Межконтинентальные крылатые ракеты. Был ли шанс?
Данный материал выкладывается на сайт в продолжение темы, поднятой в статье «Межконтинентальная крылатая ракета "Буря" — бабушка "Бурана"».
Предисловие автора: В выпуске № 4 за 1996 год журнала "Самолеты мира" уже было рассказано о межконтинентальной крылатой ракете (МКР) С. А. Лавочкина «Буря». Продолжая разговор об этом классе летательных аппаратов, остановлюсь на трех других его представителях: американских ракетах «Snark» и «Navaho», советской «Буран», а также попытаюсь объяснить, почему работы по МКР не получили большего развития.
Начнем с американских. В 1946 г. ВВС США (US Air Force) заключили договоры с фирмами Consolidated Vultee, Martin Co., Northrop Corp. и North American Aviation Inc. на разработку различных управляемых ракет класса «земля-земля».
Northrop в 1947 г. приступила к разработке дозвуковой крылатой ракеты «Snark» (обозначалась также XSSM-A-3, SM-62 и В-62) с межконтинентальной дальностью полета по программе МХ-775. Она представляла собой высокоплан со стреловидными крыльями без горизонтального оперения, с турбореактивным двигателем Pratt-Whitney J-57 (первоначально предполагалось установить двигатель Allison J-71). Старт производился при помощи двух сбрасываемых твердотопливных ускорителей фирмы Aerojet Corp. Летные испытания ракеты начались в марте 1951 г., а в середине 1959-го «Snark» поступили в войска (702nd Strategic Missile Wing). Эта МКР могла нести боеголовку весом в 2250 кг на расстояние 10140 км без подвесных баков и на расстояние 11200 км — с подвесными баками.
Чтобы в перспективе получить ракету практически неуязвимую для средств ПВО, параллельно с дозвуковыми крылатыми ракетами проектировалась сверхзвуковая. Ее разработка велась фирмой North American, по программе МХ-770, под обозначениями XSSM-A-2 и XSV-64 «Navaho».
Требования постоянно менялись. Сначала в 1946 г. запланировали создание ракеты с дальностью в 500 миль (804,5 км) и маршевой скоростью полета, соответствующей числу М=1. Со временем требуемая дальность возросла до 6300 миль (10137 км), а скорость маршевого полета до М=3. На разгонной ступени ракеты с дальностью полета 800 км предполагалось установить однокамерный ЖРД тягой 331 кН, затем на ракете G-26 — двухкамерный с тягой 1600 кН, а на ракете G-38 — трехкамерный с тягой 1788 кН.
Маршевая ступень представляла собой крылатую ракету с треугольным крылом. После отстыковки разгонной ступени она совершала самостоятельный полет с помощью двух маршевых СПВРД Curtiss-Wright Corp. RJ-47. Для отработки маршевой ступени был разработан аналог Х-10, который проходил летные испытания самостоятельно, без первой ступени. На нем устанавливался вначале ТРД Westingause J-40, а позднее ТРД Pratt-Whitney J-57. При первом полете, состоявшемся 6 ноября 1956 г., из-за дефекта в системе управления на высоте в 2 мили (3200 м) ракета была уничтожена; во втором возникли неполадки в ускорителе; в третьем и четвертом — трудности с зажиганием ПВРД. US Air Force 11 июля 1957 г. аннулировало контракт на разработку «Navaho». Оставшиеся семь ракет были использованы при реализации программы RISE (Research in Supersonic Environment) для проведения замеров температур и давления на скорости, соответствующей числу М=3. В пятом пуске, состоявшемся 12 августа 1957 г., удалось получить дальность полета 300 миль (480 км). В восьмом полете 10 января 1958 г. была достигнута дальность 2000 миль (3200 км) — максимальное значение, полученное, на этой ракете. Последний — одиннадцатый — пycк «Navaho» состоялся 18 ноября 1958 г.
