Článek
Na mém blogu už nějakou dobu běží takový volný seriál o ruských „zázračných“ zbraních. Vzhledem k tomu, že dnešní Rusko se v hi-tech odvětvích nachází technologicky kdesi hluboko pod úrovní České republiky, nemůže se reálných závodů ve zbrojení mezi Západem a Čínou zúčastnit jinak než prostřednictvím tiskových prohlášení. Musí si tedy neustále vymýšlet své vlastní, často až bizarní vojenské koncepty, jen aby mohlo tvrdit, že je v něčem světovým lídrem.
Články z této série mívají poměrně monotónní kostru: ukážeme si, že původ oné „revoluční“ zbraně leží obvykle kdesi v šedesátých letech a že s daným konceptem tehdy experimentovali všichni (včetně samotných Sovětů), aby nakonec zjistili, že je v praxi naprosto k ničemu. Následně rozebereme, jak ruská tvrzení o magické ničivosti popírají fyzikální zákony, a vše korunujeme zjištěním z ukrajinské fronty, že veškeré udávané tabulkové parametry je nutné vydělit minimálně dvěma.
Sága kolem střely Zirkon je ovšem diametrálně odlišná. Je to fascinující příběh o tom, jak si Kreml nejenže celou zbraň vybájil, ale navíc dokázal před celým světem desítky let úspěšně předstírat, že neochvějně vládne na samotném vrcholu vývoje náporových motorů.
Jednoduše složité náporové motory
Nejlepší laický způsob, jak si představit náporový motor, je ten, že vezmete klasický letecký proudový motor s přídavným spalováním a vymontujete z něj proudový motor. (Pokud se někdy ocitnete na zkoušce z leteckých pohonných jednotek, tak to tam takhle prosím raději neříkejte.)
Pomalejší varianta náporového motoru se nazývá ramjet. Funguje tak, že jak letoun proráží vzduch, obrovský dynamický tlak žene masu vzduchu do speciálně tvarovaných sacích otvorů (difuzorů). Tam se proud vzduchu zpomalí na podzvukovou rychlost, vstoupí do spalovací komory, smísí se s leteckým palivem a zapálí. Tato expanze pak generuje samotný tah.
Schéma náporového motoru typu ramjet.
Ještě rychlejší varianta náporového motoru nese název scramjet (Supersonic Combustion Ramjet) a teoreticky je ještě mnohem primitivnější. Jednoduše nasajete vzduch, který i uvnitř motoru dál proudí nadzvukovou rychlostí, vstříknete palivo a celou tu směs zapálíte.
Schéma náporového motoru typu scramjet.
Možná si teď říkáte: když je ten princip tak neuvěřitelně triviální, proč jde stále o poměrně vzácný typ pohonu? Relativně drobným technologickým chytákem je fakt, že náporový motor dokáže víceméně jen udržovat už nabranou rychlost. Abyste ho vůbec nahodili a vytvořili v komoře onen potřebný tlak, musíte střelu nejprve urychlit – typicky klasickým raketovým boosterem.
Tím skutečně smrtícím problémem je ovšem teplota. Tu sice výrazně definuje i letová hladina, ale extrémní hodnoty dosahuje všude. Pomalejší ramjety letící ve vysokých výškách mohou mít spalovací komoru vyrobenou z exotických slitin jako je titan či tepelně odolný Inconel, a přežijí to.
U těch rychlejších ramjetů se však konstruktéři musí uchylovat k nesmírně složitým řešením – například k tomu, aby stěny komory neustále obtékala tenká ochranná vrstvička „chladnějšího“ vzduchu. A materiály komory scramjetu? To už není věda, to je šamanství, do kterého nevidí nikdo, kdo nemá doktorát z exotického materiálového inženýrství.
Porovnání prodového motoru (a), ramjetu (b) a scramjetu (c).
Krátká historie ramjetu
K prvnímu velkému rozmachu náporových motorů došlo už v sedmdesátých letech, kdy se s podobnými projekty doslova roztrhl pytel. Například legendární sovětský systém 2K12 Kub (který mimochodem donedávna střežil vzdušný prostor i v naší armádě) využíval ramjet dokonce na tuhé palivo. Tento typ paliva byl ale zoufale neefektivní, a proto střela těžko překračovala bariéru Mach 2.
Problém byl zřejmý: pokud jste chtěli z ramjetu vyždímat alespoň trochu slušný výkon, museli jste sáhnout po kapalném palivu. To je ale inženýrská i logistická noční můra. Neumožňuje to moderní západní standard zvaný „cold storage“ – tedy praxi, kdy střelu hermeticky zavřete do odpalovacího kontejneru, patnáct let si jí ani nevšimnete, a pak ji stisknutím tlačítka bezchybně odpálíte. Západ proto tento směr víceméně opustil a přešel téměř výhradně na pokročilé raketové motory s tuhým palivem.
Druhou generaci náporových motorů odpálila špičková evropská střela vzduch-vzduch Meteor od konsorcia MBDA. Té se jako zázrakem podařilo zkombinovat do té doby naprosto neslučitelné vlastnosti: extrémní rychlost (Mach 4,5 ve velkých výškách), schopnost dlouhého letu i těsně nad zemí a využití tuhého paliva s regulovatelným průtokem, což zaručuje absolutní bezúdržbovost.
