29 июля, 2008

В-1000 - первая противоракета

Для решения общих принципиальных вопросов системы противоракетной обороны (ПРО) в Конструкторском бюро № 1 (КБ-1) было создано специальное подразделение СКБ-30, которое возглавил Г. В. Кисунько - один из самых опытных специалистов страны по электродинамике. Большую помощь в развертывании работ по ПРО оказали министр обороны CCCР Г. К. Жуков и министр оборонной промышленности Д. Ф. Устинов.

Именно Д.Ф. Устинов пригласил главного конструктора ОКБ-2 (ныне МКБ "Факел") П. Д. Грушина на заседание коллегии министерства оборонной промышленности, где Г. В. Кисунько сделал доклад о надвигавшихся противоракетных задачах.

Становилось очевидным, что при создании противоракет предстоит решать чрезвычайно сложные проблемы. Это должны быть ракеты особого рода. Они должны работать в заатмосферной зоне, подобно баллистическим ракетам. Однако на этом, пожалуй, заканчивается их сходство с баллистическими ракетами. Баллистические ракеты (в то время) не рассчитаны ни на маневрирование, ни на быстрый разгон при выведении боеголовки на заданную траекторию (хотя скорость их измеряется километрами в секунду). Противоракета, наоборот, должна быть и высокоманевренной и высокоскоростной. И дело здесь не только в конструкции противоракеты, как летательного аппарата, но и в особенностях ее системы управления. Для противоракеты всегда будет назначаться высота поражения цели от 25 километров и выше, поскольку баллистическая ракета, как правило, оснащается ядерной боевой частью.

В феврале 1956 г. были в окончательном виде сформулированы предложения по работам в области ПРО. Удалось достаточно убедительно обосновать реальность решения проблемы ПРО и получить соответствующее разрешение на развертывание полномасштабных работ.

17 августа 1956 г. вышло Постановление о разработке экспериментального комплекса ПРО, который получил индекс - система "А". Главным конструктором экспериментального комплекса ПРО был назначен Г. В. Кисунько, главным конструктором противоракеты - П. Д. Грушин.

Основным предназначением системы "А" было установление возможности поражения головных частей баллистических ракет дальнего действия противоракетами с осколочно-фугасными боевыми частями. Для решения этой задачи от системы требовались максимальное быстродействие и полная автоматизация работы, а также минимальное время, необходимое для проведения подготовительных операций при боевом использовании.

Для решения поставленной задачи в составе экспериментальной системы ПРО предусматривалась разработка центральной вычислительной станции системы дальнего обнаружения, трех радиолокаторов точного наведения (каждый из которых состоял из радиолокационных каналов измерения координат цели и координат противоракеты), радиолокационной станции вывода противоракет, главного командно-вычислительного пункта, пусковых установок.

Специальный противоракетный полигон для натурных испытаний средств ПРО создавался вблизи озера Балхаш в полупустыне Бет-Пак-Дала, неподалеку от железнодорожной станции Сарышаган. Параллельно с созданием экспериментального комплекса ПРО широко проводились экспериментальные работы по обнаружению головных частей баллистических ракет после отделения от разгонных ступеней на расстояниях до тысячи километров.

Уже в 1956 г. в районах падения головных частей баллистических ракет, запускаемых из Капустина Яра, были установлены экспериментальные радиолокаторы. Сначала местом их установки был Казахстан, а к осени 1957 г., после начала испытаний баллистической ракеты Р-7, они появились и на Камчатке. Полученные в ходе этих экспериментов результаты во многом предопределили дальнейшее развитие работ по противоракетной тематике.

Создание экспериментальной противоракеты, получившей название В-1000, было поручено ОКБ-2, впоследствии Машиностроительному конструкторскому бюро "Факел", которым руководил П. Д. Грушин. В обозначении ракеты В-1000 цифры означали среднюю скорость ракеты.

Эскизный проект на противоракету требовалось выпустить в январе 1957 г. Выпуск первых образцов противоракет, именовавшимися действующими макетами - в середине 1957 г. В течение 1958 г. противоракета должна была пройти автономные испытания.

