Эта статья любезно предоставлена Демьянцевым Алексеем
БАЛЛИСТИЧЕСКИЕ РАКЕТЫ Р-13 и Р-21
В.П.Макеев
Доклад В.П. Макеева готовился на научно-техническую конференцию, посвященную 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 Королёва. 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 говючего. С целью существенного
улучшения параметров ракеты с точки зрения возможности создания системы
управления бак окислителя разделён 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 движения ракеты в корсетном устройстве за счёт 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 её 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
её 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,
размещённых на подводной лодке. Ракета не требует для её 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 подводной лодки, подтверждена специальными
испытаниями
в натурных условиях. Полностью заправленная ракета сохраняет свои
боевые качества в течение шести месяцев на подводной лодке вместо
заданных трёх.
Ракета Р-13 находилась на вооружении Военно-Морского Флота с 1960 по 1972 год.
Первая в СССР боевая баллистическая ракета с под-водным 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 четырёх 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 надёжной 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, четы-рёхкамерный 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 надёжный запуск
двигателя под зодой и автоматическое поддержание режимов как на подводном,
так и на надводном участках траектории. Конструкция двшателя 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-21 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 Воснно-Морского 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 н статье сделаны незначи-тельные
сокращения
Введены современные индексы ракет.
Статья опубликована в 1987 г.