В.П. Макеев

БАЛЛИСТИЧЕСКИЕ РАКЕТЫ Р-13 и Р-21

Доклад В.П. Макеева готовился на научно-техническую конференцию, посвящённую 25-летию создания первого отечественного атомного ракетоносца. Текст доклада был зачитан на конференции в ЦКБ морской техники «Рубин» представителем КБ машиностроения в декабре 1985 г.

Начало работ по отечественным морским баллистическим ракетам связано с именем академика Сергея Павловича Королева. В середине 50-х годов по его предложению были начаты работы с целью приспособить сухопутную ракету Р-11 к стрельбе из надводного положения подводной лодки. В 1955 г. это направление развития отечественной ракетной техники было передано Конструкторскому бюро машиностроения. Первым отечественным комплексом с баллистическими ракетами, созданными специально для вооружения подводных лодок, стал комплекс с ракетой Р-13, а комплексом с подводным стартом - комплекс с ракетой Р-21; оба они разработаны применительно к размещению на дизель-электрической и атомной подводных лодках.

Ограничения габаритов ракеты Р-13 (диаметр 1,3 м, длина не более 12 м), большая масса боевого блока (около 1600 кг), необходимость обеспечения требуемой прочности при глубинном бомбометании и качке подводной лодки при старте, а также широкий температурный диапазон хранения заправленной ракеты (от -40 до +50'С) без дренажа и слива топлива при заданной дальности стрельбы потребовали изыскания новых компоновочных и конструктивных решений.

Основными особенностями схемы ракеты являются:

- Пятикамерная схема двигателя (одна центральная и четыре рулевых). Такая схема позволила отказаться от ранее применявшихся графитовых рулей и тем самым получить энергетический и весовой выигрыш. Наряду с этим представилось возможным обеспечить двухступенчатое выключение двигателя, резко уменьшить разброс импульса последействия и осуществить надёжное отделение боевого блока во всем диапазоне дальностей стрельбы.

- Турбонасосная система подачи компонентов топлива в двигатель с обеспечением наддува бака горючего выхлопными газами от газогенератора центральной камеры и наддува бака окислителя от газогенератора рулевых камер. Такой наддув исключил применение на борту ракеты специальной автономной системы наддува.

- Расположение бака окислителя перед баком горючего. С целью существенного улучшения параметров ракеты с точки зрения возможности создания системы управления бак окислителя разделен промежуточным днищем на полубаки. Расход окислителя осуществляется из нижнего, а затем из верхнего полубака. Это решение обеспечило снижение коэффициента опрокидывающего момента более чем в два раза.

- Боевой блок ракеты, отделяющийся с помощью порохового толкателя, представляет собой цилиндрический корпус, передняя часть которого имеет форму конуса. Для обеспечения стабилизации боевого блока на конической юбке установлены пластинчатые перья. Специальный заряд конструктивно совмещен с корпусом .боевого блока.

Одной из сложных задач, возникших при разработке ракеты Р-13, явилось обеспечение безударного выхода ракеты из пускового устройства в условиях качки и орбитального движения подводной лодки (амплитуда бортовой качки до 12°, килевой - до 4°, орбитального движения - до 1,75 м).

Обеспечение безударного выхода ракеты достигнуто:

- выбором соответствующей программы раскрытия корсетного устройства удержания ракеты;

- оптимальным режимом движении ракеты в корсетном устройстве за счет введения ступенчатого выхода двигателя на режим;

- применением прибора «упредитель старта», обеспечивающего необходимую комбинацию параметров в момент старта.

Тактико-техническое задание на комплекс с ракетой Р-13 выполнено полностью, а по максимальной прицельной дальности стрельбы существенно превышено: вместо заданной величины 450 км обеспечена дальность стрельбы 600 км. Практические стрельбы, транспортные испытания и результаты проверки гарантийной сохранности подтвердили возможность боевого использования ракеты Р-13 в заданных условиях.

Конструкция ракеты и ее система управления обеспечивают возможность выполнения следующих основных операций при нахождении на подводной лодке;

- контроль состояния и поддержание ракеты в боевой готовности во время патрулирования;

- предстартовую проверку и подготовку бортовой аппаратуры ракеты и ее двигательной установки, а также проверку работоспособности аппаратуры боевого блока;

- пуск ракеты с верхнего среза шахты из надводного положения лодки.

Перечисленные операции производятся дистанционно со специальных пультов, размещенных на подводной лодке. Ракета не требует для ее обслуживания доступа личного состава в течение всего автономного плавания.

Общее время на пуск одной ракеты не превышает 3-4 мин. Последовательный пуск ракет осуществляется за 13-14 мин.

Безопасность ракеты при взрывах глубинных бомб, не приводящих к разрушению прочного корпуса подвод-ной лодки, подтверждена специальными испытаниями в натурных условиях. Полностью заправленная ракета сохраняет свои боевые качества в течение шести месяцев на подводной лодке вместо заданных трех.

Ракета Р-13 находилась на вооружении Военно-Морского Флота с 1960 по 1972 год.