Дальность полета противоракеты В-1000 была определена 55 км при средней скорости полета 1000 м/с. Таким образом, директивные сроки, отпущенные на разработку противоракеты, казались взятыми из области технической фантастики, а требования к новой ракете и вовсе выглядели вызывающими. Однако опыт, который накопили специалисты ОКБ-2 в процессе разработки ракеты В-750 для зенитной ракетной системы С-75, позволял в определенной мере рассчитывать на успех. Тем не менее, в значительной степени приходилось надеяться на энтузиазм коллектива.

Одной из основных проблем, с которой сразу же пришлось столкнуться разработчикам В-1000, оказалось обеспечение максимальной скорости полета ракеты до 1500 м/с (при средней скорости 1000 м/с). При движении в атмосфере таких скоростей ракеты еще не достигали. По современной терминологии это была уже область гиперзвуковых скоростей, изучение которой в эти годы еще только начиналось. Другой, не менее серьезной проблемой, стало обеспечение высокой маневренности в зоне ее встречи с баллистической целью (высоты от 23 до 28 км) - до 2-3-х единиц боковой перегрузки.

Конечно, с позиций сегодняшнего дня подобные характеристики для специалистов-ракетчиков стали уже привычными, но тогда это были требования поистине революционного характера. Ракета, летящая в атмосфере с гиперзвуковой скоростью, да еще способная маневрировать - это казалось пределом технических возможностей. Но без такой ракеты, ставящей завершающую точку во всей работе противоракетного комплекса, становились бесполезными и локаторы, и новейшие по тем временам ЭВМ.

Предстояло решать вопросы даже не завтрашнего дня, а казалось, далекой перспективы. Необходимо было добиться устойчивости, управляемости ракеты в процессе ее полета на стартовом и маршевом участках. Обеспечить ее вход в управляющий луч РЛС. Тем более, аэродинамика ракеты к тому времени в зоне гиперзвуковых скоростей полета была изучена достаточно мало. Решать подобные задачи приходилось первыми в мире.

Кроме упомянутых проблем, были и еще десятки других, не менее сложных и значительных. Например: как практически мгновенно выключить маршевый двигатель ракеты и при этом не внести в ее полет каких бы то ни было возмущений? Вставали проблемы и теплового барьера. По расчетам, температура поверхности некоторых отсеков ракеты в полете могла достигать 400-550 градусов. Времени на поиск ответов отвели немного - год, от силы два.

Как и при разработке других ракет, работы по В-1000 начались с рассмотрения различных компоновочных вариантов. П. Д. Грушин провел немало времени, обсуждая с ведущими специалистами конструкторского бюро, технологами и производственниками эти вопросы. Избежать излишней оригинальности в конструкции новой ракеты - вот одна из главных целей, которую поставил Грушин, и движение к которой контролировал постоянно.

В-1000 получилась весьма похожей на В-750. Последняя стала для первой противоракеты своего рода прототипом. Такая же двухступенчатая ракета нормальной аэродинамической схемы (рули второй ступени расположены в ее хвостовой части), с твердотопливным ускорителем и маршевой ступенью с жидкостным ракетным двигателем.

Стартовая масса ракеты составила 8700 кг, тяга ускорителя до 200 тонн, время его работы 3,2-4,5 с, скорость разгона ракеты ускорителем 630 м/с.

Для обеспечения аэродинамической устойчивости на ускорителе был установлен трехперьевой стабилизатор. После отделения ускорителя включался жидкостный реактивный двигатель второй ступени. Ракета разгонялась до 1500 м/с. Тяга ЖРД на земле составляла 10 500 кг, а время работы 36,5-42 с. Располагаемые перегрузки на высотах встречи с целью достигали 2,5-3,0. Масса боевой части составляла 500 кг.

Впервые в мире был создан осколочный вариант боевой части, содержащий 16 тыс. активных поражающих элементов, каждый из которых представляет собой шарик взрывчатого вещества диаметром 24 мм, несущий в себе карбидвольфрамовое ядро диаметром 10 мм. При подрыве боевой части поражающие элементы выбрасывались перпендикулярно продольной оси противоракеты. При этом образовывалось круговое поражающее поле типа "завеса" диаметром 75 м.

