Комплексный технико-экономический анализ баллистических ракет подводных лодок (часть 2) Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

УДК 629.78

М. Д. Евтифьев

КОМПЛЕКСНЫЙ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ РАКЕТ ПОДВОДНЫ1Х ЛОДОК (Часть 2)

На материале открытых источников проведен комплексный технико-экономический анализ развития баллистических ракет подводных лодок России и США.

Учитывая рассмотренные в первой части статьи данные о топливах двух выбранных баллистических ракетах подводных лодок (БРПЛ): РСМ-54 и «Трайдент-2» D5, проведем сравнительный анализ технических характеристик (табл. 1). Для этого используем следующие показатели:

- относительное удлинение ракеты (отношение длины ракеты к ее диаметру - 1/3);

- коэффициент массового совершенства (отношение массы полезного груза к стартовой массе ракеты - Мпг /М0);

- тяговооруженность (отношение тяги двигателя первой ступени к стартовой массе ракеты - N=P/М0);

- отношение дальности полета к стартовой массе ракеты.

Для определения качественного уровня БРПЛ используем формулу определения критерия качества оружия К [ 1 ]:

К = nq2/3/E2,

где п - число боевых блоков в ракете; q - тротиловый эквивалент отдельного боевого блока, Мт; Е - точность попадания (круговое вероятное отклонение), км.

При определении К БРПЛ «Трайдент-2» D5 учтем следующий момент: эта ракета была принята на вооружение в 1990 г., и тогда у нее было КВО 250 м, как и у РСМ-54, но далее «Трайдент-2» D5 в области КВО была улучшена за счет применения комплекса командных приборов с высокими характеристиками и метода астрокоррекции, и в настоящее время КВО БРПЛ «Трайдент-2» D5 составляет 90...120 м (если верить открытым источникам). Для лучшего сравнения ракет по К был проведен расчет характеристик «Трайдент-2» D5 в трех вариантах,

а также максимальное число блоков и соответствующий тротиловый эквивалент каждого блока для сравниваемых ракет (табл. 2).

БРПЛ РСМ-54 по некоторым показателям превосходит «Трайдент-2» D5. Это можно объяснить следующим: при одинаковой примерно забрасываемой массе (М = 2 800 кг), стартовая масса «Трайдент-2» D5 почти в 1,5 раза больше стартовой массы РСМ-54.

Также был проведен расчет вышеперечисленных показателей для всех баллистических ракет подводных лодок, которые создавались в России (СССР) и США, и выявлены тенденции их развития (табл. 3); построены графические зависимости всех показателей для каждой из ракет от времени принятия на вооружение (рис. 1-5), а также зависимость коэффициента качества оружия от точности попадания (рис. 6).

Относительное удлинение с годами работы по БРПЛ как в России, так и в США стремилось всегда к уменьшению (кроме начального периода) и только к 1990-м гг. мы можем заметить некоторое увеличение относительного удлинения как БРПЛ России, так и БРПЛ США (рис. 1). Очевидно, это обусловлено увеличением дальности полета и точности попадания этих ракет, связанным с введением дополнительной третьей ступени.

Не считая начального периода, массовое совершенство ракет стремилось к улучшению (рис. 2). К 1990-м гг. отечественная БРПЛ по массовому совершенству обогнала американскую, но это было связано с увеличением запаса топлива, чтобы обеспечить требуемую даль-

Таблица 1

Сравнительные тактико-технические характеристики БРПЛ РСМ-54 и «Трайдент-2» D5

Показатели Значения и характеристики

БРПЛ РСМ-54 «Трайдент-2» D5

Компоненты топлива АТ + НДМГ Перхлорат аммония + углеводородное горючее + алюминий

Соотношение компонентов, %

окисАитеХь 69 72

горючее 31 12

присадка - 16

Плотность топлива, г/см3 1,189 1,82

Температура горения, К 3 516 3 642

Удельная тяга, м/с 2 850. ..2 900 2 600...2 700

Эксплуатационный интерваА,

температур, °С -40...+50 -40...+55

Токсичность Очень ядовит Относительно не ядовит

Взрывоопасность Относительно безопасен Безопасен

Меры предосторожности при работе с Прорезиненный костюм с Огнестойкая одежда и защитные

компонентами капюшоном, перчатки, защитные очки очки

ность, а мы знаем, что твердое топливо тяжелее жидкого.

