Raytheon и Northrop Grumman проводят испытания демонстраторов гиперзвуковых ракет

Разработка гиперзвуковых крылатых ракет по программе HAWC ведется несколькими компаниями в интересах ВВС США. В проекте компаний Raytheon и Northrop Grumman используются двигатели, якобы полностью напечатанные на 3D-принтерах.

За внимание и деньги военных соревнуются три проекта: первым занимается Boeing, вторым — Lockheed Martin, а третьим — Raytheon совместно с Northrop Grumman. Задача заключается в создании гиперзвукового оружия, то есть способного развивать скорость как минимум в пять Махов. И нет, речь не идет о баллистических ракетах, прикрученных к истребителю-перехватчику. Подразумевается создание полноценных крылатых ракет с гиперзвуковыми прямоточными воздушно-реактивными двигателями. Программа с участием Lockheed Martin, Raytheon и Northrop Grumman носит название HAWC (Hypersonic Air-breathing Weapon Concept) и курируется Управлением перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA). 

Схема гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя

Сколько именно проведено летных испытаний демонстратора от Raytheon и Northrop Grumman, точно никто кроме участников не знает. В открытых источниках говорится о трех успешных полетах, начиная с осени 2021 года. О последнем (или крайнем, если вам угодно) Raytheon и DARPA сообщили недавно, 18 июля. Ракета якобы разогналась до скорости свыше пяти Maхов, набрала высоту в 18 000 метров и пролетела более 550 километров.

X-43A

Нам же интересны двигатели. За силовые установки отвечает партнер Raytheon, то есть компания Northrop Grumman, причем ставка делается на технологии 3D-печати. Об этом представители обеих компаний сообщили еще в 2019 году, когда проект был обнародован на авиакосмическом салоне в Ле-Бурже. Сама программа HAWC запущена в 2014 году.

Установка X-43A на разгонный блок — первую ступень крылатой ракеты-носителя Pegasus

Raytheon и Northrop Grumman полагаются на наработки по экспериментальному беспилотному самолету X-43A, сконструированному для NASA. X-43A считается самым быстрым летательным аппаратом с воздушно-реактивным двигателем: осенью 2004 года этот беспилотник разогнался до 11 850 км/ч, то есть почти десятикратной скорости звука. Двигатель для X-43A построила компания General Applied Science Laboratory, потом ее выкупила компания Alliant Techsystems (ATK), затем ATK объединила активы с Orbital Sciences Corporation, сформировав компанию Orbital ATK. Это предприятие наиболее известно разработанной совместно с украинским КБ «Южное» ракетой-носителем Antares и грузовыми кораблями Cygnus, используемыми для снабжения Международной космической станции. В 2018 году компанию Orbital ATK выкупила корпорация Northrop Grumman.

Запуск разгонного блока X-43A над Тихим океаном после сброса с бомбардировщика B-52

Двигатель демонстратора HAWC от Raytheon и Northrop Grumman якобы примерно вдвое легче силовой установки на экспериментальной гиперзвуковой крылатой ракете Boeing X-51 Waverider. Значительного снижения массы, а заодно и стоимости удалось добиться за счет использования аддитивных производственных технологий. Массогабаритные характеристики особенно важны, так как военным необходима достаточно компактная и легкая ракета для вооружения истребителей-бомбардировщиков. Тот же X-43A весил примерно полторы тонны, а вместе с ракетным разгонным блоком масса и габариты были таковы, что комплекс приходилось поднимать в воздух стратегическим бомбардировщиком B-52. Впрочем, пока что с B-52 запускаются и демонстраторы по программе HAWC.

Boeing X-51 Waverider

Какое именно оборудование используется в 3D-печати двигателей, мы точно не знаем. В 2021 году Raytheon заключила соглашение с известной американской компанией-производителем промышленных 3D-принтеров 3D Systems, а та собрала кастомизированный вариант системы DMP Factory 500 с рабочим объемом 500х500х500 мм. DMP или Direct Metal Printing — фирменное название технологии лазерного порошкового синтеза на подложке (PBF), куда входят селективное лазерное спекание (DMLS) и селективное лазерное сплавление (SLM). Третьей стороной соглашения стала Армейская исследовательская лаборатория (ARL). Армия и ВВС не особо дружат, так что далеко не факт, что в работах над гиперзвуковыми ракетами применяется именно эта аддитивная система, но скорее всего используется что-то подобное. Вероятнее всего, детали выращиваются на DMLS 3D-принтерах производства немецкой компании EOS, эксплуатируемых компанией Northrop Grumman, тем более что за двигатели отвечает именно она.

«Камера сгорания и вообще все, что мы сейчас делаем, основаны на аддитивном производстве, так что аддитивные технологии служат драйвером снижения стоимости прямоточных воздушно-реактивных двигателей на гиперзвуковых ракетах. Мы также стремимся к снижению массы ради повышения запасов топлива и полезной нагрузки», — рассказал вице-президент Raytheon Томас Бассинг.

«Бывает и так, что 3D-печатные детали приходится сваривать, но сейчас даже камера сгорания полностью выполнена по технологии 3D-печати. Насколько мы знаем, мы первые, кто полностью напечатал камеру сгорания гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя», — подтвердил вице-президент Northrop Grumman Джон Уилкокс.

Результаты послужат основой для боевых гиперзвуковых ракет HACM (Hypersonic Attack Cruise Missile). ВВС США планируют сделать окончательный выбор между проектами Boeing, Lockheed Martin и Raytheon c Northrop Grumman осенью текущего года, но опытно-конструкторские работы скорее всего продолжатся по новой программе MoHAWC, на которую DARPA уже запросило шестьдесят миллионов долларов.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.