Ракета стабилизировалась и управлялась автопилотом в соответствии с командами с земли, поступающими через бортовую радиоаппаратуру. Для определения текущих координат противоракеты в полете в состав бортовой аппаратуры была введена аппаратура радиовизирования, работающая по запросным импульсам радиолокаторов визирования и точного наведения. Бортовая аппаратура обеспечивала также прием разовой команды на подрыв боевой части.

Управление противоракетой предусматривалось от наземных средств, причем с точки зрения методов управления полет противоракеты разбивался на два этапа:

этап вывода противоракеты на рассчитанную перед стартом плоскую траекторию (при этом использовалась информация о текущих координатах противоракеты, измеряемых радиолокатором станции вывода, осуществляющей визирование противоракеты по данным приемоответчика);

этап точного наведения противоракеты на цель (при этом команды

управления (как и команда подрыва боевой части в районе точки встречи) вырабатывалась по дальностям до цели и противоракеты, измеряемым тремя радиолокаторами точного наведения (по "методу трех дальностей").

В конструкции В-1000 наиболее широко использовались алюминиевые сплавы. Это позволило создать однотипную конструкцию большинства отсеков ракеты и свести к минимуму разнообразие технологических приемов при их изготовлении. С целью защиты конструкции ракеты от нагрева (возникающего при полете ракеты с гиперзвуковой скоростью) были использованы специальные теплостойкие покрытия.

Противоракета В-1000 на пусковой установке на полигоне Сарышаган. Фото начала 1960-х гг.
Фотоархив "ВКО"

В канун 1957 г., на месяц раньше запланированного срока, ОКБ-2 представило эскизный проект В-1000. В нем, насколько позволяли знания, опыт, результаты имевшихся исследований и летных испытаний ракет-предшественников, были даны ответы на большинство возникших вопросов. Но В-1000 по-прежнему представляла собой задачу со многими неизвестными - и в динамике полета, и в управляемости, и в бортовой аппаратуре (в изделии впервые были использованы полупроводники, а не привычные тогда электронные лампы).

С целью максимального ускорения работ по экспериментальной проверке характеристик ракеты В-1000, исследования вопросов ее старта и разделения ступеней, было принято решение об ускоренном проектировании и, соответственно, изготовлении еще одного варианта ракеты - промежуточного (он назывался автономным).

Фактически ОКБ-2 предстояло в течение нескольких месяцев создать ракету, представляющую собой полномасштабную летающую модель В-1000. На второй ступени этой модели должен был устанавливаться специальный программный механизм, задающий необходимое отклонение рулей в процессе ее полета. Однако быстро сделать соответствующую всем требованиям модель оказалось непросто - разработчики маршевого ЖРД и твердотопливного стартового двигателя к требуемым срокам начала летных испытаний (осень 1957 г.) не успевали.

Сдвинуть сроки начала летных испытаний было невозможно. Выбор был невелик - либо начинать первые пуски казахстанской зимой с ее снегами и буранами, либо ждать еще полгода до весны, теряя набранный темп работ. Чтобы выйти из сложившейся ситуации, было решено установить на маршевой ступени летающей модели уже отработанный 17-тонный ЖРД, созданный в ОКБ-3 НИИ-88 (естественно, при снижении его тяги до требуемой величины - 10,5 тонн). Он обладал несколько худшими относительно штатного варианта весовыми характеристиками, но для модели вполне подходил.

Аналогичным образом поступили и со стартовым двигателем. Вместо разрабатывавшегося ПРД-33, для первых пусков модели В-1000 использовали связку из четырех ускорителей ракеты В-750. С нее же взяли и автопилот. Подобный подход дал возможность приступить к проведению летных испытаний еще до полного завершения разработки и отработки этих элементов. К тому же, для первых пусков был использован и упрощенный комплекс наземного оборудования, разработанный в ОКБ-2.