Также наблюдается влияние стартовой массы на дальность полета (рис. 3), но если на начальном этапе отношение дальности полета к стартовой массе росло бурно, то за счет совершенствования конструкции и топлива появилась тенденция его снижения. В связи с этим возникает вопрос, что будет дальше? Надо сказать, что на сегодняшний день существует некоторый резерв для такого падения за счет введения в конструкцию ракет новых технологий по микроминиатюризации элементов системы управления. Таким образом, можно уменьшить массу и размеры приборного отсека. Есть надежда на новые более легкие и обладающие необходимыми свойствами конструкционные материалы. Для жидкостной БРПЛ та-

Год принятия на вооружение

БРПЛ с ЖРД (Россия) БРПЛ с РДТТ (Россия)

-БРПЛ с РДТТ (США)

Рис. 1. Зависимость относительного удлинения (1/<1) БРПЛ от года принятия на вооружение

ких материалов в ближайшем будущем не предвидится. Вообще оба типа ракет уже настолько «облизаны» по конструкции, что в дальнейшем может наступить и предел их возможностей.

Однако можно увидеть некоторое противоречие в наших рассуждениях (рис. 4). Мы говорим, что БРПЛ США очень хорошие и их догнать по характеристикам трудно, а график отображает сплошное падение тяговооружен-ности (одного из важных показателей совершенства ракеты) начиная с 1960-х гг. Это объясняется тем, что в от-

Год принятия на вооружение

-•-БРПЛ с ЖРД (Россия) БРПЛ с РДТТ (Россия) БРПЛ с РДТТ (США)

Рис. 2. Зависимость массового совершенства (М /М0) БРПЛ от года принятия на вооружение

Таблица 2

Результаты расчета характеристики БРПЛ РСМ-54 и «Трайдент-2» D5

Показатели Значения

Ракета РСМ-54 «Трайдент-2» D5

l/d 7,79 5,35

Мпг /М0 0,0695 0,048

N 2,43 -

L / М0 0,206 0,191

К 18,7 48,3 | 209,5 372,4

Таблица 3

Результаты расчета характеристик всех БРПЛ, созданных в России (СССР) и США

БРПЛ Р-11ФМ Р-13 Р-21 Р-27 (РСМ- 25) Р- 29Д (РСМ- 40) Р-29Р (РСМ- 50) Р- 29РМ (РСМ- 54) 1 М- ) 3 5) о. о! ^ Р-39 (РСМ- 52) ПоХарис Посейдон С-3 Трайдент

А-1 А-2 А-3 -1 С-4 2 D5

Год принятия на вооружение 1959 1960 1963 1968 1974 1977 1986 - 1983 1960 1962 1964 1969 1979 1990

Показатели Значения

1, м 10,3 11,8 14,2 9,06 13,0 14,6 15,3 11,35 16,0 8,53 9,6 9,86 10,4 10,36 13,4

d, м 0,88 1,3 1,3 1,5 1,8 1,8 1,9 1,54 2,4 1,37 1,37 1,37 1,83 1,88 2,11

Ш 11,7 9,08 10,92 6,04 7,2 8,1 7,79 7,37 6,67 6,23 7 7,2 5,68 5,51 5,35

МПГ; т 0,975 1,597 1,179 0,65 1,1 1,65 2,8 0,45 2,55 0,6 0,75 0,8 2,1 2,5 2,75

М0, т 5,47 13,74 19,63 14,3 33,3 35,3 40,3 26,9 90,1 12,7 14,5 16,0 27,0 32,0 57,5

Мпг/М0 0,178 0,116 0,060 0,045 0,033 0,047 0,069 0,017 0,028 0,047 0,051 0,05 0,078 0,08 0,048

Р, тс 9,5 25,7 24,0 23,0 68,0 - 98,0 5,9 - 45,0 43,0 36,0 - - -

N 1,74 1,87 1,22 1,61 2,04 - 2,43 2,19 - 3,54 2,97 2,25 - - -

L, км 150 600 1 420 2 500 9 100 8 000 10 000 3 900 8 300 2 220 2 800 4 600 6 500 8 000 11 000

L/Мо 0,027 0,044 0,072 0,175 0,273 0,227 0,206 0,145 0,092 0,175 0,193 0,288 0,241 0,250 0,191

