Статья Антона Первушина с сайта WARSPOT от 17 мая 2019 года.
Содержание:
1 сентября 1957 года на полигоне в Астраханской области впервые стартовала советская межконтинентальная крылатая ракета «Буря». Она была сконструирована как ответ на планы США по созданию «неуязвимых» носителей ядерного оружия и до сих пор остаётся уникальным «изделием». Впрочем, именно высокие требования к таким ракетам в конечном итоге погубили их: они появились слишком рано и не соответствовали научно-техническому уровню своего времени.
Проект «Навахо»
После окончания Второй мировой войны американские специалисты занялись тщательным изучением опыта немецких ракетчиков. Среди прочего они обратили внимание на проекты различных крылатых ракет, теоретически способных достичь большей дальности полёта за счёт планирования в плотных слоях атмосферы.
При конструировании таких летательных аппаратов необходимо было соединить достижения как ракетных, так и авиационных специалистов, что оказалось весьма кстати. Дело в том, что завершение боевых действий в Европе и на Тихом океане привело к обвальному уменьшению заказов на самолёты. Для американских авиафирм, успевших привыкнуть к устойчивому росту, наступили тяжёлые времена: речь шла о закрытии значительной части производства и массовых увольнениях. Например, персонал «Норт Америкэн Авиэйшн» (North American Aviation Inc., NAA) предполагалось сократить с 100 000 до 6500 человек — в 15 раз! Спасением стал официальный запрос, который 31 октября 1945 года Минобороны направило семнадцати крупнейшим авиастроительным компаниям. Им предлагалось заняться разработкой средства доставки ядерного боезаряда на «очень большую дальность», причём в данном случае военные особого интереса к ракетам не проявляли, сделав ставку на тяжёлые пилотируемые бомбардировщики.
Чтобы сориентироваться в массе новых технологий, порождённых войной, в NAA была создана Лаборатория аэрофизики под руководством специалиста по турбореактивным двигателям Уильяма Боллея. Наиболее перспективной идеей инженерам показалась крылатая ракета, стартующая вертикально, а на заключительном нисходящем участке траектории использующая планирование. В марте 1946 года компания получила контракт на разработку аэробаллистической ракеты МХ-770 с дальностью полёта до 800 км.
Трофейные двигатели немецкой баллистической ракеты А-4 (V-2), захваченные на подземном заводе Миттельверк. v2rocket.com
Двигатель немецкой баллистической ракеты А-4 (V-2), получивший американское название Mark I, на стенде. sciencephoto.com
Из-за отсутствия собственного задела инженеры NAA начали эксперименты с ракетными ускорителями, имевшимися в продаже. Кроме того, Боллей предложил восстановить и испытать двигательную установку немецкой ракеты А-4 (V-2), получив необходимые детали у правительственных служб. С исходного двигателя, названного Mark I, планировалось снять «мерки» по американским стандартам и на их основе сделать уже свой вариант — Mark II.
Два немецких двигателя (Model 39) прибыли к специалистам в конце 1946 года, а в марте следующего года компания арендовала большой участок земли в гористом районе Сайми-Хиллз северо-западнее Лос-Анджелеса — здесь началось строительство базы для испытаний с восемнадцатью стендами.
Когда инженеры компании разобрали и внимательно изучили немецкий двигатель, они пришли к выводу, что перед ними «инженерное безумие», которое не имеет перспектив развития. Но поскольку ничего похожего по уровню тяги у американцев не было, им пришлось пользоваться немецкими агрегатами.
В качестве основы Боллей выбрал модификацию двигателя, которую немецкие ракетчики не сумели довести до готового изделия, и которую он обозначил как Mark III. Ему разрешили привлечь к работам немецких двигателистов: Вальтера Риделя, Ганса Хютера, Рудольфа Байхеля и Конрада Данненберга. При продувках в аэродинамических трубах обнаружилась новая проблема: оказалось, что предложенная форма ракеты со стреловидным крылом неустойчива на околозвуковых скоростях. Пришлось менять всю конфигурацию МХ-770.
Работы начального периода сводились к накоплению данных по сверхзвуковой аэродинамике, двигательным установкам и системам навигации. Для этого в 1947 году была создана серия из семи небольших экспериментальных ракет NATIV (North American Test Instrumented Vehicle). С помощью двигателя, работавшего на азотной кислоте и анилине, ракета поднималась на высоту около 15 км и направлялась по траектории, имитировавшей этапы полёта будущей МХ-770.
Пуск экспериментальной ракеты NATIV (RTV-A-3). secure.boeingimages.com
Пуски экспериментальных ракет начались 26 мая 1948 года, однако завершились без особого успеха: три из шести остались на стартовом столе, две — улетели, но не выполнили задачу; только одна NATIV разогналась до скорости, вдвое превышавшей звуковую, и достигла высоты 18 км.
В то же самое время проект пришлось вновь пересмотреть. Представители ВВС потребовали увеличить дальность полёта крылатой ракеты до 1600 км, поэтому немецкая модификация была отвергнута в пользу аппарата с маршевым прямоточным воздушно-реактивным двигателем. То есть ракетный агрегат использовался лишь для старта и разгона до сверхзвуковой скорости, на которой запускается «прямоточник». Такой выбор означал, что меняется всё: навигация, двигательная установка и аэродинамика. Весь аппарат «подрос» на треть по размерам и массе, а двигатель Mark III перепроектировали, увеличив тягу.