Как уже говорилось, в СССР научно-исследовательские работы по сверхзвуковым МКР были начаты еще во второй половине сороковых годов. Согласно постановлению правительства от 13 февраля 1953 г. в ОКБ-1 НИИ-88 приступили к созданию экспериментальной крылатой ракеты (ЭКР) с дальностью полета 800 км, предназначенной для проверки основных принципов и технических решений, закладываемых в МКР. После передачи этой темы в авиационную промышленность в мае 1954 г. задание на разработку МКР получили ОКБ-23 В.М. Мясищева и ОКБ-301 МАП С.А. Лавочкина.
Мясищевская ракета «Буран» (индекс «40») должна была нести нагрузку в полтора раза большую, чем «Буря». СПВРД РД-018А с диаметром камеры сгорания 2000 мм для маршевой ступени создавался в ОКБ-670 М.М. Бондарюка, его дублировало ОКБ-36 В.Д. Добрынина. Разработка ЖРД для двигательной установки первой ступени велась в ОКБ-456 В.П. Глушко. После проведения аэродинамических, динамических исследований и компоновки «Бурана» в 1954 г. предварительно приняли одно-двигательную схему для маршевой ступени, а для первой ступени — схему с четырьмя ускорителями. Маршевая ступень получила индекс «42», ускорители — «41». МАП предъявил на рассмотрение ВВС эскизный проект «Бурана» 12 сентября 1955 г. В марте следующего года он был взят за основу для дальнейшей разработки ракеты. Однако в августе 1956 г. от ОКБ-23 потребовали установить новый боезаряд большего веса. «Буран» пришлось перекомпоновать. Уже в октябре МАП представил заказчику дополнения к эскизному проекту и макет крылатой ракеты с новым боезарядом «40А». Точно так же, как на «Буре», на «Буране» предполагалось использовать титановый сплав ВТ-5, из-за отсутствия которого в мае — апреле 1957 г. рабочие чертежи на первые восемь «40А» пришлось переделать под нержавеющую сталь.
Первая ступень «Бурана» включала в себя крылатую ракету «42А» и закрепленные на ней (симметрично относительно ее продольной оси) четыре ускорителя «41А». В передней и средней частях ускорителей располагались баки для компонентов топлива — окислителя АК-27И, горючего (вероятно, керосина) и перекиси водорода, в хвостовой части — ЖРД конструкции ОКБ-456 МОП с тягой 70000 кгс. Для воспламенения топлива в камерах сгорания использовалось пусковое топливо ТГ-02, самовоспламеняющееся при взаимодействии с окислителем АК-27И. На каждом ускорителе было установлено по четыре газовых руля в одном сбрасываемом отсеке.
Второй (маршевой) ступенью являлась сама крылатая ракета, выполненная по нормальной самолетной схеме со среднерасположенным тонким треугольным крылом и трапециевидным оперением. Корпус имел цилиндрическую форму и состоял из трех частей: передней, средней и хвостовой. В хвостовой части установили СПВРД РД-018А. Топливо поместили в пяти герметичных топливных отсеках, на которые разделялось пространство между наружной и внутренними обшивками средней части. Сверху этой части имелся гаргрот с размещенными в нем приборами астронавигационной системы управления и автопилота, электрооборудование и другая аппаратура. Передняя часть корпуса, несущая боевой заряд, выполнялась отделяемой. Пространство между коком и обтекателем, из которых состояла передняя часть, служило входным каналом диффузора двигателя. По всей длине передней и средней частей проходил канал воздухозаборника СПВРД.