п 1 1 1 3 1 7 10 1 10 1 1 1 1 8 14

д, Мт 0,01 1 1 0,2 0,8 0,1 0,04 1 0,1 0,6 0,8 1 1 0,1 0,1

Е, км 3 4 2,8 1,3 0,9 0,9 0,25 1,4 0,5 3,7 3,7 1,0 0,8 0,5 0,09

К 0,005 0,25 0,13 0,61 1,06 1,86 18,7 0,51 8,62 0,05 0,06 1,0 1,6 6,9 48,3

крытой печати мы не могли найти ни тяги, ни удельного импульса двигателей (попытка посчитать по стартовой массе не дает должного результата) БРПЛ США, созданных после 1970-х гг. Напротив описание отечественных БРПЛ в открытых источниках в этом отношении представлено хорошо (со скидкой на секретность). Вот и получилось, что тяговооруженность БРПЛ России устремилась вверх в начале 1960-х гг. и продолжала расти, правда с замедлением после 1975 г. Такое положение вещей также имеет объяснение: оно связано с двигательными установками ракет. Мы знаем, что ЖРД для наших ракет постоянно совершенствовались. На сегодня ЖРД для БРПЛ подходит к своим предельным возможностям по совершенствованию.

Если на первом этапе - с 1959 г. по середину 1960-х гг.

- стояла задача создать БРПЛ, способную поразить площадную цель с КВО в ед. км, то уже последующие работы имели устойчивую тенденцию к улучшению качества оружия (рис. 5). В этом плане к концу 1970-х гг. у России наметилось отставание от США, но принятые меры по созданию новых БРПЛ (РСМ-52 и РСМ-54) дали результаты, и по качеству оружия Россия приблизилась к США. Однако последующие события, произошедшие в стране (развал государства и связанные с этим колоссальные потери), свели принятый темп развития БРПЛ России к нулю. Графики отображают, какой большой отрыв на сегодняшний день по качеству оружия сделали США от России. Причем разработки продолжаются, и этот отрыв

может увеличиться. Только в случае, если будут приняты необходимые меры (такие же как и в середине 1980-х гг.) по совершенствованию российских БРПЛ, можно рассчитывать на приближение по качеству оружия к США к 2010 г. В настоящее время этот рывок связывают с принятием на вооружение БРПЛ Р-30 «Булава-30», которая должна обеспечить сравнимое качество оружия с самыми новейшими американскими БРПЛ [2; 3].

Четко можно представить в каком направлении надо работать отечественным специалистам, чтобы не отстать от США (рис. 6). Это повышение точности попадания (КВО), увеличение числа боевых блоков и тротилового эквивалента отдельного блока.

Баллистические ракеты подводных лодок, разрабатываемые в России (СССР) и США, представлены на рис. 7 и 8.

Экономический анализ

Сопоставим стоимостные характеристики БРПЛ на примере российской (РСМ-54) и американской («Трайдент-2» D5).

Данные ракеты являются неотъемлемой частью стратегических ядерных вооружений России и США и по сей день стоят на вооружении, поэтому получить какую-либо достоверную информацию, касающуюся их себестоимости и трудоемкости изготовления практически не возможно. Все стоимостные характеристики производства, реализации и эксплуатации ракет являются секретными, по-

0,35

0,15 ' 0,1 0,05

А-

*

/

*

у •

1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995

Год принятия на вооружение

БРПЛ с ЖРД (Россия) —•— БРПЛ с РДТТ (Россия) БРПЛ с РДТТ (США)

Рис. 3. Зависимость ^^0 БРПЛ от года принятия на вооружение

Год принятия на вооружение

БРПЛ с ЖРД (Россия) -ф- БРПЛ с РДТТ (Россия) БРПЛ с РДТТ (США)

Рис. 5. Зависимость качества оружия (К) от года принятия на вооружение

Год принятия на вооружение

БРПЛ с ЖРД (Россия) —•— БРПЛ с РДТТ (Россия) БРПЛ с РДТТ (США)

Рис. 4. Зависимость тяговооруженности (№) БРПЛ от года принятия на вооружение

2000 3000 4000

Точность попадания Е м

БРПЛ с ЖРД (Россия) -БРПЛ с РДТТ (США)

БРПЛ с РДТТ (Россия)

Рис. 6. Зависимость качества оружия (К) от точности попадания (Е) для принятых на вооружение БРПЛ

этому для их расчета используем косвенные данные, полученные из открытых источников [4; 5].

Себестоимость БРПЛ РСМ-54. Для расчета себестоимости ракеты РСМ-54 используем следующие данные:

- трудоемкость изготовления ракеты (Т);

- стоимость одного нормо-часа товарной продукции (С ).