Для большей дальности инерциальная система навигации не годилась, давая отклонение на 1,6 км за каждый час полёта, поэтому инженеры приступили к проектированию новой навигационной платформы, объединявшей инерционную систему со следящим астродатчиком, который корректировал вероятное отклонение. Кроме того, было предложено отделять в полёте стартовый ускоритель от маршевой ступени.
В июле 1948 года значительно разросшаяся Лаборатория аэрофизики вместе с электромеханическим отделением NAA переехала в Дауни (восточная часть Лос-Анджелеса). Именно здесь были построены крылатые ракеты, а много позже изготавливался командный модуль лунного корабля «Аполлон» (Apollo) и проектировался орбитальный корабль «Спейс Шаттл» (Space Shuttle).
В мае 1949 года проект обрёл законченный вид летательного аппарата дальнего действия. Аппарат получил обозначение XSSM-A-2 и название «Навахо» (Navaho): двухступенчатая ракета с тандемным расположением ступеней, причём снизу находился ускоритель (бустер) с ракетным двигателем, а сверху — маршевая крылатая ступень с прямоточным воздушно-реактивным двигателем.
В августе Советский Союз провёл свои первые атомные испытания, что стало неожиданностью для западных разведок. В качестве ответа США стали активнее наращивать арсенал оружия массового поражения. Разумеется, было увеличено и финансирование ракет. Работы над «Навахо» получили новый толчок, и в конце ноября был подготовлен двигатель Mark III (XLR-41 от eXperimental Liquid Rocket). Однако его испытания шли неровно, и немецким специалистам поручили доработать конструкцию. В марте 1950 года двигатель вышел на проектную тягу 34 т, после чего взорвался. Понадобилось ещё два месяца на доведение его до стабильного рабочего состояния.
В апреле были изготовлены три фюзеляжа модели, но в июле командование ВВС вдруг выдвинуло ещё более фантастические требования: нужна крылатая ракета с радиусом действия 9000 км! Для достижения межконтинентальной дальности была разработана конфигурация, которая стала узнаваемой чертой «Навахо»: мощный стартовый ускоритель и крылатая ступень, «прилепленная» к нему сбоку под некоторым углом. Такая компоновка позволила уменьшить длину всего летательного аппарата и упростить доступ к его агрегатам на стартовом столе.
Общая схема межконтинентальной крылатой ракеты Navaho (XB-64) в проекте 1954 года. alternatewars.com
В 1949 году для решения проблем, возникших при испытании двигателей, компания NAA создала отделение «Рокетдайн» (Rocketdyne), сотрудники которого совершили поистине революционный переворот в ракетостроении США: за три года они создали двигатель XLR-43, который был вдвое легче немецкого прототипа, но при этом развивал на треть бо́льшую тягу. Однако прежде чем испытать его в натурных условиях, потребовалась значительная подготовительная работа.
Чтобы получить сведения о продолжительном полёте на сверхзвуковых скоростях, инженеры разработали беспилотный самолёт-аналог Х-10 (Икс-10), оснащённый двумя турбореактивными двигателями J40 «Вестингауза» (Westinghouse Aviation Gas Turbine Division) и выпускаемым шасси, которое позволяло возвращаться на аэродром для многократного использования. До начала испытаний «Навахо» специалисты собирались провести сорок полётов Х-10, и в мае 1953 года первый аппарат был доставлен на авиабазу Эдвардс в Калифорнии, где 14 октября начались его вылеты.
Беспилотный самолёт-аналог X-10 (серийный номер GM 19307) в Национальном музее Военно-воздушных сил США на авиабазе Райт-Паттерсон (штат Огайо). nationalmuseum.af.mil
Беспилотный самолёт-аналог X-10 в полёте. nationalmuseum.af.mil
До марта 1955 года пять Х-10 выполнили пятнадцать экспериментальных полётов. Затем испытания перенесли на мыс Канаверал. Ещё в 1953 году на месте будущего космодрома началось сооружение монтажно-испытательных корпусов, стартового комплекса и посадочной полосы для приземления многоразовых аппаратов. В период с августа 1955 до конца 1956 года с мыса Канаверал стартовали двенадцать Х-10, но только семь из этих испытаний были признаны успешными, причём два аппарата разбились при автоматической посадке на полосу. Тем не менее командование ВВС выразило удовлетворение и заключило с авиакомпанией новый контракт на промышленное производство ракет «Навахо», получивших обозначение XB-64. Всего заказали 22 маршевые ступени, 34 стартовых ускорителя и 11 систем инерциальной навигации с астрокоррекцией (подразумевалось, что часть ракет будет управляться по радио).