Старт «Бурана» производился вертикально со стартового стола. С момента отрыва ракета управлялась газовыми рулями, затем шло переключение на воздушные рули, а газовые сбрасывались. После достижения соответствующей М=3,2 скорости происходило выключение ЖРД ускорителей и спустя две секунды — сброс ускорителей. Через несколько секунд включался маршевый СПВРД. Затем ракета достигала вершины траектории участка выведения — около 20000 метров, скорость снижалась до скорости маршевого полета—3290 км/ч (М=3,1) и включалась астронавигационная система. Далее происходило снижение высоты полета ракеты с высоты 20000 до 17400 метров. Заброс траектории на участке выведения осуществлялся с целью получения максимальных скоростных напоров, приблизительно равных максимальным скоростным напорам на участке маршевого полета. На этом этап выведения заканчивался. Маршевый полет проходил с постоянной скоростью, соответствующей числу М=3,1. По мере выгорания топлива высота полета возрастала до 24700-25200 метров в районе цели. По достижении заданной географической точки производилось отделение головной части и начинался участок свободного падения головной части корпуса на цель.
Работы по межконтинентальной крылатой ракете «Буран» были прекращены 28 ноября 1957 г. На этот момент в производстве находилисьтри опытных экземпляра «42А»: на первом закончили агрегатную сборку, но монтаж систем с готовыми изделиями и монтажными макетами задерживался; ко второму и третьему только еще изготавливались отдельные детали и узлы.
С. П. Королев со своими МБР Р-7 значительно опережал работы, проводившиеся в ГКАТ (Государственный комитет при Совете Министров СССР по авиационной технике) по межконтинентальным крылатым ракетам. Первый пуск Р-7 состоялся через три года после выхода постановления правительства — 15 мая 1957 г. Он оказался неудачным, затем последовало еще два неудачных пуска. За одиннадцать дней до начала летных испытаний «Бури» в четвертом пуске Р-7 впервые достигла района цели. В период с 24 декабря 1958 г. по 27 октября 1959 г. прошли совместные испытания. Из 16 пусков — два аварийных, в четырех точность оказалась недостаточной, но в десяти ракеты достигли цели с заданной точностью.
За день до завершения совместных испытаний (26 ноября 1959 г.) подкомиссия в составе К. А. Вершинина, П.В. Дементьева, В. Д. Калмыкова и других представителей министерства обороны и промышленности рассмотрела вопрос о создании крылатых ракет класса «земля-земля». В отношении межконтинентальных ракет отмечалось, что МКР, обладая существенно меньшими, чем у МБР, высотами и скоростями полета при приблизительно равных точностях попадания в цель, требованию заблаговременного и точного определения координат цели, сложности старта и технического обслуживания ракет, огневой производительности — все же имеют некоторые преимущества перед ними. МКР способны выполнять задачи, которые нельзя возложить на другие виды летательных аппаратов. Так, при оборудовании их системой наведения на конечном участке полета МКР могли поражать малоразмерные цели. Определенные преимущества давала траектория полета: малая высота полета, а следовательно, и небольшая дальность обнаружения РЛС значительно расширяли непросматриваемую с иностранных территорий зону размещения стартовых позиций. Также существовало мнение, что одновременное нахождение на вооружении баллистических и крылатых ракет должно заставить противника понести большие расходы на средства обороны от двух различных типов межконтинентальных ракет. И, наконец, привлекала возможность создания на базе крылатых ракет беспилотных разведчиков как одноразового, так и многоразового использования.
Наилучший результат, полученный к 26 ноября 1959 г. при испытании «Бури» — дальность 1760 км при средней скорости 3400 км/ч. Комиссия заявила о прекращении работ по боевому варианту «Бури», но при этом летные испытания и доводку решили продолжать. Их результаты и предложения по применению ракеты потребовали доложить во второй половине 1960 г. Кроме того, на базе МКР предполагалось разработать беспилотный фоторазведчик.
Ракета Р-7 была принята на вооружение 20 января 1960 г. К тому времени уже велись летно-конструкторские испытания Р-7А с головной частью массой в 3000 кг и дальностью 12000 км. Осенью 1960 г. ее также приняли на вооружение и впоследствии она заменила Р-7.
5 февраля 1960 г. вышло постановление Совета Министров и ЦК КПСС о прекращении работ по «Буре» в боевом варианте. Правда, разрешалось провести еще пять пусков в рамках работ по беспилотному фоторазведчику.