Не было и штатной пусковой установки, которая разрабатывалась в Ленинграде на заводе "Большевик". В этих условиях П. Д. Грушин принял единственно возможное решение: спроектировать и построить временную ПУ силами ОКБ-2. И такую задачу решили в короткие сроки. Это позволило уже в октябре 1957 г. произвести первый пуск В-1000 в так называемом бросковом варианте: вторая ступень ракеты представляла собой габаритно-весовой макет без внутренней начинки и с застопоренными в нулевом положении рулями.

Временная ПУ представляла собой сооружение высотой 12 метров, диаметром цилиндрической части 6 метров, массой 25 тонн (не считая крестовины, на которой она должна стоять).

Для ее изготовления в опытном производстве ОКБ-2 была создана бригада и началась напряженная работа (как обычно, сверхурочная и без выходных). Через четыре с половиной месяца сооружение ПУ было закончено.

В июле месяце 1957 г. ночью из железнодорожных ворот ОКБ-2 вышел эшелон: три товарных вагона, две платформы с разобранной ПУ, а посередине пассажирский вагон, в котором ехала бригада сборщиков и охрана. Всю дорогу эшелон шел на полигон практически по "зеленой улице".

В сентябре 1957 г. первую летающую модель В-1000 доставили в Сарышаган. К тому времени пусковая установка уже была смонтирована. Те осенние месяцы для работ на полигоне были едва ли не самыми подходящим временем. Ушли вместе с летом и 50-градусная жара, и песчаные бури, и другая экзотика каменистой полупустыни. С этого времени для инженеров и испытателей ОКБ-2 началось освоение нового полигона.

В период 1956-1957 гг. Сарышаганский полигон был одной из самых грандиозных строек страны. Однако о ней не сообщали газеты, молчало радио и телевидение. Название "Сарышаган" произносилось только между посвященными (да и то негромко). И, как правило, в разговорах это место зашифровывали "Камбалой", "Белугой", "Колючкой", "Озером". Условия жизни там первые годы были тяжелые - жили в деревянных бараках, по 10-15 коек в одной комнате. Все "удобства" - на улице.

В октябре 1957 г. был проведен первый пуск летающей модели. Полет ракеты оказался недолгим. От воздействия газовых струй ускорителей разрушились стабилизаторы. Ракета рассыпалась в воздухе. После доработки конструкции ракеты (стабилизаторы были передвинуты вперед более чем на метр, чтобы не подвергать их воздействию газовых струй) в декабре 1957 г. был проведен второй пуск летающей модели. Блок ускорителей отработал положенное время, но не отделился из-за неудачной конструкции узлов расцепки. Новые старты летающей модели были отложены до весны.

Весной 1958 г. летные испытания летающей модели возобновились. В пуске № 4 впервые заработал маршевый двигатель. Начиная с пуска № 5, начались испытания со штатным ускорителем ПРД-33. В этом пуске впервые была достигнута максимальная скорость 1500 м/с. Ракета впервые вышла на расчетную дальность.

Всего в 1957-1958 гг. в опытном производстве ОКБ-2 было изготовлено 8 экземпляров летающих моделей, летные испытания которых позволили практически перейти в мае 1958 г. к летным испытаниям штатного варианта противоракеты В-1000. Автономные летные испытания противоракеты В-1000 были закончены в феврале 1960 г. Всего на этапе автономных испытаний было проведено 25 пусков (включая 8 пусков летающей модели).

На этапе автономных испытаний ставились следующие задачи:

проверка основных баллистических и аэродинамических характеристик ракеты;

проверка работы порохового ускорителя и двигательной установки второй ступени;

проверка работы автопилота АПВ-1000;

проверка функционирования радиолиний визирования и управления.

Для определения параметров траектории противоракеты и контроля ее бортового оборудования на противоракете была установлена радиотелеметрическая аппаратура РТС-8А.