На новом этапе руководство NAA почувствовало нараставшую конкуренцию со стороны баллистических ракет: другие компании азартно разрабатывали ракеты «Тор» (Thor), «Юпитер» (Jupiter), «Атлас» (Atlas) и «Титан» (Titan). Однако все они нуждались в надёжных системах наведения и двигателях, а проект «Навахо» в этом отношении вырвался далеко вперёд. Так, отделение «Рокетдайн» выросло в самостоятельную структуру и выполняло заказы для других армейских программ: например, для проекта ракеты «Редстоун» (Redstone), которую создавали немецкие инженеры под руководством Вернера фон Брауна.
В середине 1956 года по программе «Навахо» на мысе Канаверал трудилось свыше шестисот человек из персонала NAA. Они готовили пуск упрощённого прототипа «Навахо», получившего в документах обозначение G-26 (XSSM-A-4, XSM-64). Для его испытаний были построены два стартовых комплекса: стационарный LC-9 с откидывающейся башней обслуживания и упрощённый мобильный LC-10. Первый пуск был выполнен 6 ноября 1956 года, но на высоте 3 км крылатая ракета взорвалась.
Крылатая ракета Navaho (G-26) на стационарной пусковой установке, 25 апреля 1957 года. mix.msfc.nasa.gov
За семь месяцев стартовали ещё три G-26, и все с неудовлетворительными результатами. На этом фоне начались испытания баллистических ракет дальнего действия: 25 января 1957 года полетела ракета «Тор», 1 марта — «Юпитер», и 11 июня — «Атлас». Поначалу пуски заканчивались авариями, но 31 мая «Юпитер» ушёл на полную дальность — 2400 км. Кроме того, армия продемонстрировала технологии входа боеголовки из космоса в атмосферу, запуская макеты при помощи «Редстоуна». Аналитикам стало ясно, что баллистические ракеты, каждая из которых проще «Навахо», со временем смогут доставлять ядерную боеголовку на межконтинентальное расстояние, но при скорости в семь раз выше.
Огромные трудности, вставшие перед создателями сверхзвуковой крылатой ракеты, и очевидный успех баллистических ракет заставили Минобороны выпустить 11 июля 1957 года приказ о приостановке работ над «Навахо». На следующий день почти пять тысяч сотрудников NAA были отправлены в неоплачиваемый отпуск, а к концу месяца общее число «временно уволенного» персонала перевалило за пятнадцать тысяч. Хотя ВВС сообщили, что ракетная система полной дальности G-38 (SSM-A-6, SM-64A) находится в процессе изготовления, необходимость в её доведении до лётного образца отпала.
Немаловажная историческая деталь: на ускорителе «Навахо» для управления полётом вместо привычных газовых рулей, которые применяли немцы, использовались шарнирно закреплённые двигатели — одна из самых оригинальных разработок в области ракетостроения. Установка двигателей в карданном подвесе впоследствии нашла широкое применение в ракетах «Атлас», «Дельта», «Титан», «Сатурн-5» и маршевых двигателях орбитального корабля системы «Спейс Шаттл». Обращает на себя внимание и чисто внешнее сходство связки трёх двигателей ускорителя «Навахо» и космического «шаттла». Впрочем, в то время инженеры NAA, отправленные в неоплачиваемый отпуск, и представить себе не могли, что своей работой предопределили технический облик американской космонавтики на десятилетия вперёд.
Старт крылатой ракеты Navaho (G-26) 13 ноября 1957 года. NASA/MSFC (MSFC-9142273)
Разумеется, авиакомпания пыталась спасти проект. Например, выдвигалась идея превратить «Навахо» в беспилотный бомбардировщик, который мог бы в течение одного полёта нанести ядерные удары сразу по нескольким целям. Однако воплотить идею на практике было очень сложно, поскольку конструкцию пришлось бы ещё раз значительно переделывать, а такая доработка уходила далеко за 1960 год.
В любом случае Минобороны было заинтересовано в сохранении задела по двигателям и системам навигации, поэтому персоналу, задействованному на мысе Канаверал, позволили ещё полгода запускать готовые экземпляры G-26.
Испытания, проведённые в период с августа 1957 до февраля 1958 года, оказались более успешными, чем первая серия: наконец-то удалось добиться включения воздушно-реактивных двигателей и устойчивого полёта на высоте около 25 км. При пуске 10 января 1958 года ракета смогла пролететь 2000 км и начала разворот на обратный курс, но в этот момент двигатели неожиданно выключились.
Крылатая ракета Navaho (G-26) на демонстрационной площадке Космического центра имени Кеннеди мыса Канаверал. en.wikipedia.org
Позднее были выделены деньги на «отстрел» ещё семи G-26 для получения «необходимой информации о характеристиках крылатых летательных аппаратов при полёте на больших скоростях» в рамках программ по созданию сверхзвуковых бомбардировщиков и авиационных ракет. Однако три новых пуска закончились авариями, и проект «Навахо» был закрыт окончательно.
Сохранившийся экземпляр системы, состоящий из ускорителя №15 и маршевой ступени №10, был установлен на демонстрационной площадке Космического центра имени Кеннеди мыса Канаверал. В октябре 2016 года его уничтожил свирепый ураган Мэтью.