Однако споры вокруг крылатых ракет с большой дальностью полета не утихали. На состоявшемся в марте 1960 г. заседании ГКАТ много внимания было уделено вопросу участия комитета в создании ракетной техники. Приведу несколько выдержек из стенограммы.
А. И. Микоян:
«… Необходимо создавать беспилотные летательные аппараты, так как большие скорости усложняют и делают невозможной работу с летчиком…»
М.В. Келдыш:
«…Нужно сохранить крылатую ракету «Буря»…»
А.С.Яковлев:
«…Ракеты, которые создали т. т. Лавочкин и Ильюшин, нужно сохранить и развивать…»
С. Б. Ильюшин:
«… Разработку баллистических ракет из Государственного комитета передавать не нужно. Надо самим более организованно заняться этим делом, так как самолеты для достижения дальних целей в период войны не смогут обеспечить доставку груза к цели…».
В феврале и марте 1960 г. по длинной испытательной трассе произвели три пуска ракет «350» с полной заправкой топливом, оборудованных системой автоматической ночной астронавигации. 23 марта 1960 г. в семнадцатом пуске была получена наибольшая дальность—6500 км. Работа маршевого двигателя прекратилась из-за полной выработки топлива. Значение удельной тяги СПВРД(и) оказалось меньше принятого при проектировании. Тем самым подтвердились прежние опасения. В 1956 г. макетная комиссия по МКР «Буран» заметила, что значение «J» получено без учета реальной теплотворной способности топлива. На XVIII «Научных чтениях по космонавтике» представитель бывшего ОКБ-670 -дал еще одно объяснение. Реальные сопротивления знали по продувкам, но с определенной степенью точности, и поэтому переразмерили критическое сечение сопла. Удельная тяга, которая должна была быть на уровне 1710 кгс.с/кг, стала 1615 кгс.с/кг.
Однако дальность 8000 км не позволяла охватить всю территорию «вероятного противника», и в 1959 г. военные потребовали большей дальности. Так же думали и за океаном: в августе 1959 г. первая американская МБР «Atlas» доставила боевой груз на расстояние 9000 км. Ей «ответила» Р-7А. Увеличение дальности полета шло за счет уменьшения массы головной части. На крылатой ракете решение подобной задачи невозможно без увеличения запаса топлива и, следовательно, потребовалась бы значительная модернизация.
Конечно, о превосходстве МБР над МКР по скорости и высоте полета знали с самого начала работ по межконтинентальным ракетам, на иное никто и не рассчитывал. Другое дело — средства ПВО, способные бороться со сверхзвуковыми МКР, которых ни у нас, ни у американцев тогда еще не было (они появились только в начале шестидесятых годов). ЗУРы «Nike Ajax», В-300 и В-750 имели наклонную дальность 30-40 км и могли защищать только отдельные объекты, а у истребителей типа МиГ-17 потолок около 17000 метров («Snark» летела на высоте 18000 метров со скоростью 1060 км/ч). Даже дозвуковая МКР оказывалась способна прорваться сквозь ПВО конца пятидесятых годов, за исключением разве только ПВО вокруг Москвы и некоторых других важных объектов. Примером прорыва высотного самолета могут служить полеты разведчиков U-2, одному из которых 9 апреля 1960 г. удалось пролететь почти через весь Советский Союз, не попав в зону действия ЗУР.