Таким образом, полностью оправдалось конструкторское решение П. Д. Грушина - ко времени ввода в строй основных радиотехнических средств системы "А" обеспечить отработку противоракеты В-1000. Это позволило в период с февраля по май 1960 г. провести испытания противоракеты В-1000 в комплексе средств системы "А" при программном управлении от центральной вычислительной станции. Всего на этом этапе было проведено 10 пусков телеметрических вариантов противоракет, основными задачами которых являлись:

уточнение баллистических и аэродинамических характеристик противоракеты по типовым траекториям наведения на цель;

исследование движения противоракеты на траекториях с малыми углами старта;

отработка взаимодействия ЦВС и стрельбового комплекса стартовой позиции при управлении противоракетой по заданной ЦВС программе.

В период май-ноябрь 1960 г. было проведено 23 пуска противоракеты В-1000 в комплексе средств системы "А" при управлении ракетой в замкнутом контуре управления при стрельбе по условной цели.

Целью испытаний по условной цели являлось:

отработка вывода противоракеты в замкнутом контуре управления при стрельбе по условным целям типа Р-2, Р-5 и Р-12;

исследование движения противоракеты в районе условной точки встречи при управлении в замкнутом контуре управления с использованием для команд данных радиолокационной станции визирования противоракеты.

Пуски по условной цели проводились также в промежутках между пусками по реальным целям для проверки изменений, вносимых в аппаратуру и боевой алгоритм системы.

Все эти работы были завершены в октябре 1960 г.

С сентября 1960 года по март 1961 г. системой "А" были проведены пуски противоракет В-1000 по реальным целям Р-5 и Р-12. Всего за этот период было проведено 38 пусков противоракет (из них 12 пусков с боевыми частями осколочно-фугасного действия).

Всего с начала испытаний системы "А" было проведено 84 пуска противоракет В-1000 в различных комплектациях.

В пуске № 80, проведенном 4 марта 1961 г. по ракете Р-12 с инертным снаряжением, радиотехнические средства и противоракета функционировали нормально. Разовая команда на подрыв боевой части была выдана на 43,3 с. Промах составил 31,8 м влево и 2,2 м вверх.

Цель (ракета Р-12) была поражена (полностью разрушена). На земле были найдены только самые массивные части цели: грузовой макет спецзаряда, кольцевой шпангоут и носовая часть корпуса.

Этот результат был не случайным.

Спустя три недели успех был повторен. 26 марта 1961 г. противоракета была пущена по штатной ракете Р-5 с фугасным снаряжением. На высоте около 25 км сработала боевая часть противоракеты, а затем прогремел еще один взрыв - произошла детонация боевой части ракеты Р-5. То есть фугасная боевая часть баллистической ракеты была подорвана поражающими элементами боевой части противоракеты В-1000.

Таким образом, была решена задача исторической важности - доказана возможность перехвата и уничтожения противоракетой баллистической цели, летящей со скоростью более 3 км/с, то есть создания системы ПРО. В США сумели повторить такой результат только через 23 года.

Противоракета В-1000. Вид спереди.
Фото: Алексей Матвеев

В процессе дальнейших работ по системе "А" в период до конца 1961 г. было проведено еще несколько успешных пусков противоракеты В-1000 по реальным целям Р-5 и Р-12.

Успешные испытания экспериментальной системы "А" с противоракетой В-1000 позволили уже в июне 1961 г. выпустить эскизный проект боевой одноэшелонной системы ПРО А-35.

Ее разработка велась выделившимся из КБ-1 коллективом ОКБ "Вымпел" (в дальнейшем НИИ радиопромышленности) под руководством генерального конструктора Г. В. Кисунько, а на этапе ее модернизации - под руководством главного конструктора И. Д. Омельченко. Разработка противоракеты проводилась в ОКБ-2 под руководством генерального конструктора П. Д. Грушина.

Система ПРО А-35 предназначалась для защиты г. Москва от моноблочных межконтинентальных баллистических ракет типа "Титан-2" и "Минитмен-2". Задачи этой системы были другие, другой была и противоракета. Об этом речь - в следующих номерах "ВКО".

Материал подготовлен на основе книги Афанасьев П. П., Коровин В. Н., Светлов В. Г., под редакцией В. Г. Светлова. Петр Грушин - М.: Авиапанорама, 2005. - 600 с. Ил. 120. Библиогр. 69 назв.