«Снарк» и «Буджум»
Более удачной оказалась жизнь межконтинентальной крылатой ракеты, созданной корпорацией «Нортроп» (Northrop Corporation). Подобно конкурентам из NAA, её специалисты опирались на немецкий опыт, но при этом не пользовались европейскими технологиями.
Своё видение перспективного аппарата с турбореактивными двигателями («беспилотного бомбардировщика») и дальностью полёта до 5000 км они представили в январе 1946 года, а в марте получили контракт на научно-исследовательскую работу по дозвуковому (MX-775A) и сверхзвуковому (MX-775B) вариантам. Джек Нортроп, президент корпорации, решил присвоить проектам специальные названия — соответственно «Снарк» (Snark) и «Буджум» (Boojum). Очевидно, он вдохновлялся известной фразой из поэмы Льюиса Кэрролла «Охота на Снарка»: «Потому что Буджумом был Снарк» (For the Snark was a Boojum, you see).
Однако не прошло и года, как финансирование крылатых ракет было урезано, и из программы исследований выпал дозвуковой «Снарк». Чтобы спасти проект, Джек Нортроп связался с генералом Карлом Спаатсом, новоиспечённым главнокомандующим ВВС, и убедил его, что сумеет за два с половиной года довести до серийного образца турбореактивный аппарат со средней стоимостью 80 000 долларов за штуку. На этих условиях проект «Снарк» сохранили: главком согласился выделить деньги на разработку и десять лётных испытаний с их началом не позднее марта 1949 года. Что касается «Буджума», то он был отложен на потом как будущий этап развития «Снарка».
Экспериментальная модель N-25 (№972) крылатой ракеты Snark (МХ-775A), 11 декабря 1952 года. fas.org
Для оптимизации аэродинамики и управления крылатой ракеты построили модель с турбореактивными двигателями J33, получившую обозначение N-25. Она должна была сбрасываться с самолёта-носителя или стартовать с наземной пусковой установки, разгоняться до околозвуковой скорости, а затем приземляться с помощью тормозного парашюта для дальнейшего использования. Хотя специалисты рассчитывали, что многоразовая модель поможет сократить цикл испытаний на авиабазе Холломан (штат Нью-Мексико), расчёт не оправдался из-за высокой технической сложности. В результате обозначенные в плане сроки были сорваны, что не способствовало укреплению доверия к проектантам.
Первая N-25 сумела подняться в небо 21 декабря 1950 года, однако эксперимент закончился неуправляемым падением модели. Только через четыре месяца, в апреле, очередное «изделие», стартовав с пусковой установки, совершило плавный полёт и вернулось назад. В серии испытаний, продолжавшихся до марта 1952 года, удалось добиться полёта продолжительностью 2 часа 46 минут и максимальной скорости 0,9 Маха.
В то же время заказчики из ВВС потребовали расширить возможности «Снарка» за счёт увеличения дальности действия до 10 200 км. Кроме того, при заходе на цель ракета должна была разгоняться до сверхзвуковой скорости для преодоления систем противовоздушной обороны. Чтобы отработать новую конструкцию, инженеры «Нортропа» сконструировали удлинённую модель N-69 с расширенными скошенными крыльями, которую прозвали «Суперснарком» (Super Snark). На её вариантах с индексами «A», «B» и «C» стояли турбореактивные двигатели J71, но на позднем варианте «D» впервые появились двигатели J57, которые стали главными для серийного «Снарка».
Пуск экспериментальной модели N-69 крылатой ракеты Snark (МХ-775A)
Испытания N-69 проходили трудно. Они начались 6 августа 1953 года, но ракету никак не удавалось отправить в полёт, а когда всё-таки удалось, она взорвалась при посадке. Полностью успешное испытание с возвращением аппарата на аэродром провели только 2 октября 1956 года — на 31-й попытке!
Не внушали оптимизма и продувки модели в аэродинамической трубе: они показали, что из-за формы элевона ракета не сможет разогнаться в районе цели. Проблему удалось решить введением схемы пикирования с высоты на цель и отделением боеголовки, которая должна была падать туда самостоятельно по баллистической траектории. Переработанная с учётом этих новшеств модель N-69C впервые стартовала 26 сентября 1955 года.
Бесконечные проблемы, которые приходилось преодолевать сотрудникам «Нортропа», вызывали критику со стороны аналитиков и насмешки конкурентов. Из-за падений моделей в океан поблизости от мыса Канаверал, на полигоне шутили, что он окружён «водами, заражёнными Снарком».
5 декабря 1956 года крылатая ракета N-69D стартовала на полигоне, чтобы добраться до границы Пуэрто-Рико, там развернуться и прилететь обратно. Почти сразу стала сбоить навигационная система, и аппарат начал сильно отклоняться от курса. Операторы наземных станций пытались передать на борт команды самоликвидации, но ракета никак не отреагировала на них. В воздух были подняты истребители, и тоже без особого успеха. Когда ракету зафиксировали в последний раз, она находилась у берегов Венесуэлы, направляясь на юго-восток — к просторам Амазонии. В итоге N-69D пропала без вести. Позднее, в 80-е годы, появлялись сообщения, что её обломки нашли на территории Бразилии, впрочем, никаких вещественных доказательств предъявлено не было.