На новом витке истории повторилась ситуация конца второй мировой войны, когда крылатая ракета V-1 противостояла баллистической V-2: относительная простота конструкции и низкая стоимость первой и неуязвимость второй. Ракеты V-1 могли быть сбиты истребителями ПВО, обладавшими такой же скоростью полета, но, несмотря на это, 32-м процентам V-1, выпущенных по Лондону и обнаруженных британской службой наблюдения, удалось достичь района цели. Стоимость изготовления «Snark» составляла всего 10% от стоимости изготовления стратегического бомбардировщика В-52, и можно сказать, что, даже имея такие же потери, как и V-1, «Snark» являлась весьма эффективным носителем ядерного боезаряда. Небольшие, по сравнению со стратегическим бомбардировщиком, габариты обеспечивали ей существенно меньшую дальность обнаружения наземными и авиационными радиолокационными средствами, что также снижало вероятность уничтожения этой крылатой ракеты противовоздушной обороной. Таким образом, в конце 50-х — начале 60-х годов из-за недостаточного развития средств ПВО существовало «окно», в котором даже дозвуковые МКР могли конкурировать с баллистическими ракетами того же назначения. Однако с появлением зенитных ракетных комплексов дальнего действия — «Даль», «Nike Hercules» и «BOMARC» — вероятность прорыва в район цели межконтинентальных крылатых ракет постепенно свелась к нулю. Так, уже в сентябре 1959 г. ракеты «ВОМАRС» поразили две мишени (переделанные из крылатых ракет «Regulus 2»), летевшие со сверхзвуковыми скоростями, а 23 марта 1961 г. такую же мишень, но на дальности 718 км сбила «Super ВОМАRС».
Большие высоты полета перестали защищать крылатую ракету или бомбардировщик от ПВО противника и упростили их обнаружение РЛС. По этой причине в начале шестидесятых годов свернули работы и по сверхзвуковому бомбардировщику ОКБ В.М. Мясищева «50». Кроме того, сверхзвуковая МКР по целому ряду показателей была сложнее, чем баллистическая того же класса, и, следовательно, менее надежна. Это обстоятельство усугублялось тем, что активный участок полета у баллистической ракеты измерялся минутами, а у «Бури» он составлял два с половиной часа.
Испытания МКР «Буря» в 1960 г. еще не были закончены. Поэтому даже при благоприятном решении на вооружении она появилась бы самое раннее во второй половине 1961 г. —то есть «Буря» становилась современницей уже не Р-7, а гораздо более поздних и совершенных ракет. В октябре 1960 г. начались летные испытания новой МБР Р-16 конструкции КБ М.К. Янгеля на низкокипящих компонентах топлива, а в 1961 г. на боевое дежурство заступил первый ракетный полк, вооруженный этими ракетами. В том же 1960-м приступили к летным испытаниям МБР Р-9А конструкции КБ СП. Королева.
Подводя итог, можно сказать, что вне зависимости от причин, по которым прекращены работы по той или иной межконтинентальной крылатой ракете, большого будущего они не имели. Как всегда, главным судьей остается время: если бы это решение по сверхзвуковым МКР оказалось ошибочным, то очень скоро к ним вернулись. Однако прошло 35 лет, а «возврат» не состоялся.
Удивительно схожи дальнейшие судьбы ОКБ-23 и ОКБ-301. Года через два с половиной—три после закрытия работ по МКР они стали филиалами ОКБ-52: в октябре 1960 г. ОКБ-23 (филиал №1), в декабре 1962 г. ОКБ С. А. Лавочкина (филиал № 3). Правда, Мясищев получил новое назначение на должность начальника ЦАГИ и в 1967 г. вновь стал генеральным конструктором. А вот М.М. Пашинин — генеральный конструктор Машиностроительного завода им. С.А.Лавочкина — на этом закончил свою карьеру. И дело тут не в мистике, а в практике. Разработка МКР на значительное время отвлекла внимание конструкторских бюро и после закрытия этой тематики их позиции существенно ослабли. Затем последовали еще два проекта с аналогичным результатом: для ОКБ-23 таковым стал бомбардировщик «50», для ОКБ С.А.Лавочкина — зенитно-ракетная система «Даль».
Вероятно, пусть даже не прямо, а косвенно, драматическая судьба «Бурана» и «Бури» предопределила и судьбу их создателей.
источник: Алексей ФОМИЧЕВ "МЕЖКОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ КРЫЛАТЫЕ РАКЕТЫ. БЫЛ ЛИ ШАНС?" Самолеты мира, № 1 январь — февраль, 1998
