РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В Америку по звездам: Стратегические крылатые ракеты

Если бы истории суждено было распорядиться иначе, то первый крылатый «Буран» стартовал бы не в ноябре 1988 года, а на 30 лет раньше – в 1958-м, да и выглядел бы он совершенно по-другому. Но обо всем по порядку
Тэги:
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Старт ракетной гонки

Вторая Мировая война конкретным образом на долгие десятилетия изменила военно-стратегическую обстановку на нашей планете — теперь новых главных потенциальных противников (СССР и США) разделяли океаны и Северный полюс. Появление ядерного оружия только «подливало масло в огонь». Соперникам были необходимы межконтинентальные средства доставки атомных боезарядов для нападения на чужую территорию.

Бомбардировщики как носители ядерного оружия становились сильно уязвимыми для появившихся зенитных комплексов, и конструкторам пришлось искать новые решения. Успешный обстрел Лондона немецкими баллистическими ракетами «Фау-2» в последние месяцы Второй мировой войны подсказал первое направление развития средств доставки — совершенствования ракет дальнего действия.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Успехи в области разработки прямоточных воздушно-реактивных двигателей со сверхзвуковым горением (СПВРД) обусловили развертывание работ по второму направлению — созданию межконтинентальных крылатых ракет (МКР).

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

В первые послевоенные годы ракетами в СССР занимался НИИ-88, включавший в себя ОКБ-1 во главе с Сергеем Королевым. Естественно, что работы по крылатым ракетам дальнего действия также были поручены НИИ-88. Королев, под руководством которого в предвоенном Ракетном научно-исследовательском институте (РНИИ) разрабатывались первые советские пороховые и жидкостные крылатые ракеты, с энтузиазмом занялся работой на МКР.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Одной из главных проблем при создании крылатой ракеты дальнего действия стала разработка автономной системы управления. Если стартующую баллистическую ракету наводила на цель система управления с использованием радиокоманд на начальном участке полета, пока работают двигатели, а дальше ракета летела по инерции, то крылатой ракетой нужно было управлять на протяжении всего полета до самой цели. Управление по радиоканалу не подходило из-за его уязвимости для средств противодействия и невозможности обеспечить надежное управление при полете над чужой территорией.

Выход был найден начальником отдела «У» НИИ-88 Борисом Чертоком, предложившим разработать систему ориентации по звездам. Несколько лет ушло на создание системы астронавигации: необходимо было «научить» приборы «находить», «опознавать» и надежно удерживать с помощью специальных гироскопов только «нужные» звезды, а для определения их угловой высоты над горизонтом пришлось впервые создать искусственную вертикаль. Для выработки команд автопилоту потребовалось также впервые разработать счетно-решающий прибор на основе кулачкового механизма, обеспечивающего точность до одной угловой минуты! В течение 1952−1955 гг. система была испытана сначала в 10 полетах на самолете Ил-12 по маршруту Москва — Даугавпилс протяженностью 700 километров, а затем было выполнено четыре высотных полета на реактивном Ту-16 дальностью 4000 км при скорости 800 км/ч. Испытания показали, что за 5−6 часов полета система накапливала ошибки в пределах 3,3−6,6 километров, что по тем временам с учетом разрушительной мощности атомного заряда гарантировало хорошую точность.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Работы подстегивались сообщениями из-за океана о начале разработки американской фирмой «Норт Американ» в 1950 г. МКР «Навахо» («Navaho»). Данные разведки подтверждали, что «Навахо» — это сверхзвуковая стратегическая крылатая ракета с дальностью полета до 6500 километров. Приходилось торопиться с ответом.

Проводимые в НИИ-88 исследования позволили подтвердить к началу 1952 г. возможность создания двухступенчатой крылатой ракеты с дальностью полета до 8000 километров при стартовом весе 90−120 т в случае успешного создания мощного СПВРД с диаметром камеры сгорания 2−2,5 метра и удельной тягой не менее 1700 кгс/кг, обеспечивавшего устойчивую работу при трехкратной скорости звука. В качестве первого этапа для проверки основных принципов и технических решений по МКР правительство поручило ОКБ-1 разработку, изготовление и проведение летной отработки Экспериментальной крылатой ракеты (ЭКР).