Evropská střela Meteor je naprostý zázrak inženýrství. Nejrychlejší ramjet planety o velikosti standardní střely AMRAAM. A to je na tuhé palivo!
Háček této druhé generace tkví v tom, že Meteor je výsledkem černé magie a nikdo mimo MBDA nechápe, jak to může fungovat. Americký SFIRR, indický SFDR i čínské pokusy jsou zatím jen technologickými demonstrátory, kterým do zařazení do aktivní služby zbývá určitě přes dekádu. A vzhledem k tomu, že připravovaná třetí generace střel má využívat plnohodnotné scramjety s kapalným palivem, mělo to teoreticky všechny světové hráče znovu srovnat na stejnou startovní čáru.
Rusko jako velmoc v náporových motorech
První sovětskou střelou prokazatelně poháněnou ramjetem byl protiletadlový systém 2K11 Krug (v kódu NATO SA-4 Ganef) z roku 1965. První vojensky relevantní zbraní se pak stala masivní protilodní střela P-270 Moskit (Sunburn) zařazená v roce 1984 a posléze protiradarová Ch-31 (Krypton).
Hlavní problém při hodnocení jejich skutečných schopností tkví v tom, že jediná data, která máme k dispozici, jsou ta, jež si sovětská generalita sama zapsala do technických specifikací. A ta jsou od fyzikální reality odtržena asi tak stejně jako běžný puberťák, který na Instagramu tvrdí, že z pláže na Bali vydělává „mega měsíčně“.
Nejvýznamnější moderní ruskou zbraní poháněnou ramjetem se tak nakonec stal systém P-800 Oniks (Yakhont). Západní analytici k této střele chovali vysoký respekt – zejména proto, že její derivát začala pod jménem BrahMos licenčně vyrábět i Indie. Podle papírových předpokladů měla být střela schopna letu rychlostí Mach 2,9 ve vysokých letových hladinách a úctyhodných Mach 2,2 při letu nízko nad mořskou hladinou.
Ovšem to, co západním expertům doslova vyrazilo dech, přišlo ve chvíli, kdy Rusové oznámili úspěšný test a následnou sériovou výrobu střely 3M22 Zirkon. Podle deklarací Moskvy mělo jít o stratosférický scramjet (o tomto typu střel jsem psal zde), který poletí absurdní rychlostí Mach 10 a uchová si hypersonickou rychlost i v samotném okamžiku dopadu na cíl.
Západní analytici nejsou úplně naivní a jak známe Rusy, v praxi by to znamenalo cestovní rychlost kolem Mach 6 s terminálním zpomalením na Mach 3. Jenže i to by představovalo naprosto extrémní technologický triumf, protože Západ zvládá podobné hodnoty jen u prototypů. Brzy se ovšem ukázalo, že realita byla ještě úplně jinde.
Rozpad potěmkinovských pohádek na ukrajinském nebi
První „zázračnou“ zbraní, která se na ukrajinské frontě dokonale odkopala, byl zmíněný Oniks. Bojová praxe ukázala, že běžná rychlost těchto střel ve výšce 10 000 metrů jen s bídou překonává hranici Mach 2. Nejrychleji, co je kdy západní radary zachytily letět, bylo Mach 2,6 – a v tomto konkrétním případě šlo paradoxně o testy indické verze BrahMos.
Ovšem opravdová komedie nastává ve chvíli, kdy Oniks zahájí sestup na cíl: rychlost při dopadu klesá často na Mach 1,4. To, že ruské tabulkové specifikace absolutně neodpovídají realitě, je sice letitý oborový standard, ale tady to mělo drtivý technologický dopad.
Jde o čistou fyziku: klasický ramjet totiž není schopen udržet stabilní hoření při rychlosti pod Mach 1,7. Pokud tedy střela letí v terminální fázi pomaleji, znamená to jediné – musela svůj motor vypnout a k cíli víceméně jen setrvačností klouže. A jediný racionální důvod, proč byste se připravili o tah motoru při sestupné fázi, je ten, že materiály vaší spalovací komory nedokážou vydržet teplo generované přímým spalováním v hustých vrstvách atmosféry.
Francouzská střela ASMP-A je ukázka ramjetu, který zvládne letět ve vysokých i nízkých výškách.
Po tomto odhalení se začaly rojit první hodně podezíravé pohledy i směrem k opěvovanému Zirkonu. Vyvinout materiály, které vydrží operativní teploty ramjetu v nízkých letových hladinách, sice není inženýrská procházka růžovým sadem, ale rozhodně to není nic ze světa sci-fi. Francouzi to se svými střelami ASMP-A zvládli už v osmdesátých letech. Pokud nezvládáte ani tohle zadání, je nanejvýš podezřelé, že o sobě tvrdíte, že ovládáte o několik řádů náročnější materiály pro hypersonické scramjety.