В нашем случае трудоемкость изготовления ракеты

«150.200 тыс. нормо-часов, стоимость одного нормо-часа товарной продукции ~ 600 руб. (~ 20 долл.).

Стоимость ракеты получим из расчета по формуле С = Т • Ст=200 000 • 600 « 120 000 000 руб. « 4 млн долл.

Себестоимость БРПЛ«Трайдент- 2» D-5. Для расчета себестоимости ракеты «Трайдент-2» D5 используем приблизительные значения трудоемкости изготовления ракеты и стоимости одного нормо-часа.

В нашем случае Т ~ 150.170 тыс. нормо-часов,

С « 175.185 долл.

нч

Рассчитаем приблизительную стоимость ракеты:

С = Т «С = 170000 • 185 « 31 млн долл.,

нч

что подтверждают данные открытых источников (табл. 4).

Известно, что 25.30 % от себестоимости продукции, в данном случае баллистической ракеты, составляет заработная плата производственных рабочих и обслуживающего персонала [4; 5].

Общеизвестным является также факт, что расходы на производство (в том числе на заработную плату и т. п.) в США в 8.10 раз выше, чем в России, этим и объясняется такая большая разница в себестоимости рассматриваемых ракет.

Если предположить, что возник вопрос о продаже ракет другим странам, то можно отметить, что низкая себестоимость российской ракеты не способствует увеличению объема ее продаж другим странам. Так как невозможно установить ракету на подводных лодках другого образца (несоответствие габаритных размеров пуско-

вых установок, различия в системах амортизации и т. д.). Поэтому возникает необходимость продавать ракеты вместе с подводными лодками, стоимость которых на три порядка выше стоимости самой ракеты.

Если бы была возможность продавать отечественные ракеты на международном рынке, то разница в стоимости сравниваемых ракет значительно сократилась бы. И составляла бы примерно 20 %. Полученную сверхприбыль от продаж БРПЛ можно было бы направить на следующие мероприятия:

- развитие отечественной аэрокосмической промышленности;

- научно-исследовательские и конструкторские разработки в области новейших технологий изготовления вооружений;

- увеличение заработной платы тем, кто непосредственно участвует при проектировании, разработках, производстве отечественного оружия.

Однако сегодня мы видим, что есть возможность продаж БРПЛ (конверсия в ракеты-носители легкого класса) в виде запусков коммерческих спутников, что дает некоторые финансовые выгоды, которые могут быть использованы в направлениях, рассмотренных выше.

В результате проведенного выше технико-экономического анализа БРПЛ России и США можно прийти к выводу, что БРПЛ в США и России продолжают совершенствоваться, но у России в результате известных событий этот процесс в течение полутора десятка лет находился в «медленно тлеющем» состоянии и только сегодня мы можем наблюдать появление на свет новой российской БРПЛ с РДТТ «Булава-30» [2; 3]. Для принятия ее на вооружение потребуются значительные затраты: материальные, финансовые, а также временные. Как показывает практика, пропуск какого-нибудь этапа испытаний ракеты приводит к авариям, связанным с не выявленными в нужное время неисправностями. Пока БРПЛ США силь-

Рис. 7. Ряд баллистических ракет подводных лодок с ЖРД России

Рис. 8. Ряд баллистических ракет подводных лодок с РДТТ России и США

Таблица 4

Значения экономических параметров

Показатели Значения

БРПЛ РСМ-54 «Трайдент-2» D5

Трудоемкость изготовления ракеты (Т), нормо-час 150 000.200 000 150 000.170 000

Стоимость одного нормо-часа товарной продукции (Снч), доА1. 20 5 00 5 7

Себестоимость ракеты (С), мХн доА1. 4 31

но опережают БРПЛ России по качеству оружия, и как уже было показано, в основном это связано с точностью и дальностью поражения целей.

Попытка вооружения отечественных подводных лодок новыми ракетами с РДТТ типа «Булава», по мнению автора, была бы не целесообразна по ряду причин:

- габаритно-массовые характеристики отечественных БРПЛ с РДТТ значительно хуже аналогичных ракет с ЖРД, что в 2.2,5 раза уменьшит количество размещаемых на подводной лодке ракет, следовательно уменьшится в 2.2,5 раза количество размещаемых на ракетоносце зарядов;

- стоимость отечественных БРПЛ с РДТТ вдвое выше стоимости отечественных БРПЛ с ЖРД;

- принятие на вооружение новых ракет с РДТТ потребует вложения значительных средств в развитие инфраструктуры флота, обеспечивающей их эксплуатацию, чего не нужно будет делать для БРПЛ с ЖРД (это в настоящее время очень хорошо отработано). Размещение ракет с РДТТ на подводных лодках тихоокеанского флота потребует полного обновления всей инфраструктуры флота;

- потребуется вложение дополнительных средств в подготовку серийного производства БРПЛ с РДТТ и капитальное строительство, что сделает указанное направление деятельности еще более дорогостоящим.

