделями MIT):

Довжина фюзеляжу: $9,5 \pm 0,32$ метра.

Розмах крил: $5,6 \pm 0,18$ метра.

Ширина фюзеляжу (вгорі): близько $0,846$ метра.

Висота фюзеляжу: близько $0,561$ метра.

Розрахункова маса системи: $3340 \pm 804$ кг.

Дослідники повністю відкидають міфи про «надзвукову» швидкість ракети. Форма планера ракети — тупий квадратний фюзеляж, крила з високим подовженням та помірним кутом стріловидності — чітко вказує на те, що «Буревісник» є виключно дозвуковою системою . Аналіз завихрень від вихлопу стартових прискорювачів на відео показав реальну швидкість польоту в районі 0,79 Маха .

Двигун ракети: чому «Буревісник» — це не прямоточний двигун

Вчені MIT провели термогідравлічне моделювання ракети. Головний висновок: ракета майже на 100% не є ядерним прямоточним двигуном .

За допомогою OpenMC вчені змоделювали реактор «Буревісник» як систему прямого циклу з лінійним розташуванням

Прямоточні ядерні двигуни ефективні лише на високих надзвукових швидкостях. Для того щоб прямоточний двигун утримував у повітрі важкий дозвуковий «Буревісник» на швидкості 0,79 Маха, знадобився б реактор потужністю понад 50 МВт. У межах обмеженого простору фюзеляжу це означало б таку щільність тепла, яка перевищує ліміти будь-якого відомого повітряно-охолоджуваного реактора у 3–5 разів.

Найбільш вірогідним варіантом є прямоточний ядерний турбореактивний двигун ($direct\text{-}cycle\ nuclear\ turbojet$) . У такому двигуні атмосферне повітря стискається компресором, проходить безпосередньо через активну зону компактного реактора діаметром близько 50 см, нагрівається від контакту з паливними елементами й викидається через сопло, створюючи тягу.

Енергетичний баланс польоту:

Маса самого реактора разом із захисним екраном складає приблизно 1090 кг (32% від загальної ваги ракети).

Теплова потужність реактора в режимі крейсерського польоту — $4,3 \pm 1,3$ МВт .

Пікові навантаження під час зльоту, набору висоти чи маневрування перевищують 15 МВт . Для покриття цих піків росіяни, скоріш за все, використовують додаткове хімічне паливо, яке спалюється за реактором.

Ядерний бруд: величезна радіація за кожну годину польоту

Головний жах «Буревісника» криється в його радіоактивному сліді. Оскільки ракета використовує прямий цикл охолодження , атмосферне повітря контактує безпосередньо з розпеченою активною зоною.

Моделювання продемонструвало, що потоки частинок, які вириваються з реактора, опромінюють навколишнє повітря. Через брак місця для повноцінного важкого захисту всередині крихітного фюзеляжу ракета під час польоту генерує величезну кількість радіоактивних газів — понад 5 терабеккерелів за кожну годину роботи двигуна .

Головним ізотопом забруднення є радіоактивний Аргон-41 , який становить 95% усього радіоактивного фону вже за годину після прольоту ракети й залишається небезпечним тривалий час. Окрім того, шлейф містить інші радіоактивні гази — ізотопи Криптону та Вуглецю . Якщо ж керамічне паливо всередині реактора отримає навіть мікротріщини, у повітря почнуть масово виходити прямі продукти ядерного поділу.

Ці розрахунки повністю підтверджують реальність катастрофи 2019 року на військовому полігоні Ньонокса під Сєвєродвінськом. Тоді під час спроби підняти з води ракету, яка впала після невдалого пуску, стався вибух і радіоактивна аварія, що призвела до миттєвої загибелі вчених-ядерників. Російський Росгідромет тоді офіційно зафіксував викид радіоактивних елементів (зокрема Цезію-137 ), хоча станції моніторингу вздовж траєкторії руху хмари були поспіхом відключені російською владою.

«Орєшнік/Скворєшнік/Кукарєшнік» або Як Росія перетворила свій ядерний стримувач на найдорожчу «рогатку» у світі

Стратегічний висновок: «зброя відплати» чи пекельний психологічний блеф?

Вчені MIT резюмують: з військової точки зору «Буревісник» не є системою, що кардинально змінює правила гри . Наявність у РФ великого класичного арсеналу балістичних ракет та підводних човнів і так забезпечує їй ядерний потенціал.

Головна логіка створення «Буревісника» є суто психологічною — це «престижна зброя» (як глибоководний апарат «Посейдон» чи блок «Авангард»), створена для залякування. Її мета — обходити системи протиракетної оборони за рахунок нелінійних і заплутаних маршрутів, які для звичайних ракет є занадто марнотратними по паливу.

Проте ракета не має технологій “стелс” для захисту від радарів, її запуск через роботу великих стартових прискорювачів миттєво фіксується супутниками, а дозвукова швидкість робить її вразливою для звичайних систем ППО у разі виявлення.

Більше того, тривалість польоту ракети жорстко обмежена в часі. Радіаційне опромінення швидко руйнує внутрішню структуру металів: з’являються мікропорожнечі, крихкість конструкцій, виходить з ладу електроніка керування, руйнуються мастильні матеріали. Ракета зможе летіти щонайбільше десятки чи сотні годин — матеріали двигуна та корпусу деградують задовго до того, як у реакторі закінчиться ядерне паливо.

Справжня небезпека «Буревісника» полягає в тому, що Росія діє як абсолютно безвідповідальний міжнародний актор. Вона запускає під час випробувань над населеними регіонами відкритий, брудний літаючий реактор, який не має жодного захисного контуру.

УК