La Russie a développé des forces nucléaires stratégiques, dont les principaux composants sont des missiles balistiques intercontinentaux de divers types utilisés dans des complexes terrestres fixes ou mobiles, ainsi que sur des sous-marins. Avec une certaine similitude au niveau des idées et des solutions de base, les produits de cette classe présentent des différences notables. En particulier, des moteurs-fusées de différents types et classes sont utilisés, correspondant aux exigences de l'un ou l'autre des clients.
Du point de vue des caractéristiques des centrales électriques, tous les ICBM obsolètes, pertinents et prometteurs peuvent être divisés en deux classes principales. De telles armes peuvent être équipées de moteurs-fusées à ergols liquides (LPRE) ou de moteurs à combustible solide (moteurs-fusées à ergols solides). Les deux classes ont leurs propres avantages, grâce auxquels elles trouvent une application dans divers projets, et jusqu'à présent aucune d'entre elles n'a pu évincer un "concurrent" de son domaine. La question des centrales électriques est d'un grand intérêt et mérite un examen séparé.
Histoire et théorie
On sait que les premières fusées, apparues il y a plusieurs siècles, étaient équipées de moteurs à propergol solide utilisant le carburant le plus simple. Une telle centrale électrique a conservé sa position jusqu'au siècle dernier, lorsque les premiers systèmes à combustible liquide ont été créés. À l'avenir, le développement des deux classes de moteurs s'est déroulé en parallèle, bien que les moteurs de fusée liquides ou les propergols solides se soient de temps en temps remplacés en tant que leaders de l'industrie.
Lancement de la fusée UR-100N UTTH à moteur liquide. Photo Rbase.new-factoria.ru
Les premiers missiles à longue portée, dont le développement a conduit à l'émergence de complexes intercontinentaux, étaient équipés de moteurs liquides. Au milieu du siècle dernier, ce sont les moteurs-fusées à liquide qui ont permis d'obtenir les caractéristiques souhaitées en utilisant les matériaux et les technologies disponibles. Plus tard, des experts des principaux pays ont commencé à développer de nouvelles qualités de propergols balistiques et de propergols mixtes, ce qui a entraîné l'émergence de propergols solides adaptés à une utilisation sur les ICBM.
À ce jour, les missiles à propergol liquide et solide se sont répandus dans les forces nucléaires stratégiques de différents pays. Il est curieux que les ICBM russes soient équipés de centrales électriques des deux classes, tandis que les États-Unis ont abandonné les moteurs à propergol liquide au profit de ceux à combustible solide il y a plusieurs décennies. Malgré cette différence d'approche, les deux pays ont réussi à construire des groupes de missiles de l'apparence souhaitée avec les capacités requises.
Dans le domaine des missiles intercontinentaux, les moteurs à propergol liquide ont été les premiers. De tels produits présentent un certain nombre d'avantages. Le carburant liquide permet d'obtenir une impulsion spécifique plus élevée, et la conception du moteur permet de modifier la poussée de manière relativement simple. La majeure partie du volume d'une fusée à moteur à propergol liquide est occupée par des réservoirs de carburant et d'oxydant, ce qui réduit d'une certaine manière les exigences de résistance de la coque et simplifie sa production.
Dans le même temps, les moteurs-fusées à propergol liquide et les missiles qui en sont équipés ne sont pas sans inconvénients. Tout d'abord, un tel moteur se distingue par la plus grande complexité de production et de fonctionnement, ce qui affecte négativement le coût du produit. Les ICBM des premiers modèles présentaient un inconvénient sous la forme de la complexité de la préparation au lancement. Le ravitaillement en carburant et en comburant a été effectué juste avant le départ, et en plus, dans certains cas, il était associé à certains risques. Tout cela a affecté négativement les qualités de combat du système de missile.
Missiles à propergol liquide R-36M dans des conteneurs de transport et de lancement. Photo Rbase.new-factoria.ru
Le moteur-fusée à combustible solide et la fusée construite sur sa base présentent des aspects positifs et des avantages par rapport au système liquide. Le principal avantage est le coût de production inférieur et une conception simplifiée. De plus, les propergols solides ne présentent aucun risque de fuites de carburant agressives, et en plus, ils se distinguent par la possibilité d'un stockage plus long. Pendant la phase active d'un vol ICBM, un moteur à propergol solide offre une meilleure dynamique d'accélération, réduisant ainsi la probabilité d'une interception réussie.