Пуск экспериментальной модели N-69D крылатой ракеты Snark (МХ-775A) на полигоне мыса Канаверал, 1956 год. nationalmuseum.af.mil
Несмотря на аварии и критику, программа продолжала развиваться. Появилась ещё более совершенная модель N-69E, которая получила статус «эксплуатационного прототипа». Её первый более или менее успешный полёт состоялся 16 августа 1957 года. Она же послужила «матчастью» для обучения личного состава отряда инструкторов ВВС, который был сформирован в мае на авиабазе Амарилло, и стал первым подразделением, получившим в своё распоряжение стратегические крылатые ракеты.
В конечном виде система «Снарк» (SM-62 и SM-62A) представляла собой высокоплан-«бесхвостку» со стреловидным крылом, снабжённым элевонами. Силовая установка была выполнена в виде компактного узла с турбореактивным двигателем J57 производства «Пратт-Уитни» (Pratt & Whitney), расположенным в хвостовой части. В фюзеляже также размещались баки с керосином, боевая головка с термоядерным зарядом и система управления.
Полёт межконтинентальной крылатой ракеты Snark (SM-62) над Атлантическим океаном. nationalmuseum.af.mil
Манёвр увода крылатой ракеты Snark (SM-62) после отделения боеголовки. nationalmuseum.af.mil
Старт «Снарка» осуществлялся при «нулевом разбеге» с помощью двух твёрдотопливных ускорителей, работающих четыре секунды. На высоте 18 км при крейсерской скорости в 1060 км/ч «Снарк» пролетал от 8000 до 10 400 км. На расстоянии 150-200 км от цели он переходил в пикирование. При этом отделялась боеголовка; причём из-за резкого изменения центра тяжести ракета должна была совершить манёвр увода по тангажу, чтобы избежать столкновения. Если «Снарк» по каким-то причинам не мог выполнить задачу, то в течение 11 часов после пуска он мог вернуться назад и совершить посадку на фюзеляж.
Первая серийная крылатая ракета Snark (SM-62). На её фоне слева направо: штаб-сержант и отличник боевой подготовки Мэйнард Денни; подполковник Ричард Бек, командир 556-й стратегической ракетной эскадрильи; генерал-майор Альфред Келберер, заместитель командующего 15-й Воздушной армией; Уитли Коллинз, президент компании Northrop Aircraft. 12 декабря 1957 года. nationalmuseum.af.mil
В январе 1958 года серийные ракеты «Снарк» начали поступать на авиабазу Патрик (штат Флорида), где разместилась 556-я стратегическая ракетная эскадрилья (556th Strategic Missile Squadron). Через год было сформировано и встало на боевое дежурство 702-е ракетное крыло стратегического назначения (702nd Strategic Missile Wing). Его позиции были развёрнуты на авиабазе Преск-Айл (штат Мэн); первая боевая ракета прибыла туда 27 мая 1959 года. Известно, что в общей сложности было развёрнуто тридцать «Снарков».
Впрочем, жизнь единственной межконтинентальной крылатой ракеты, доведённой до серийного образца, продлилась недолго. В марте 1961 года президент Джон Кеннеди объявил «Снарк» устаревшим оружием, а 25 июня 702-е крыло было расформировано. Готовые ракеты отправили на утилизацию, в музейных коллекциях сохранились только пять из них.
Межконтинентальная крылатая ракета Snark (SM-62) в Национальном музее Военно-воздушных сил США на авиабазе Райт-Паттерсон (штат Огайо). nationalmuseum.af.mil
«Буря» Семёна Лавочкина
В Советском Союзе, разумеется, знали об американских проектах крылатых ракет межконтинентальной дальности и воспринимали их как явную угрозу стратегическому равновесию. Чтобы ускорить развитие советских инициатив при создании аналогичных «изделий», 20 мая 1954 года было выпущено секретное постановление Совета Министров №957-409 «О передаче работ по межконтинентальным крылатым ракетам в Министерство авиационной промышленности СССР». В нём предписывалось сосредоточить усилия в двух бюро: ОКБ-301 (Опытно-конструкторское бюро №301) Семёна Алексеевича Лавочкина и ОКБ-23 (Опытно-конструкторское бюро №23) Владимира Михайловича Мясищева. Научным руководителем проектов назначили академика Мстислава Всеволодовича Келдыша. Кроме прочего, постановлением определялись сроки предъявления ракетных комплексов к совместным испытаниям — первый квартал 1957 года. Таким образом, на всю работу отводилось менее трёх лет!
Проект более лёгкого варианта ракеты, разрабатываемого в ОКБ-301 и получившего название «Буря» («изделие 350», В-350, Ла-350), завершили в сентябре 1955 года. Она стартовала вертикально с железнодорожного лафета при помощи двух ускорителей, оснащённых жидкостными двигателями С2.1100 (позднее — С2.1150) и в соответствии с заданной программой проходила разгонный участок траектории, на котором управление осуществлялось газовыми рулями, а после их сброса — с помощью аэродинамических поверхностей. Когда вступал в действие сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель РД-012, на высоте 17,5 км производилась отцепка маршевой ступени. Затем «Буря» летела с постоянной скоростью выше трёх звуковых на дальность 8000 км. При подходе к цели ракета должна была совершить манёвр, поднявшись на высоту 25 км и оттуда резко спикировав на цель. Там же происходило сбрасывание головного конуса с боезарядом.