Разработка и принятие на вооружение новых БРПЛ с ЖРД не связаны с высоким техническим риском и являются в сегодняшних условиях единственно реальным путем сохранения отечественных МСЯС и уменьшения в 1,5.2 раза объема необходимых для этих целей финансовых вливаний.

В России имеются и сохранены основные производственные мощности по производству БРПЛ с ЖРД, которые дешевле в производстве и эксплуатации и обладают несомненными возможностями по их совершенствованию.

Однако заказчик БРПЛ в России хотел бы видеть на вооружении подводных лодок твердотопливную ракету и это понятно, так как такая ракета удобнее в эксплуатации, чем ракета с ЖРД, и имеет еще некоторые немаловажные положительные качества. Одним из этих качеств является малое время прохода активного участка траектории, которое имеет значение для противоракетной обороны потенциального противника, хотя, как говорят специалисты, эту проблему можно решить и на БРПЛ с ЖРД путем незначительных изменений в конструкции ракеты без изменения ее скоростных качеств.

Впрочем, решение уже принято, и отступать от него было сегодня большой ошибкой, так как на это уже затрачены значительные средства и получены некоторые результаты. Хорошо, что не отказались от одновременного совершенствования и жидкостной БРПЛ, пройдет еще несколько лет и будет видно, какой из вариантов более приемлем.

В настоящее время США озабочены совершенствованием своих «Трайдентов», что является одним из путей развития наукоемкой техники. БРПЛ, существующие в настоящее время, еще простоят на вооружении в течение 15.30лет, а далее, по-видимому, им на смену должны появиться совершенно новые изделия, движение которых может быть будет основано уже на новых принципах, а ЖРД и РДТТ уйдут «на заслуженный отдых».

Плохо, что в связи со сложившимися обстоятельствами в экономике России в основном приходится довольствоваться тем, что было наработано предыдущим поколением ученых и конструкторов. Это совсем не значит, что не ведутся научные и конструкторские поиски нового, только они идут очень медленно, и хотелось бы верить, что это «новое» через лет так 20 скажет свое слово и в нашем Отечестве.

Противник должен знать, что если он захочет уничтожить Россию, то он всегда получит достойный ответ в том числе и ракетами с подводных лодок. Со слабой Россией, не способной достойно наказать агрессора, никогда не будут разговаривать на равных, что уже не раз подтверждалось на практике, когда США и страны НАТО вели против слабых государств войны. Поэтому рано еще России прекращать работы по новым БРПЛ, тем более, что энергетические проблемы выходят сегодня на первый план, а это жесткая борьба за контроль над добычей энергоресурсов и путями их перемещения. Поскольку у нас этого всего пока хватает, что, как известно, уже входит в круг интересов США, поэтому оборону рано или поздно держать нашему государству по-видимому придется.

Библиографический список

1. Гущин, В. Н. Прогнозирование развития летательных аппаратов / В. Н. Гущин // Полет. № 4. 2002. С. 18-20.

2. Кедров, И. Первое попадание «Булавы». Начались летные испытания стратегических ракет нового поколения / И. Кедров // Военно-промышленный курьер. 2005. №37. С. 1, 4.

3. Кедров, И. Первый подводный старт. Продолжаются успешные испытания перспективной стратегической ракеты «Булава» / И. Кедров // Военно-промышленный курьер. 2005. № 49. С. 4.

4. Великанов, К. Н. Экономика и организация производства в дипломных проектах : учеб. пособие для вузов / К. Н. Великанов, В. Ф. Власов, К. С. Карандашов. 3-е изд., пе-рераб. и доп. Л. : Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1977.

5. Любинецкий, Я. Г. Анализ затрат на создание, производство и эксплуатацию изделий / Я. Г. Любинецкий. М. : Финансы и статистика, 1991.

M. D. Evtifiev

THE COMPLEX TECHNICAL AND ECONOMIC ANALYSIS OF BALLISTIC MISSILES OF SUBMARINES (Part 2)

It is made the complex technical and economic analysis of development of ballistic missiles of submarines of Russia and the USA on the material from the open sources.