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Согласно эскизному проекту Королева ЭКР представляла собой двухступенчатую ракету стартовой массой 7874 кг и высотой 17,42 м, способную доставить головную часть весом 690 кг на расстояние 270 км с точностью ±1,5 км. Для сокращения сроков и стоимости разработки в качестве первой ступени предлагалось использовать доработанную ракету Р-11. Вторая крылатая ступень проектировалась заново и оснащалась прямоточным двигателем РД-040 разработки ОКБ-670 Михаила Бондарюка. Началась интенсивная работа над проектом, были уже изготовлены макеты основных агрегатов ракеты, закончены испытания прямоточного двигателя, но... в мае 1954 года все работы по крылатым ракетам по предложению Мстислава Келдыша передаются в Минавиапром для разгрузки ОКБ-1. Королев понимал, что «не потянет» два направления в ракетостроении, и после долгих раздумий согласился сосредоточиться только на разработке межконтинентальных баллистических ракет.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

С распределением работ между разными министерствами возникла негласная конкуренция между разработчиками межконтинентальных крылатых и баллистических ракет — кто первый достигнет требуемой дальности в 8000 км.

Сроки поджимали. На одном из совещаний в Минавиапроме Семен Лавочкин предложил сразу начать разработку боевых МКР, минуя промежуточный этап ЭКР.

Первый «Буран»

20 мая 1954 г. вышло постановление Совета министров СССР о разработке МКР — носителей ядерного заряда. Оно предусматривало параллельную работу над двумя ракетами: более легкой — «Буря», которая поручалась ОКБ Лавочкина, и тяжелой — ракетно-самолетной системой «Буран» (РСС-40), которая поручалась ОКБ-23 Владимира Мясищева. Научным руководителем обоих этих проектов был назначен Келдыш. Разработка прямоточных двигателей возлагалась на ОКБ Михаила Бондарюка.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Согласно замыслу Главного конструктора Г. Н. Назарова наш первый «Буран» представлял собой вертикально взлетающий двухступенчатый комплекс со стартовым весом 175 480 кг, состоящий из крылатой маршевой ступени и четырех ракетных ускорителей.

Маршевая ступень имела массу 60 т и строилась по классической схеме с треугольным крылом стреловидностью 70° по передней кромке и площадью 98 м² с тонким сверхзвуковым профилем. Корпус был выполнен из титановых сплавов. Оперение — крестообразное, с аэродинамическими рулями. СПВРД с максимальной тягой до 13,5 т имел лобовой воздухозаборник — на его входе находилось центральное многоскачковое тело, а внутри размещалась атомная боевая часть весом 3500 кг, оснащенная взрывными устройствами контактного и дистанционного типа. Горючее содержалось в кольцевых фюзеляжных топливных баках.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Для старта и разгона маршевой ступени до скорости запуска прямоточного двигателя использовались четыре ускорителя с жидкостными реактивными двигателями тягой по 70 т разработки ОКБ Валентина Глушко, будущего Генерального конструктора многоразовой космической системы «Энергия-Буран». После запуска маршевого двигателя (на высоте 18−20 км при скорости М=3) ускорители отстреливались, и крылатая ступень должна была лететь к цели, расположенной на удалении 7500−8000 км, в автоматическом режиме со скоростью 3290 км/ч на высотах 24−25 км. Поддержание заданного курса осуществлялось с помощью гироинерциальной навигационной системы с астрокоррекцией от звездных датчиков, размещавшихся в отсеке на верхней части фюзеляжа.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Рассматривалось несколько вариантов маршевой ступени МКР «Буран». Были варианты с различной по массе полезной нагрузкой. Для повышения точности попадания в цель предусматривалось отделение центрального тела с установкой на нем четырех небольших стабилизаторов, как и у «Бури». Был и наиболее интересный вариант с размещением на маршевой ступени «Бурана» кабины пилота для участия летчика на этапе испытаний. Мы и здесь могли быть первыми!