Макет межконтинентальной крылатой ракеты «Буря» в сборочном цехе. Фото из архива музея НПО им. С.А. Лавочкина
В сентябре 1956 года массу ядерного заряда, под который проектировалась «Буря», увеличили с 2,1 до 2,35 т, что повлекло за собой изменения в конструкции и сказалось на сроках сдачи ракеты. Тем не менее техническая документация была в 1957 году полностью подготовлена, а вскоре началось производство опытного экземпляра.
Компоновочные схемы ракеты проверялись на стендах и в аэродинамических трубах, после чего испытывалась в натурных условиях — на сбрасываемых с самолёта масштабных моделях. Астронавигационная система управления, созданная в НИИ-1 МАП (Научно-исследовательский институт №1 Министерства авиационной промышленности), прошла проверку на самолёте Ту-16. Параллельно на заводах №301 (Москва) и №18 (Куйбышев) было запущено серийное производство ракет для испытаний. Всего успели изготовить девятнадцать штук.
При сверхзвуковой скорости движения происходит нагрев поверхностей планера до температуры свыше 200°С, что исключает возможность применения привычного дюралюминия в конструкциях фюзеляжа и крыла. Поэтому на крылатых ракетах впервые был использован новый для советского авиастроения материал — титан. Во время работы над «Бурей» специалисты ОКБ-301 разработали и внедрили технологию сварки титана, а также несколько видов его механической обработки.
В конструкции «Бури» использовались и другие термостойкие материалы, применявшиеся для герметизации различных покрытий, изоляции и остекления. Кроме того, с целью уменьшения сопротивления корпус снаружи полировали до зеркального блеска.
Четырёхкамерный ракетный двигатель С2.1150 (чёрный, на переднем плане) для ускорителей крылатой ракеты «Буря» в демонстрационном зале КБХМ имени А.М. Исаева. Фото И. Афанасьева из книги «Космические крылья» (2009)
Доработки требовались во всём – например, в системе испытаний двигателей. Конструктор Алексей Пантелеймонович Милованов, долгое время трудившийся в ОКБ-301, а позднее возглавлявший НПО имени С.А. Лавочкина, писал в мемуарах:
«Стенд огневых испытаний в отделе №25 был рассчитан на испытание ДУ [двигательной установки] с максимальной тягой 17 т.с., а тяга двигателей ускорителя первой ступени «Бури» – 68 т.с. Что делать? Конструкцию самого стенда можно усилить, а как быть с лотком? Углубить лоток, т.е. удалить точку встречи факела ЖРД [жидкостного ракетного двигателя] с поверхностью лотка – это значит заново переделать весь стенд. А время поджимает.
Решение подсказали американцы.
В одной экспресс-информации я увидел фотографию стенда для испытания ЖРД, построенного где-то в районе Филадельфии.
На этом стенде для снижения температуры факела ЖРД, а значит и скорости истекаемых продуктов сгорания, была применена система водяных пушек, подающих в факел работающего ЖРД мощные струи воды. <…>
Мы вышли с таким предложением к Лавочкину. Он согласился, но потребовал изменения конструкции подающего устройства – поставить ниже обреза сопел ЖРД кольцо, через которое подавать под большим давлением воду, причём подачу воды начинать до запуска двигателей и навстречу струе факела.
Первоначально я возражал на том основании, что такое кольцо будет при каждом запуске выходить из строя. Но Лавочкин убедил меня, что его схема надёжнее, и она была принята. <…>
Для дополнительной страховки в лоток решили положить стальные плиты. Провели опробования сначала без запуска ЖРД, потом штатно. Всё нормально. На этом стенде были отработаны все режимы работы ЖРД ускорителей первой ступени, в том числе возможные случаи аварийного выключения двигателей – так называемый АВД по какому-то дефекту.
С испытаниями ДУ «Бури» связана одна памятная история.
Однажды в конце пятидесятых годов посмотреть запуск ДУ к нам в отдел №25 приехал Л.И. Брежнев – тогда секретарь ЦК КПСС по оборонной промышленности. Ему показали ДУ, стенд и все основные сооружения. Двигательная установка была установлена на пусковой стол (опорную плиту стенда) и заправлена компонентами. Перешли в бункер, из которого велось управление испытаниями, визуальное наблюдение, а приборы записывали параметры работы ЖРД. Подаётся команда на пуск охлаждающей воды. Проходит несколько секунд, минута – вода не подаётся. По громкой связи проходит информация: оборвалась тяга в шкафу управления электродвигателями привода насосов (10 кВт). Предлагаем Брежневу провести запуск без включения охлаждающей воды, но при этом может быть разрушен лоток.
Он благодушно посмеялся и сказал, что это «визит-эффект». Что же – бывает!
Запуск отменили. Приехали на завод. Зашли в комнату отдыха – столовую Лавочкина. Там уже были приготовлены вина, коньяк, закуска. Брежнев отказывался пить, говоря, что у него уже было два инфаркта. Потом всё же выпил пару рюмок коньяка за успехи коллектива».
