обратно

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.