A nyní se přesvědčíme, zdali je přítomen scramjet
Nedostatek munice a zoufalá ruská snaha jakkoliv prorazit ukrajinskou protivzdušnou obranu (nebo alespoň donutit Ukrajince vypotřebovat cenné americké rakety PAC-3 MSE) nakonec vedly k nevyhnutelnému. Dne 7. února 2024 Moskva poprvé odpálila Zirkon na Kyjev. Výsledek? Systém Patriot ho bez větších problémů sestřelil.
Ukrajinci v danou chvíli vůbec netušili, jaký klenot právě poslali k zemi; na obrazovkách prostě jen zlikvidovali další cíl blížící se po poněkud zvláštní dráze. Teprve když se v hromadě ohořelých trosek našly štítky s kódovým označením 3M22, vyvolalo to absolutní zmatení. Zirkon měl být stratosférickým scramjetem – měl tedy letět stabilně ve výšce 30 kilometrů a následně provést smrtící střemhlavý pád na cíl. Jenže dráha té sestřelené rakety byla jednoznačně kvazibalistická.
Tady jsem si dovolil takový malý grafík z vlastní zahrádky na ukázání rozdílu mezi stratosférickým scramjetem (červený), kvazibalistickou střelou (žlutá) a balistickou střelou (modrá).
Dlouho se pro tento nesoulad hledalo nějaké racionální vysvětlení. Mnozí spekulovali, že Rusové kvůli nedostatku součástek zkrátka jen začali montovat díly ze Zirkonu do těl jiných střel. Tuto teorii ale nakonec popřel sám Vladimir Putin, když v projevu hrdě zdůraznil, že Rusko na Ukrajinu skutečně útočí plnohodnotnými Zirkony. To znamenalo neřešitelný hlavolam: stratosférický scramjet ani nemůže letět po obloukové kvazibalistické trajektorii.
Jak Rusové začali z nedostatku jiné munice pálit Zirkony běžně, přibývalo i zkoumaných trosek. Tyto střely musely v sestupné fázi do husté atmosféry zpomalit natolik, že pro radary systémů protivzdušné obrany představovaly o řád jednodušší cíl než tradiční ruské balistické rakety typu Iskander. Nakonec se všichni začali smiřovat s realitou: žádný přelomový scramjet se uvnitř neskrýval. Našly se tam jen naprosto standardní, konvenční raketové motory na tuhé palivo.
Lež postavená na lži
Rusové si svůj slavný „stratosférický scramjet“ od začátku do konce prostě a jednoduše vymysleli. Zbraň, kvůli které americký kongres každý týden griloval generály letectva, byla celou dobu jen obyčejná kvazibalistická raketa. Tedy prastarý, z taktického hlediska vlastně docela zbytečný koncept, protože ho nepřátelské radary stále vidí na stovky kilometrů dopředu a letí výrazně pomaleji než plnohodnotné balistické střely. Pokud konstruktéři proslulého Kinžalu skončili za nesplněné sliby ve vězení, těm od Zirkonu by se dalo vřele doporučit, aby se ve vlastním zájmu raději vůbec nepřibližovali k otevřeným oknům.
To absolutně nejvíce šokující na celé této historce ovšem není samotný podvod, ale neuvěřitelný fakt, jak dlouho a jak sebevědomě zvládala ruská generalita tuhle obří šarádu hrát.
Zirkon totiž nebyl jen nějaký papírový technologický demonstrátor, testovací prototyp, nebo tajný projekt. Byl oficiálně zaveden do běžné operační služby, ruské fregaty s ním demonstrativně vyplouvaly na oceánské patroly a rakety se hrdě vozily po Rudém náměstí. Jediný drobný detail spočíval v tom, že v odpalovacích kontejnerech neseděla převratná hypersonická zbraň, ale jen balistická raketa.
A nejen to. Válka na Ukrajině totiž mimoděk strhla oponu z ještě hlubší lži, na které byl celý mýtus jménem Zirkon od počátku vystavěn. Dnes už víme s naprostou jistotou, že dnešní Rusko není žádnou globální technologickou velmocí v raketových pohonech. Technologie jejich náporových motorů zamrzla v sedmdesátých letech a za ostatními zaostává o celé generace.
Pak už vlastně asi nikoho nepřekvapí, že oficiální kremelská tvrzení o tom, že jako první národ na planetě zvládli vyvinout a nasadit tu nejpokročilejší hypersonickou střelu v dějinách lidstva, byla jen dalším dílem v nekonečném seriálu potěmkinovských vesnic.
Článek o problematikém smyslu stratosférických scramjetů:
Další díly ze série o ruských „zázračných“ zbraních:
Práva k použití (aneb rozmohl se nám tu takový nešvar):
Jisté nejmenované české vojenské weby si začali mé texty půjčovat, články nechají zjevně zkrátit umělou inteligencí a následně je – včetně mých specifických vtipů a přirovnání – vydávají za své vlastní dílo. S takovým využitím svých článků souhlasím, ovšem pouze za podmínky, že bude zmíněn původní autor a bude připojen aktivní (prokliknutelný) odkaz na originální článek zde na Médiu.
Zdroje:
Complex Air Defense od Tom Karako a Masao Dahlgren