Un moteur à propergol solide perd au profit d'un moteur liquide dans son impulsion spécifique. La combustion d'une charge de combustible solide étant quasiment incontrôlable, le contrôle de la poussée du moteur, son arrêt ou son redémarrage nécessitent des moyens techniques particuliers et complexes. Le corps de fusée à propergol solide remplit les fonctions d'une chambre de combustion et doit donc avoir une résistance appropriée, ce qui impose des exigences particulières aux unités utilisées et affecte également négativement la complexité et le coût de production.
Moteur-fusée, moteur-fusée à propergol solide et forces nucléaires stratégiques
Actuellement, les forces nucléaires stratégiques de la Russie sont armées d'une douzaine d'ICBM de différentes classes, conçus pour résoudre des missions de combat urgentes. Les forces de missiles stratégiques (Strategic Missile Forces) exploitent cinq types de missiles et attendent l'apparition de deux autres nouveaux complexes. Le même nombre de systèmes de missiles est utilisé sur les sous-marins navals, mais des missiles fondamentalement nouveaux n'ont pas encore été développés dans l'intérêt de la composante navale de la « triade nucléaire ».
Malgré son âge considérable, les missiles UR-100N UTTH et R-36M/M2 restent toujours dans les troupes. De tels ICBM de la classe lourde comprennent plusieurs étages avec leurs propres moteurs à propergol liquide. D'une masse importante (plus de 100 tonnes pour l'UR-100N UTTKh et environ 200 tonnes pour le R-36M/M2), deux types de missiles embarquent une importante réserve de carburant, ce qui assure l'envoi d'une ogive lourde à une portée de au moins 10 000 km.
Vue générale de la fusée RS-28 "Sarmat". Dessin "Centre national des missiles" / makeyev.ru
Depuis la fin des années cinquante, dans notre pays, le problème de l'utilisation de propergols solides sur des ICBM prometteurs a été étudié. Les premiers résultats réels dans ce domaine ont été obtenus au début des années soixante-dix. Au cours des dernières décennies, cette direction a reçu un nouvel élan, grâce auquel toute une famille de missiles à propergol solide est apparue, représentant le développement cohérent d'idées générales et de solutions basées sur les technologies modernes.
À l'heure actuelle, les forces de missiles stratégiques disposent des missiles RT-2PM Topol, RT-2PM2 Topol-M et RS-24 Yars. Dans le même temps, tous ces missiles fonctionnent à la fois avec des lanceurs de mines et des lanceurs mobiles au sol. Les fusées de trois types, créées sur la base d'idées générales, sont construites selon un schéma en trois étapes et sont équipées de moteurs à propergol solide. Ayant répondu aux exigences du client, les auteurs des projets ont réussi à minimiser les dimensions et le poids des missiles finis.
Les missiles des complexes RT-2PM, RT-2PM2 et RS-24 ont une longueur maximale de 22,5-23 m avec un diamètre maximal inférieur à 2 m. 1-1, 5 tonnes. Les missiles Topol sont équipés de une ogive monobloc, tandis que le Yars, selon des données connues, porte plusieurs ogives distinctes. La portée de vol est d'au moins 12 000 km.
Il est facile de voir qu'avec les caractéristiques de vol de base au niveau des missiles à propergol liquide plus anciens, les Topoli et Yars à propergol solide se distinguent par leurs dimensions et leur poids de lancement plus petits. Cependant, avec tout cela, ils transportent une charge utile plus petite.
Complexe de sols mobiles de Topol. Photo du ministère de la Défense de la Fédération de Russie
À l'avenir, les Forces de missiles stratégiques devraient recevoir plusieurs nouveaux systèmes de missiles. Ainsi, le projet RS-26 Rubezh, qui a été créé en tant qu'option pour le développement ultérieur du système Yars, prévoit à nouveau l'utilisation d'un système à plusieurs étages avec des propergols solides à toutes les étapes. Auparavant, il y avait des informations selon lesquelles le système "Rubezh" est destiné à remplacer les complexes vieillissants RT-2PM "Topol", ce qui a affecté les principales caractéristiques de son architecture. En termes de ses principales caractéristiques techniques, le "Rubezh" ne devrait pas différer significativement du "Topol", bien qu'il soit possible d'utiliser une charge utile différente.
Un autre développement prometteur est l'ICBM lourd RS-28 Sarmat. Selon les données officielles, ce projet prévoit la création d'une fusée à trois étages à propergol liquide. Il a été signalé que le missile Sarmat aurait une longueur d'environ 30 mètres avec un poids de lancement de plus de 100 tonnes et serait capable de transporter des ogives spéciales «traditionnelles» ou un nouveau type de système de frappe hypersonique. En raison de l'utilisation de moteurs-fusées à propergol liquide avec des caractéristiques suffisantes, on s'attend à ce que la portée de vol maximale soit de 15 à 16 000 km.