Экспериментальная крылатая ракета «Буря» на технической позиции. Кадр из хроникального фильма «Ракета “Буря”» киностудии «Моснаучфильм» (1958)
30 июля 1957 года на полигоне Грошево, развёрнутого неподалёку от железнодорожной станции Владимировка в Астраханской области, завершилась подготовка технической позиции и стартовой площадки «Бури». Установщик привёз ракету №2/1 к стартовому столу. В экспериментальном варианте она оборудовалась дублирующей системой радиоуправления, а также аппаратурой для записи параметров полёта и работы систем.
Испытания шли трудно. Первая «Буря» была запущена 1 сентября 1957 года. Ракета не успела отойти от старта, как произошёл преждевременный сброс газовых рулей. Через несколько секунд она закувыркалась, упала и взорвалась. Только пятый пуск, состоявшийся 22 мая 1958 года, завершился более или менее успешно. Ракеты оставались на старте или падали рядом с ним. И всё же конструкторы упорно продвигались к поставленной цели, решая возникавшие технические проблемы.
Главной задачей следующего этапа испытаний была отработка систем «Бури» на малой трассе дальностью 2000 км — пока без использования астронавигации. Пуски начались 28 декабря 1958 года и продолжались до октября следующего года. В 1960 году специалисты провели четыре испытания ракет по большой трассе на 8000 км (условной целью был мыс Озёрный на Камчатке) с управлением при помощи астронавигатора АН-2Ш.
Пуск экспериментальной крылатой ракеты «Буря». Кадр из хроникального фильма «Ракета “Буря”» киностудии «Моснаучфильм» (1958)
Расчётная дальность полёта так и не была достигнута из-за перерасхода топлива, что, как выяснилось, обусловило повышенное лобовое аэродинамическое сопротивление на центральном воздухозаборнике. Получается, что теоретически после доработки аэродинамики «Буря» могла стать боевой ракетой. Но её время подходило к концу: успехи межконтинентальных баллистических носителей, которые быстро превратились в космические, выглядели намного эффектнее.
«Буран» Владимира Мясищева
Параллельно в ОКБ-23 Владимира Мясищева развивался проект межконтинентальной крылатой ракеты М-40, получившей название «Буран». Её маршевая ступень М-42 была по конструкции аналогична «Буре», но имела значительно бо́льшую стартовую массу (52,5 т против 33,5 т), ведь на ракете предполагалось разместить тяжёлую боевую часть — термоядерный заряд весом 3,4 т. Для старта и разгона М-42 до сверхзвуковой скорости, когда включался маршевый «прямоточник» РД-018, планировалось использовать четыре ускорителя М-41 с жидкостными двигателями, которые проектировало ОКБ-456 (Опытно-конструкторское бюро №456) Валентина Петровича Глушко. Заданный курс придерживался с помощью гироинерциальной навигационной системы с астрокоррекцией от звёздных датчиков, размещавшихся в отсеке на верхней части фюзеляжа.
Warspot.ru Общий вид межконтинентальной крылатой ракеты «Буран» (М-40). Рисунок В. Некрасова из книги «Иллюстрированная энциклопедия самолётов ОКБ В.М. Мясищева» (2001)
Траектория полёта межконтинентальной крылатой ракеты «Буран» (М-40). Архивная иллюстрация из книги «Иллюстрированная энциклопедия самолётов ОКБ В.М. Мясищева» (2001)
При проектировании рассматривалось несколько вариантов маршевой ступени «Бурана» с различной массой боевой части, которая для повышения точности попадания, как и в случае с «Бурей», должна была отделяться от ракеты и пикировать на цель. Чтобы сохранять устойчивость на этом последнем участке полёта, боеголовка имела четыре небольших аэродинамических стабилизатора.
Один из вариантов предусматривал размещение на М-42 кабины пилота: лётчик должен был управлять ракетой на определённом этапе испытаний, а потом катапультироваться, спускаясь на парашюте. Такое решение позволило бы изучить особенности пилотирования гиперзвуковых аппаратов.
В процессе создания «Бурана» решалось множество конструктивно-технологических задач: создавались новые конструкционные материалы, автоматические станки, технология роликовой и точечной сварки тонкостенных конструкций. На крыльях «Бурана» была впервые опробована технология сборки конструкций из титана, использованная в 70-х годах при создании высотного бомбардировщика Т-4 (Су-100). Специально для М-40 инженеры разработали рулевые приводы и смазку, обеспечивавшие работу органов управления при температуре +400°С.
Создавались и новые расчётные методики. В частности, для определения напряжённо-деформированного состояния треугольных крыльев был разработан алгоритм прочностного расчёта по методу конечных элементов, которым активно пользуются и в XXI веке.
