Уже в 1930‑х гг. предел давления в каналах стволов орудий дошёл до 3200 атм и далее остановился.
В настоящее время у стандартных 155‑мм гаубиц НАТО, по сообщениям СМИ, давление в канале доведено до 4100 атм. При этом даже у 155‑мм гаубиц с длинным стволом дальность стрельбы обычным снарядом составляет около 30—35 км.
Повысить дальность стрельбы можно за счёт удлинения ствола – опытные 155‑мм орудия НАТО имеют ствол в 58 клб; и за счёт создания подкалиберных снарядов, как, например, «Вулкано». Сейчас на вооружение армий НАТО принято не менее дюжины АРС.
В ряде стран с начала XXI века разрабатывают артиллерийские снаряды с прямоточными двигателями. Но это не стало технической новинкой, подобное делали немецкие конструкторы.
Работы над активно-реактивными снарядами начались в Германии ещё в 1934 г. В 1938—1945 гг. миниатюрными реактивными двигателями снабжались несколько типов снарядов калибром до 280 мм.
Так, в 1939 г. был разработан 150‑мм активно-реактивный снаряд R.Gr.19 для тяжёлых полевых гаубиц обр. 18 и 18/40. После испытаний снаряд был принят на вооружение.
А в 1936 г. инженер Вольф Троммсдорфф предложил вместо порохового ускорителя снабдить снаряд… воздушно-реактивным двигателем прямоточного типа.
В 1942 г. прошли испытания снаряда с жидким топливом, в качестве которого выступала смесь сероуглерода и дизельного топлива. Окислителем был, естественно, атмосферный кислород. Снаряд полетел со скоростью 920 м/с, то есть примерно 3 М. Так впервые в истории был продемонстрирован сверхзвуковой полёт с помощью воздушно-реактивного двигателя. На достигнутом Троммсдорфф не остановился и в ходе Второй мировой разработал снаряды для калибров 105 мм (Е2), 122 (Е3) и 150 (Е4). Последний развивал скорость до 4,5 М, используя в качестве топлива тот же сероуглерод.
В 1943 г. был создан снаряд С1 для 210‑мм пушки. Из 90 кг веса этого снаряда 6 кг приходилось на ракетное топливо. Благодаря работе прямоточного двигателя скорость снаряда С1 достигла 1475 м/с, а дальность – 200 км.
Самым мощным снарядом доктора Троммсдорфа стал 28‑см снаряд С3 для железнодорожной пушки K5(Е). Вес снаряда 170,4 кг, вес ракетного топлива 16, 3 кг, вес ВВ 9,6 кг. Прямоточный двигатель разгонял снаряд до скорости 1860 м/с. Максимальная дальность стрельбы составляла 350 км, то есть больше, чем у баллистической ракеты Фау‑2 и крылатой ракеты Фау‑1. Таким образом, пушка K5 с территории Франции могла обстреливать Лондон.
В мае 1945 г. Троммсдорфф оказался в советской зоне оккупации. Советские власти в своей зоне оккупации в глубочайшей тайне создали два ракетных НИИ: «Берлин» – на базе берлинского завода «Гема» и «Нордхаузен» – на базе созданного группой советских специалистов во главе с Б.Е. Чертоком института «Рабе» в г. Бляйхероде.
Главной задачей КБ‑4, входившего в НИИ «Берлин», была доводка снаряда Троммсдорффа. Руководителем КБ стал Н.А. Судаков, а ведущим конструктором – сам Вольф Троммсдорфф.
Перед КБ‑4 ставилась задача закончить разработку технического проекта 283‑мм активно-реактивного снаряда с прямоточным воздушно-реактивным двигателем (ПВРД), выпустить рабочие чертежи снаряда, чертежи моделей для стендовых испытаний и изготовить их, а также изготовить образцы снаряда и испытать их в период с октября 1946 г. по начало 1947 г.
По штату в КБ‑4 должно было быть 36 немецких и 21 советский специалист, фактически же в июле 1946 г. было 17 немцев во главе в Троммсдорффом и 4 советских специалиста. К середине августа прибавилось ещё 2 советских специалиста.
Чем закончились работы Троммсдорффа в КБ‑4, автору установить не удалось. Известно лишь, что в КБ‑4 были выполнены лишь следующие работы:
– разработан технический проект снаряда с ПВРД;
– разработаны чертежи моделей снаряда и изготовлены 3 модели для продувок в сверхзвуковом аэродинамическом канале.
Кому-то понадобилось пустить слух, что конструктор погиб в конце 1946 г. в авиакатастрофе советского военно-транспортного самолёта. Слухи, понятно, ходили не по светским салонам Москвы, а в секретных ракетных КБ. Позже стало известно, что в 1956 г. Троммсдорф вернулся из СССР в ФРГ.
И вот спустя 75 лет норвежско-финская компания «Nammo» установила прямоточный реактивный двигатель в 155‑мм снаряд по программе «Extreme Range». Для запуска ПВРД необходима минимальная начальная скорость, составляющая 2,5—2,6 М, а дульная скорость 155‑мм снаряда, выпущенного из гаубицы с длиной ствола в 52 калибра, – около 3 М.