La Marine a à sa disposition plusieurs types d'ICBM avec des caractéristiques et des capacités différentes. Le cœur de la composante navale des forces nucléaires stratégiques est actuellement constitué des missiles balistiques des sous-marins de la famille R-29RM: les R-29RM, R-29RMU1, R-29RMU2 "Sineva" et R-29RMU2.1 "Liner". De plus, le dernier missile R-30 Bulava est entré dans les arsenaux il y a quelques années. Autant que l'on sache, l'industrie russe développe actuellement plusieurs projets de modernisation de missiles pour sous-marins, mais on ne parle pas de la création de complexes fondamentalement nouveaux.
Dans le domaine des ICBM domestiques pour sous-marins, il existe des tendances qui rappellent le développement des complexes « terrestres ». Les produits R-29RM plus anciens et toutes les options pour leur modernisation ont trois étages et sont équipés de plusieurs moteurs liquides. Avec l'aide d'une telle centrale électrique, le missile R-29RM est capable de délivrer quatre ou dix ogives de puissances différentes avec un poids total de 2, 8 tonnes à une distance d'au moins 8300 km. 29MR2 "Sineva" prévoyait l'utilisation de nouveaux systèmes de navigation et de contrôle. En fonction de la charge de combat disponible, une fusée d'une longueur de 14,8 m et d'une masse de 40,3 tonnes est capable de voler à une distance allant jusqu'à 11,5 mille km.
Chargement d'un missile Topol-M dans un lanceur de silo. Photo du ministère de la Défense de la Fédération de Russie
Le projet plus récent du missile sous-marin R-30 Bulava, au contraire, prévoyait l'utilisation de moteurs à propergol solide aux trois étapes. Entre autres choses, cela a permis de réduire la longueur de la fusée à 12,1 m et de réduire le poids de lancement à 36,8 tonnes. Dans le même temps, le produit transporte une charge de combat pesant 1, 15 tonnes et la livre à une gamme de jusqu'à 8-9 mille km. Il n'y a pas si longtemps, il a été annoncé le développement d'une nouvelle modification du "Bulava", différant par des dimensions différentes et un poids accru, grâce à quoi il sera possible d'augmenter la charge de combat.
Tendances de développement
Il est bien connu qu'au cours des dernières décennies, le commandement russe s'est appuyé sur le développement de missiles à propergol solide prometteurs. Il en a résulté l'apparition cohérente des complexes Topol et Topol-M, puis Yars et Rubezh, dont les missiles sont équipés de propergols solides. Les LRE, quant à eux, ne restent que sur des missiles "terrestres" relativement anciens, dont l'exploitation touche déjà à sa fin.
Cependant, un abandon complet des ICBM à propergol liquide n'est pas encore prévu. En remplacement des UR-100N UTTKh et R-36M / M2 existants, un nouveau produit RS-28 "Sarmat" avec une centrale électrique similaire est en cours de création. Ainsi, les moteurs à propergol liquide dans un avenir prévisible ne seront utilisés que sur des missiles de classe lourde, tandis que d'autres complexes seront équipés de systèmes à propergol solide.
La situation avec les missiles balistiques sous-marins est similaire, mais présente quelques différences. Un nombre important de missiles à propergol liquide subsiste également dans cette zone, mais le seul nouveau projet concerne l'utilisation de propergols solides. Le développement ultérieur de l'événement peut être prédit en examinant les plans existants du département militaire: le programme de développement de la flotte sous-marine indique clairement quels missiles ont un grand avenir et lesquels seront déclassés au fil du temps.
Lanceur automoteur RS-24 "Yars". Photo Vitalykuzmin.net
Les anciens missiles R-29RM et leurs dernières modifications sont destinés aux sous-marins nucléaires des projets 667BDR et 667BDRM, tandis que le R-30 a été développé pour être utilisé sur les derniers porte-missiles du projet 955. Les navires de la famille 667 épuisent progressivement leurs ressources et finiront par être mis hors service en raison de l'obsolescence morale et physique complète. Avec eux, la flotte devra donc abandonner les missiles de la famille R-29RM, qui resteront simplement sans porte-avions.