Первая в СССР боевая баллистическая ракета с подводным стартом Р-21 стартовала при волнении моря до 5 баллов, скорости хода лодки до 4 узлов на глубине 40 - 50 м. Время подготовки первой ракеты к выстрелу около 30 мин. Время стрельбы тремя ракетами не более 10 мин.

Старт ракеты осуществлялся из затопленной шахты подводной лодки запуском маршевого жидкостного двигателя в так называемый воздушный «колокол», образованный нижним днищем бака горючего и оболочкой хвостового отсека. Наличие «колокола» позволило демпфировать газодинамические процессы, протекающие при старте, что приводило к снижению до допустимых величин силовых и тепловых нагрузок, возникающих при старте из глухой шахты без специальных газоотводов.

Старт на маршевом двигателе не потребовал создания специальных корабельных устройств, необходимых для обеспечения выхода ракеты из шахты и из воды, и обеспечивал возможность управляемого движения ракеты на подводном участке траектории.

Безударный выход ракеты из шахты движущейся подводной лодки при действии возмущений, обусловленных волнением моря и качкой корабля, обеспечивался применением бугельной схемы направления движения, конструктивно выполненной в виде жестких направляющих на шахте, и бугелей, установленных на корпусе ракеты.

Специфика подводного старта потребовала обеспечения герметичности отсеков ракеты, электроразъёмов, кабелей, пневмогидравлической арматуры при наружном давлении морской воды. В этой связи ракета выполнена в виде единой цельносварной конструкции и состоит из четырех последовательно расположенных отсеков: приборного, бака окислителя, бака горючего, хвостового отсека со стабилизаторами. Связь аппаратуры системы управления, установленной в приборном отсеке, с исполнительными органами (рулевыми машинами) осуществляется герметичными кабелями, выходящими из отсека через специальные гермовводы, полость которых для обеспечения надежной герметичности наддувается воздухом из «колокола». Связь бортовой аппаратуры системы управления с корабельной испытательной и пусковой аппаратурой осуществляется через два бортовых специальных герметичных разъёма и сменные кабели.

Баки окислителя и горючего предназначены для размещения компонентов топлива и являются одновременно силовым корпусом ракеты. Баки разделены межбаковым пространством, которое через кольцевой зазор между тоннельной и расходной трубами сообщается с хвостовым отсеком. Это позволило за счёт гидростатического давления на срезе ракеты создать избыточное давление в межбаковой полости и избежать увеличение веса. С этой же целью в баках окислителя и горючего при предстартовых операциях обеспечивается необходимое противодавление внешней среды с помощью систем предварительного и предстартового наддува.

Двигатель ракеты выполнен по открытой схеме, четырёхкамерный с центрально расположенным турбонасосным агрегатом. Камеры двигателя являются управляющими органами ракеты и имеют узлы подвески, обеспечивающие поворот на угол ±9°. Оси качания камер параллельно смещены относительно плоскостей стабилизации на угол 60°, что обеспечивает рациональное соотношение между управляющими моментами по тангажу, рысканию и крену.

Конструктивное выполнение двигателя, не требующее проведения каких-либо проверок и настроек в процессе эксплуатации, герметичность от внешнего давления и широкий диапазон регулирования обеспечивают надежный запуск двигателя под водой и автоматическое поддержание режимов как на подводном, так и на надводном участках траектории. Конструкция двигателя предусматривает его останов при аварийном выключении с герметичным разобщением топливных магистралей.

Конструктивно-компоновочные особенности ракеты и пускового устройства, новый тип старта позволили не только разместить ракету Р-2! в шахте меньших габаритов по сравнению с шахтой для ракеты Р-13, но и достигнуть максимальной прицельной дальности стрельбы 1420 км против заданной 1100 км.

Боевой блок ракеты Р-21 (массой около 1200 кг) имеет форму притуплённого по сфере конуса. Корпус блока и заряд не совмещенные.

Для обслуживания ракет в период хранения и предстартовой подготовки доступ в шахту не требуется. Все операции по обслуживанию ракет Р-21 производятся дистанционно с соответствующих пультов управления.

Ракета рассчитана на боевое использование и хранение в условиях плавания подводной лодки при возможных сотрясениях корабля от глубинного бомбометания и атомного взрыва на безопасном радиусе. Срок хранения заправленной ракеты Р-21 при завершении разработки составлял шесть месяцев, в процессе эксплуатации этот срок был доведён до двух лет.

Ракета Р-21 находилась на вооружении Военно-Морс-кого Флота с 1963 г. до конца 80-х годов.

Ракеты Р-13 и Р-21 сыграли определённую роль в балансе стратегических сил в шестидесятые годы. При разработке названных комплексов и ракет родилась кооперация, отработано взаимодействие многочисленных научно-исследовательских институтов, конструкторских бюро, заводов-изготовителей, испытательных полигонов. Вместе с тем эти комплексы заложили основу дальнейшего развития и совершенствования стратегического морского ракетного оружия.

Примечание. При редактировании в статье сделаны незначительные сокращения. Введены современные индексы ракет.

Статья опубликована в 1987г.