Модель межконтинентальной крылатой ракеты «Буран» для продувки в аэродинамической трубе. buran.ru
В 1955 году был построен экземпляр ракеты для статических испытаний. Его изучение позволило сотрудникам ОКБ-23 перейти к рассмотрению проекта крылатой ракеты с увеличенным боевым зарядом массой 5 т. Модернизация была поддержана постановлением Совета Министров №46-31 от 5 марта 1956 года. В итоге появился проект «Буран-А» (M-40А). Он не имел принципиальных отличий от предыдущего ни по основным параметрам, ни по аэродинамической компоновке, но при этом несколько увеличилась длина фюзеляжа и была повышена тяга двигателей.
В 1957 году изготовили корпус из нержавеющей стали и титановое крыло для «Бурана-А». Тогда же конструкторы провели прочностные испытания, а на стенде были протестированы ускорители М-41.
Пуски ракеты планировались на август 1957 года, но затем крайний срок был перенесён. В ноябре последовал приказ сверху: остановить работы по теме М-40А. Дело в том, что бюро Мясищева оказалось сильно загружено проектом стратегического бомбардировщика М-50, а правительство разочаровалось в самой идее межконтинентальных крылатых ракет.
Ускоритель М-41 межконтинентальной крылатой ракеты «Буран» в сборочном цехе. buran.ru
Советские «Буря» и «Буран» фактически повторили судьбу американского «Навахо». 5 февраля 1960 года руководство страны приняло решение о завершении проектов, что было оформлено специальным постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР №138-48. Конструктор Борис Евсеевич Черток вспоминал:
«По поводу этого решения группа главных конструкторов обратилась с письмом к Хрущёву с просьбой разрешить продолжение работ. Эту просьбу поддержали научный руководитель тем «Буря» и «Буран» академик Келдыш и министр обороны Малиновский. Хрущёв заявил, что эта работа бесполезна и поручил секретарю ЦК КПСС Фролу Козлову – второму после себя лицу в партийной иерархии – собрать всех заинтересованных и разъяснить ошибочность их позиции.
На этом совещании заместитель Лавочкина Черняков попытался доложить о результатах пусков. Козлов его перебил: «Ну что вы хвастаете, что достигли скорости 3700 километров в час. У нас ракеты теперь имеют скорость больше 20 000 километров в час». Черняков понял, что технические аргументы бесполезны. Когда появился Малиновский, Козлов в резкой форме сделал ему замечание, почему он поддержал просьбу о продолжении работ: «Ведь Никита Сергеевич сказал, что это бесполезно». Министр обороны не нашёл ничего лучшего для защиты, кроме фразы: «Это меня конструктора попутали».
Вот на таком высоком правительственном и низком научном и военно-техническом уровне решалась судьба межконтинентальных крылатых ракет».
В конце концов было найдено «компромиссное» решение. Лавочкин предложил использовать «Бурю» как беспилотный фоторазведчик или как летающую мишень для зенитно-ракетного комплекса противовоздушной обороны «Даль», однако в июне 1960 года знаменитый авиаконструктор скончался. Проект разведчика просуществовал до октября, а проект мишени — до начала следующего года. Последняя «Буря» была запущена 16 декабря 1960 года; при этом ракета достигла дальности 6425 км, упав только после полной выработки топлива.
Интересно, что за рубежом были осведомлены о проектах «Буря» и «Буран». Например, авторы «Международного справочника по ракетам и космическим аппаратам» (International Missile and Spacecraft Guide, 1960) довольно подробно описали «большой крылатый антиподный бомбардировщик Т-4А, находящийся в разработке в СССР» и даже поместили рисунок (изображённый на нём летательный аппарат напоминает «Бурю»).
Принципиальным моментом для американских аналитиков было, что на базах НАТО, развёрнутых в Турции, имелись пункты наблюдения, которые позволяли засечь полёт советской баллистической ракеты на пике траектории, но пуски «Бури» оставались для них невидимыми. Гонка вооружений продолжалась.
Источники и литература
-
-
- Брук А., Удалов К., Смирнов С., Брезгинова Н. Иллюстрированная энциклопедия самолётов ОКБ В.М. Мясищева. Том 2, часть 1. – М.: Авико Пресс, 2001
- Евстафьев М. Долгий путь к «Буре». – М.: Вузовская книга, 1999
- Лукашевич В., Афанасьев И. Космические крылья. – М.: ООО «ЛенТа Странствий», 2009
- Милованов А. Записки руководителя оборонного предприятия: Взгляд изнутри. – М.: Изд-во МАИ, 2005
- Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина: на земле, в небе и в космосе. – М.: БЛОК-Информ-Экспресс, 2002
- Павлушенко М., Евстафьев Г., Макаренко И. Беспилотные летательные аппараты: история, применение, угроза распространения и перспективы развития. – М.: Издательство «Права человека», 2005
- Черток Б. Ракеты и люди. – М.: Машиностроение, 1999
- Якубович Н. Все самолёты Лавочкина. – М.: Яуза, Эксмо, 2013
- Anderson J. The Day They Lost the Snark // Air Force Magazine. 2004. Dec.
- Gibson, J. Nuclear Weapons of the United States: An Illustrated History. Schiffer Publishing Ltd., 1996
- Gibson, J. The Navaho Missile Project: The Story of the «Know-How» Missile of American Rocketry. Schiffer Pub., 1996
- Werrell P. The Evolution of the Cruise Missile. Air University Press, 1985
-
