Rewolucja w tym akurat sektorze składa się z pozornie nudnych elementów. Przejścia między kolejnymi etapami napędu, zarządzania przepływem powietrza, elektroniki, metod produkcji i niewielkich mechanizmów, których nazwy nie przebijają się do materiałów promocyjnych. Dopiero po połączeniu ich w jedną całość okazuje się, że wyrzutnia rakietowa na ciężarówce może zacząć przejmować zadania zarezerwowane wcześniej dla lotnictwa. Tym razem takim pozornie małym elementem jest zaawansowany układ turbomaszynowy opracowany przez Kratos Defense dla Lockheed Martina.
Tajemnica, którą widać jak na dłoni
Firma poinformowała, że rozwiązanie zostało już przetestowane, zweryfikowane jako samodzielny podzespół, zintegrowane z większym systemem napędowym i finalnie dostarczone partnerowi. W szerszych testach uczestniczyli przedstawiciele Lockheed Martina oraz amerykańskiego Aviation and Missile Center, a cały napęd ma być gotowy do przejścia w stronę prób w locie. W oficjalnym komunikacie nie znajdziemy jednak nazwy konkretnej rakiety, która otrzyma to nowe dzieło.
Czytaj też: Wielka Brytania pokazała myśliwiec bez pilota. Przyszłość wyrwała kabinę z projektu
Kratos ogranicza się do stwierdzenia, że jego podzespół wspiera rozwój zaawansowanego napędu strumieniowego Lockheed Martina dla pocisku nowej generacji. Nie pada oznaczenie PrSM, Increment 4 ani nic na temat zasięgu. Wiemy tylko tyle, że zaledwie kilka tygodni wcześniej Lockheed Martin poinformował o zakończeniu kluczowych naziemnych prób swojej propozycji PrSM Increment 4, rozwijanej wspólnie z L3Harris i Armią USA. Podczas testu udało się przeprowadzić przejście z silnika startowego do ramjeta, a w wydarzeniu również uczestniczyli przedstawiciele wojskowego centrum lotnictwa i rakiet. Tamten program także przygotowuje się do prób w locie, które mają rozpocząć się jesienią 2026 roku.
Kratos nie potwierdził bezpośrednio, że jego dzieło trafiło właśnie do PrSM Increment 4. Byłoby więc błędem przedstawianie tego połączenia jako oficjalnego faktu. Jednocześnie jednak zgodność partnerów, rodzaju napędu, instytucji wojskowej, etapu testów oraz harmonogramu jest zbyt duża, żeby ją ignorować.
Swoją drogą, jeszcze w 2025 roku pisałem o prototypie PrSM Increment 4, który ma przekroczyć 1000 km zasięgu. Wtedy była to przede wszystkim obietnica połączenia klasycznego silnika rakietowego z ramjetem. Teraz kolejne części napędu przechodzą już weryfikację, a to zmienia wydźwięk całej historii. Pierwotna wizja nie stała się jeszcze gotową bronią, ale powoli przestaje być jedynie modelem pokazywanym na targach.
Turbina w silniku, który nie potrzebuje turbiny?
Na pierwszy rzut oka coś się w tym silniku od Kratos Defense nie zgadza. Podstawową zaletą ramjeta jest przecież brak mechanicznego kompresora. Silnik wykorzystuje dużą prędkość pocisku do wtłaczania i sprężania powietrza we wlocie. Następnie do strumienia trafia paliwo, dochodzi do spalania, a gorące gazy opuszczają dyszę, generując tym samym ciąg. Nie ma więc w nim klasycznego zespołu sprężarek oraz turbin znanego z silników odrzutowych. Z tego powodu ramjet może być prostszy i lżejszy, ale ma też podstawową wadę – nie potrafi efektywnie wystartować z miejsca i musi zostać wcześniej rozpędzony innym napędem.
Czytaj też: Silnik Valox 1500 zmienia filozofię lotnictwa. Świętość poszła w odstawkę
Turbomaszyna Kratosa nie zastępuje więc sprężania zachodzącego we wlocie i nie zmienia ramjeta w klasyczny silnik turboodrzutowy. Ma jednak wykorzystywać energię napływającego powietrza do wspierania działania krytycznych podsystemów napędu. W uproszczeniu? Część strumienia może rozpędzać niewielki układ wirnikowy, który następnie dostarcza energię mechaniczną potrzebną wewnątrz całego systemu. Czego dokładnie? Tego producent nie ujawnia. Nie wiemy, czy podzespół zasila pompę, generator, mechanizm regulacyjny, czy jeszcze inny element wykonawczy. Wiemy natomiast, że układ jest samoregulujący, został zaprojektowany z myślą o ograniczeniu masy oraz rozmiaru, a przed integracją przeszedł osobną kampanię testową obejmującą różne punkty pracy, trwałość komponentów i zgodność z wymaganiami wydajnościowymi.