В процессе создания «Бурана» удалось получить ответы на множество принципиально новых теоретических вопросов и решить ряд конструктивно-технологических задач. Совместно с институтами авиационных материалов и авиационной технологии создавались новые конструкционные материалы, автоматические станки, технология роликовой и точечной сварки тонкостенных конструкций ракеты. Специально для «Бурана» разработали рулевые приводы и смазку, обеспечивающие функционирование органов управления до температуры +400°С. В процессе опытно-конструкторских работ для оценки различных характеристик ракеты создавались новые методики. В частности, для определения напряженно-деформированного состояния треугольных крыльев впервые в СССР разработали алгоритм прочностного расчета, ставшего основой метода конечных элементов.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Но к этому времени уже начала летать «Буря», и более тяжелый и сложный «Буран» проиграл — страна не могла себе позволить два проекта МКР с близкими характеристиками. Программа МКР «Буран» была закрыта в ноябре 1957 г. «Буре» повезло больше — но не надолго...

В небе- «Буря»!

Главным конструктором «Бури» (изделия «350», «В-350», «Ла-350») Лавочкин назначил своего заместителя Наума Чернякова (впоследствии он стал главным конструктором сверхзвукового ударного самолета «Т-4» в ОКБ Сухого).

«Буря», как и «Буран», представляла собой вертикально стартующую двухступенчатую МКР со стартовым весом 98 280 кг, способную доставить боевую часть массой 2350 кг на расстояние 8000 км.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

1-я ступень «Бури» состояла из двух ускорителей, каждый из которых имел цилиндрическую форму с заостренной передней частью и состоял из топливных баков и четырехкамерного ЖРД разработки ОКБ-2 Исаева. В топливные баки каждого ускорителя заправлялось 20 840 кг окислителя и 6300 кг горючего. В струе газов ЖРД располагались газовые рули, обеспечивающие управление ракетой на начальном участке полета. После набора скорости газовые рули сбрасывались и управление полетом осуществлялось воздушными рулями и стабилизаторами, установленными на ускорителях. Ускорители общим весом 64 760 кг симметрично располагались под крыльями маршевой ступени и крепились к ее фюзеляжу на четырех узлах каждый.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Вторая (маршевая) ступень представляла собой крылатую ракету со среднерасположенным тонким треугольным крылом малого удлинения. Корпус ракеты имел цилиндрическую форму, немного суженную спереди и сзади; внутри него по всей длине проходил канал воздухозаборника маршевого прямоточного двигателя с тягой до 9 т. Полость между стенками канала и наружной обшивкой фюзеляжа служила емкостью для топлива (за исключением центральной части, где располагался приборный отсек). Передняя часть корпуса представляла собой сверхзвуковой диффузор с трехступенчатым конусом. Центральное тело диффузора одновременно являлось отделяемым контейнером для боевой части.