Les premiers croiseurs sous-marins lance-missiles du projet 955 "Borey" ont déjà été acceptés dans la force de combat de la Marine, et en outre, la construction de nouveaux sous-marins se poursuit. Cela signifie que dans un avenir prévisible, la flotte recevra un groupe important de porteurs de missiles Bulava. Le service "Boreyev" se poursuivra pendant plusieurs décennies et les missiles R-30 resteront donc en service. Il est possible de créer de nouvelles modifications de telles armes, capables de compléter puis de remplacer les ICBM de la version de base. D'une manière ou d'une autre, les produits de la famille R-30 remplaceront à terme les missiles R-29RM vieillissants comme base de la composante navale des forces nucléaires stratégiques.
Avantages et inconvénients
Les différentes classes de moteurs de fusée utilisées sur les missiles stratégiques modernes ont leurs propres avantages et inconvénients d'un type ou d'un autre. Les systèmes à combustible liquide et solide se surpassent dans certains paramètres, mais perdent dans d'autres. En conséquence, les clients et les concepteurs doivent choisir le type de centrale électrique en fonction de leurs besoins.
Un moteur à propergol liquide conventionnel diffère des moteurs de fusée à propergol solide par des taux d'impulsion spécifiques plus élevés et d'autres avantages, ce qui permet d'augmenter la charge utile. Dans le même temps, l'apport correspondant de combustible liquide et de comburant entraîne une augmentation des dimensions et du poids du produit. Ainsi, une fusée à propergol liquide s'avère être la solution optimale dans le cadre du déploiement d'un grand nombre de lanceurs de silos. En pratique, cela signifie qu'à l'heure actuelle une partie importante des silos de lancement est occupée par les missiles R-36M / M2 et UR-100N UTTKh, et qu'à l'avenir ils seront remplacés par le prometteur RS-28 "Sarmat".
Les fusées des types Topol, Topol-M et Yars sont utilisées à la fois dans les installations minières et dans le cadre de systèmes de sol mobiles. Cette dernière possibilité est fournie, tout d'abord, par le faible poids de lancement des missiles. Un produit ne pesant pas plus de 50 tonnes peut être placé sur un châssis spécial à plusieurs essieux, ce qui ne peut pas être fait avec des missiles à propergol liquide existants ou hypothétiques. Le nouveau complexe RS-26 "Rubezh", considéré comme un remplacement de "Topol", est également basé sur des idées similaires.
Missile sous-marin R-29RM. Dessin "Centre national des missiles" / makeyev.ru
La caractéristique des fusées à propergol solide sous forme de réduction de taille et de poids importe également dans le cadre de l'armement naval. Un missile sous-marin doit être aussi petit que possible. Le rapport entre les dimensions et les caractéristiques de vol des missiles R-29RM et R-30 montre exactement comment ces avantages peuvent être utilisés dans la pratique. Ainsi, contrairement à leurs prédécesseurs, les nouveaux sous-marins nucléaires du projet 955 n'ont pas besoin d'une grande superstructure recouvrant la partie supérieure des lanceurs.
Cependant, la réduction du poids et des dimensions a un prix. Les missiles à propergol solide plus légers diffèrent des autres ICBM nationaux par une charge de combat inférieure. De plus, la spécificité des moteurs-fusées à propergol solide conduit à une perfection de poids moindre par rapport aux fusées à propergol liquide. Cependant, selon toute vraisemblance, ces problèmes sont résolus en créant des unités de combat et des systèmes de contrôle plus efficaces.
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Malgré de longs travaux de recherche et développement, ainsi que de nombreuses polémiques, la confrontation conditionnelle entre moteurs à ergols liquides et solides ne s'est pas encore terminée par une victoire inconditionnelle de l'un des "concurrents". Au contraire, l'armée et les ingénieurs russes sont parvenus à une conclusion équilibrée. Des moteurs de différents types sont utilisés dans les domaines où ils peuvent montrer les meilleurs résultats. Ainsi, les missiles légers pour complexes terrestres mobiles et sous-marins reçoivent des propergols solides, tandis que les missiles lourds à lancement en silo, aujourd'hui et demain, devraient être équipés de propergols liquides.
Dans la situation actuelle, compte tenu des opportunités et perspectives existantes, une telle approche semble la plus logique et la plus réussie. En pratique, cela vous permet d'obtenir un maximum de résultats avec une réduction notable de l'influence des facteurs négatifs. Il est fort possible qu'une telle idéologie perdure à l'avenir, y compris avec l'utilisation de technologies prometteuses. Cela signifie que dans un avenir proche et lointain, les forces nucléaires stratégiques russes pourront recevoir des missiles balistiques intercontinentaux modernes avec les caractéristiques et les qualités de combat les plus élevées possibles qui affectent directement l'efficacité de la dissuasion et la sécurité du pays.