Właśnie takie detale zwykle oddzielają elegancki schemat silnika od napędu, który faktycznie można wsadzić do pocisku. Trudno jest bowiem sprawić, żeby przepływ pozostał stabilny, paliwo trafiało we właściwe miejsce, podsystemy reagowały na zmiany ciśnienia i temperatury, a wszystko przetrwało wibracje oraz gwałtowne przejście między etapami lotu. Podobne problemy opisywałem przy badaniach procesów zachodzących wewnątrz ramjetów na paliwo stałe. Teoretyczna prostota napędu nie oznacza bowiem prostego projektowania.
Tego typu kierunek komplikowania pocisku widać nawet przy znacznie mniejszych systemach, takich jak indyjskie pociski artyleryjskie z napędem ramjet. Cel pozostaje ten sam – wykorzystać tlen z atmosfery, żeby w istniejącym formacie amunicji odzyskać miejsce na paliwo i wydłużyć efektywny lot.
Najtrudniejszy moment może trwać tylko kilka sekund
PrSM Increment 4 nie ma wyruszać z wyrzutni wyłącznie na swoim silniku strumieniowym. Najpierw musi zadziałać booster rakietowy, który gwałtownie rozpędzi konstrukcję do prędkości umożliwiającej pracę ramjeta. Następnie silnik startowy musi przestać dominować, przepływ powietrza powinien ustabilizować się we wlocie, a napęd strumieniowy ma przejąć podtrzymywanie lotu. Brzmi to wprawdzie jak zwyczajna sekwencja uruchamiania dwóch silników, ale właśnie w tym miejscu projekt może zakończyć się widowiskową porażką. Niewłaściwe ciśnienie, zakłócony przepływ albo niestabilne spalanie mogą odebrać pociskowi ciąg w chwili, gdy booster kończy pracę. Nawet jeśli oba napędy oddzielnie działają prawidłowo, to ich przekazanie kontroli nie musi przebiegać równie dobrze.
Czerwcowa próba Lockheeda i L3Harris miała potwierdzić właśnie skuteczne przejście od boostera do ramjeta. Test były bowiem przeprowadzane w specjalnym stanowisku, które odtwarza warunki przepływu odpowiadające lotowi z dużą prędkością. Lockheed określił wynik jako usunięcie najważniejszej bariery technicznej przed rozpoczęciem prób w powietrzu. Świetnie, bo bez stabilnego przejścia między napędami cała obietnica zasięgu pozostawałaby wyłącznie obliczeniem.
Lockheed deklaruje też, że nowy napęd pozwoli przekroczyć 1000 km zasięgu, czyli niemal podwoić możliwości względem bazowego PrSM. Ważniejsze jest jednak to, że pocisk ma pozostać kompatybilny z istniejącymi wyrzutniami HIMARS i M270 oraz korzystać z obecnej infrastruktury transportowej. Firma wspomina nawet o zachowaniu tego samego typu kontenera i możliwości przewożenia systemu samolotami C-130 bez tworzenia nowego zaplecza logistycznego.
Przyszłość uzbrojenia jest składana z małych elementów
Kratos podkreśla, że jego układ ma być mniejszy, lżejszy i tańszy od alternatywnych rozwiązań. Firma uczyniła nawet z hasła “affordability is a technology” jeden z elementów swojej strategii. Podobne deklaracje pojawiają się przy pełnoskalowym ramjecie na paliwo stałe firmy L3Harris, który również ma łączyć wysokie osiągi z łatwiejszą produkcją. Problem w tym, że na tym etapie nikt nie podał ceny gotowego pocisku ani kosztów jego seryjnego wytwarzania.
Czytaj też: Jedna mała zmiana zdradziła wielki cel Chin. Ten okręt ma zniknąć z sonarów
Mimo to uważam ten etap za znacznie ciekawszy niż kolejną prezentację modelu pocisku. Projekty zbrojeniowe stają się bowiem realne dopiero w chwili, gdy kolejne niezbyt widowiskowe podzespoły przechodzą testy, dają się ze sobą zintegrować i wytrzymują warunki, w których mają pracować. Jeśli trop prowadzący do PrSM Increment 4 jest właściwy, to Kratos dostarczył jeden z elementów, które pozwalają zmniejszyć oraz odchudzić cały napęd, a jednocześnie utrzymać kontrolę nad jego pracą. Jesienne próby pokażą, czy ta układanka przetrwa zderzenie z rzeczywistym lotem. Dopiero wtedy przekonamy się, czy historia o wyrzutni HIMARS rażącej cele położone ponad 1000 km dalej pozostanie ambitnym programem badawczym, czy bliską rzeczywistością.
Źródła: Kratos Defense, Lockheed Martin, NASA