Стартовала «Буря» вертикально с лафета, установленного на железнодорожной платформе, и после разгона стартовыми ускорителями до скорости М=3 на высоте 18−20 км СПВРД выходил на режим максимальной тяги и ускорители сбрасывались. Далее полет до района цели происходил с постоянной скоростью М=3,15−3,2 и плавным набором высоты (по мере выработки топлива) до 25,5 км. На маршевом участке полет корректировался с помощью системы автоматической астронавигации «Земля». При приближении к цели маршевая ступень должна была переводиться автопилотом в крутое пикирование на цель с отделением боевого ядерного заряда на высоте около 18 км.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Летные испытания начались в августе 1957 года на полигоне Владимировка в Астраханской области и проходили непросто. «Первый блин», как водится, оказался комом — 1 августа из-за взрыва клапана в одном из ускорителей ракета осталась на старте. Только по чистой случайности все не закончилось взрывом самой ракеты.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Ровно через месяц, 1 сентября, ракета оторвалась от пускового устройства, но из-за преждевременного сброса газовых рулей сделала «кувырок» и взорвалась недалеко от старта. В третьем пуске ускорители отработали нормально только 30 секунд, в четвертом — 60 сек, в пятом — уже 80 сек. Первая ступень «повела себя нормально» только в шестом полете 22 мая 1958 г., отработав положенные 90,5 сек до отделения. На высоте 17,3 км при скорости М=2,95−2,97 в этом полете впервые был запущен СПВРД, успевший проработать до окончания топлива 29,5 сек.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Седьмая попытка — и снова отказ ускорителей без разрушения ракеты на старте. Следующая попытка сделана 3 июля — отказ автопилота на 56-й секунде полета. Девятый пуск 13 июля — нештатное отделение ускорителей, из-за чего маршевая ступень потеряла устойчивость на 96-й секунде полета.

В десятом пуске 10 сентября эта ситуация повторилась, но на скорости М=2,95−3,0 все же удалось запустить СПВРД, который неустойчиво проработал еще 65 сек. В 11-ом пуске 28 декабря полет продолжался 309 сек до взрыва топливного бака. Конструкторы не сдавались, и уже в 12-м пуске 29 марта 1959 года была достигнута продолжительность полета 25 минут 20 секунд и дальность 1315 км. 13-й пуск, как и положено «чертовой дюжине», не состоялся — ракета не ушла со старта, и только 14-й запуск 2 октября 1959 года можно считать полностью успешным — программа полета была выполнена до полного израсходования топлива маршевой ступени. Полет продолжался 33,5 минут по замкнутой трассе при крейсерской скорости М=3,15. При начальной высоте 17 км была достигнута дальность 1766 км. Полеты по короткой трассе завершились.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Звездный старт

Теперь пришло время испытывать астронавигационную систему управления и осуществлять полеты на максимальную дальность в направлении Камчатки. Первая попытка включения навигации по звездам была произведена в 15-м полете продолжительностью чуть более 10 минут, и уже в 16-м полете была достигнута дальность 5500 км. Это была полная победа! «Буря» научилась летать! Нужно было закрепить успех. В восемнадцатом пуске 23 марта 1960 года за 2 часа 4 минуты при полете на высоте 18−24,5 км при скорости М=3,2−3,15 ракета преодолела 6500 км! Уверенный захват навигационной звезды произошел на 114-й секунде полета. Полет завершился после полной выработки топлива (заправка во всех испытательных полетах была неполной). Дальность последнего полета «Бури» 16 декабря составила 6425 км, а установленный на ракете комплект астронавигации позволял осуществлять полет даже в дневное время суток!

Всего было построено 19 экземпляров «Бури», и все они были испытаны. Началась подготовка серийного производства, но ... Королев уже запустил первый искусственный спутник Земли на своей знаменитой ракете Р-7, уже готовился к своему легендарному полету Юрий Гагарин, и первые боевые Р-7, от которых не существовало защиты, встали на боевое дежурство. Вышла на летные испытания новая баллистическая ракета Р-16 Михаила Янгеля, и «Буря», только начавшая летать, уже опоздала. Было принято решение о развитии только баллистических ракет, и 5 февраля 1960 г. Правительственное постановление предрешило закрытие «Бури» вслед за «Бураном».

Для КБ Лавочкина «Буря» стала последней авиационной разработкой — в связи с повальным «хрущевским» сокращением авиапрома в 60-х годах КБ безвозвратно перешло в космонавтику и стало автором советских «Луноходов», «Марсов», «Венер» и других космических аппаратов.

А американская МКР «Навахо» ни в одном из своих полетов не смогла улететь дальше 3200 км!

Загрузка статьи...