Прямоточный двигатель является саморегулирующимся двигателем, поддерживая постоянную скорость вне зависимости от высоты полёта. Скорость порядка 3 М поддерживается около 50 секунд, тяга же обеспечивается топливом НТР3 (концентрированная перекись водорода) с присадками. Таким образом, дальность полёта снаряда с ПВРД увеличивается до более чем 100 км.
Одной из новинок, вызвавших фурор на международной выставке «Eurosatory» в июне 2018 г. в Париже, стал макет 155‑мм артиллерийского снаряда с прямоточным двигателем, представленный норвежско-финской компанией «Nammо».
Поскольку следствием увеличения дальности является увеличение на порядок КВО, компания «Nammo» совместно с рядом фирм работает параллельно над системой наведения этого снаряда на базе модуля GPS/INS.
Любопытно, где норвежцы разместят головку самонаведения? Благо, в носовой части в районе воздухозаборника поместить её невозможно.
Понятно, что вес взрывчатого вещества снаряда с ПВРД будет существенно меньше, чем в стандартном 155‑мм снаряде. Посему в компании «Nammo» заявили, что вес ВВ «будет примерно таким же, как в 120‑мм снаряде». В соответствии с требованиями норвежских вооружённых сил компания «Nammo» планирует начать серийное производство этого снаряда в 2024—2025 гг.
Для разработки прямоточных снарядов была начата норвежско-американская программа THOR-ER, в рамках которой создан проект перспективного артиллерийского снаряда с интегральным ракетно-прямоточным двигателем XM1155.
Макет нового 155-мм активно-реактивного снаряда «предельной дальности» разработки норвежской компании «Raufoss» на выставке Eurosatory 2018 в Париже.
(Фото: Nammo.com)
В отличие от стандартных донных газогенераторов, размещаемых в классических управляемых артиллерийских снарядах семейства M982 «Excalibur», интегральные ракетно-прямоточные двигатели перспективных снарядов XM1155 смогут похвастаться следующим спектром технических преимуществ.
Управляемый снаряд «Excalibur» IB.
(Фото: Nammo.com)
В первую очередь, это в разы более длительный период выгорания порошкообразного алюминиевого или пастообразного топливного заряда, обеспечивающий снаряду удельный импульс тяги порядка 400—500 с, в то время как классические донные газогенераторы-ускорители удерживают данный параметр на уровне 240—300 с. В два раза более высокий удельный импульс тяги позволит перспективным управляемым артиллерийском снарядам XM1155 наносить удары по стратегически важной военной инфраструктуре и огневым позициям артиллерии противника на удалении 120—130 км и более (в оперативной глубине), почти в 2—2,5 раза превосходя показатели «Экскалибуров», «Краснополей-Д» и т.д.
Прямоточный двигатель обеспечивает 155‑мм снаряду XM1155 маршевую скорость полёта 600—700 м/с, в то время как на терминальном участке траектории клапан газогенератора будет открываться полностью, обеспечивая максимальную интенсивность подачи топливного заряда в камеру сгорания, что позволит снаряду достичь скорости 1000—1300 м/с и заметно большей кинетической энергии для нанесения максимального ущерба атакуемому объекту[13].
В 2017 г. Балтийский государственный технический университет «Военмех» на форуме «Армия-2017» в Кубинке представил макет 152‑мм прямоточного снаряда. Согласно проекту, вес снаряда 48 кг, дальность стрельбы – свыше 70 км.
При выходе снаряда из канала ствола он стабилизируется вращением, постепенно уменьшая число оборотов.
Церемония представления компанией «Nammo» своего 155-мм снаряда «Extreme Range», снаряженного прямоточным воздушно-реактивным двигателем, увеличивающим дальность полета до 100 км. Этот снаряд может стать фактором, меняющим правила игры в артиллерии. (Фото:
Nammo.com)
Когда число оборотов дойдёт до заданного значения, запускается прямоточный двигатель. Он производит доразгон снаряда. Воздухозаборник расположен в носовой части.
Единственным действенным шагом в данной ситуации может стать «разморозка» аналогичной программы разработки 152‑мм и 203‑мм управляемых ракетно-прямоточных артиллерийских снарядов для САУ «Мста-С/Коалиция-СВ» и «Малка», анонсированной тремя годами ранее высокопоставленными представителями Научно-производственного объединения «Сплав»[14].
Итак, проблем при создании 155‑мм прямоточного снаряда довольно много. Цена снарядов запредельная – до полумиллиона долларов. Однако и эффективность их велика, особенно в скоротечных локальных войнах.
Принятие на вооружение оных снарядов в странах НАТО следует ожидать не ранее 2025 г. Но на декабрь 2022 г. стрельбы идут уже вовсю. Украина – идеальный полигон для проведения войсковых испытаний артиллерийских систем и боеприпасов к ним. Так что вероятность поставок на Украину в 2023—2024 гг. нескольких сот прямоточных снарядов их опытных партий весьма велика.