История крылатых ракет

Ракета «Икс»

В том самом сентябре 1944-го ОКБ завода № 51 (он располагается в Москве, неподалеку от станции метро «Динамо») возглавил Владимир Челомей. К своим 30 годам он успел стать признанным специалистом в области теории колебаний, в частности колебаний в авиационных двигателях. Кроме теоретических работ, за плечами Челомея был и опыт практического конструирования. Еще в 1942 году, заведуя отделом в Центральном институте авиационного моторостроения, он разработал, построил и испытал пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПуВРД). Двигателем такого же типа была оснащена немецкая V-1, а потому неудивительно, что возглавить работы по созданию советского самолета-снаряда, в частности на основе трофейных технологий, было предложено именно Челомею.

Военная обстановка требовала от конструкторов ОКБ работать в высочайшем темпе и в предельно сжатые сроки. Так, начав 27 сентября 1944 года выпуск чертежей отсеков планера, крыльев, двигательной установки и других узлов будущей ракеты, уже 16 октября ОКБ передало всю чертежную документацию заводам-изготовителям. Челомей присвоил самолету-снаряду название 10Х. Буква «икс» в индексе должна была подчеркивать необычность и секретность проекта.

Наступил новый, 1945 год. К февралю советские войска пересекли границу Германии и заняли плацдармы на западном берегу Одера, а в это же время среди песчаных барханов в окрестностях узбекского города Джизак началась подготовка к испытанию первой советской крылатой ракеты. Сейчас уже почти невозможно установить, почему пуски 10Х было решено проводить именно в Средней Азии. То было время проб и ошибок: подобные испытания проводились впервые, и, разумеется, специально оборудованных полигонов для них попросту не существовало.

20 марта 1945 года в небо над пустыней поднялся бомбардировщик Пе-8 и произвел первый пуск «изделия 10». Испытания шли до середины лета. Всего самолеты Пе-8 и ЁР-2 «отстреляли» под Джизаком 70 самолетов-снарядов. В 1948 году 10Х была рекомендована для принятия на вооружение ВВС.

Так будет?

Если взглянуть на фотографии V-1 и 10Х, можно легко заметить, что эти аппараты, по крайней мере внешне, мало чем отличаются друг от друга. И это не удивительно. Конструкция советского самолета-снаряда во многом повторяла V-1, и тактико-технические характеристики двух ракет практически идентичны. Но на этом ОКБ завода № 51 не остановилось: за 10Х последовали новые разработки, которые по техническим параметрам уже значительно превосходили немецкую основу.

Одно оставалось неизменным – пульсирующий воздушно-реактивный двигатель. Владимир Челомей свято верил в перспективы именно этой конструкции. Будучи преподавателем МВТУ, он выступил в качестве научного руководителя целой группы выпускников, защищавших дипломы именно по ПуВРД. Студенты разрабатывали и сам снаряд, и двигатель, и теорию двигателя. Позже эти выпускники получили распределение на завод № 51, где работали в одной команде со своим учителем.

Однако оптимизм относительно ПуВРД разделяли далеко не все. На защите дипломов по ПуВРД в стенах «бауманки» другой известный конструктор – Михаил Бондарюк, бывший председателем государственной экзаменационной комиссии, – вступил в полемику с Челомеем: «Ну хорошо, у тебя замечательные ребята, они сделали интересные проекты, но почему все они взяли в качестве двигателя для своих аппаратов пульсирующий двигатель? Сегодня известны все преимущества прямоточных ВРД, которые способны работать на больших Махах, в результате ракета приобретает сверхзвуковые скорости, в то время как пульсирующий двигатель у тебя, Владимир Николаевич, только на дозвуке работает. Он же не может работать как сверхзвуковой! Ведь в лучшем случае он будет работать на сверхзвуковом режиме как самый плохой прямоточный двигатель!»

Челомей среагировал нервно, ведь под сомнение ставились вся его работа и авторитет преподавателя. Он выбежал на сцену актового зала и принялся чертить на доске график, который демонстрировал, что при околозвуковых и сверхзвуковых скоростях тяга ПуВРД должна резко увеличиться. На вопрос Бондарюка об источнике такой уверенности Челомей лишь резко бросил в ответ: «Так будет!»

Это были не просто слова. Челомею и возглавляемому им ОКБ действительно удалось значительно улучшить технические характеристики ПуВРД. Усовершенствования вносились в конструкцию воздухозаборника, клапанной решетки, выхлопного сопла, менялось также соотношение размеров отдельных узлов. Если снаряд 10Х имел дальность 230 км при максимальной скорости 620 км/ч и массе боевой части 500 кг, то двухдвигательная ракета авиационного базирования 16Х хоть и летала на 200 км, но зато обладала максимальной скоростью 900 км/ч и несла заряд весом 900 кг. Пытались найти и новые применения для ПуВРД. Считалось, например, что такой двигатель поможет и авиации выйти на сверхзвуковые скорости.

В 1947 году на воздушном параде в Тушино над зрителями пронеслась девятка истребителей Ла-11 с невообразимо грохотавшими ПуВРД, которые использовались в качестве ускорителя.

И все-таки ПуВРД и крылатые ракеты, которые вели свою родословную от V-1, оказались тупиком. Предположение Челомея о том, что ПуВРД может быть эффективным на сверхзвуковых скоростях, не оправдалось, а первые советские самолеты-снаряды все же отличались тихоходностью и невысокой точностью попадания. Время и нужды обороны страны требовали новых решений, но на пути дальнейших конструкторских изысканий встали административные преграды. В марте 1953 года ОКБ завода № 51 было расформировано, а территорию предприятия отдали в ведение другого главного конструктора – А.И. Микояна.

Где расправить крылья?

Начало 1950-х, разгар «холодной войны». Уже создано советское ядерное оружие, но нет ни баллистических межконтинентальных ракет, ни стратегической авиации, чтобы с их помощью при необходимости нанести атомный удар по территории США. Нет всего этого и у Америки, зато у нее имеются союзники в непосредственной близости от советских границ. В странах НАТО размещаются аэродромы бомбардировочной авиации, а в 1954 году в Западной Европе появляются тактические ракеты с ядерными боеголовками. В качестве одной из возможностей адекватного ответа советским руководством рассматривается подводный океанский флот. Субмарина может скрытно подобраться к неприятельскому берегу, всплыть, а дальше… Дальше нужна ракета. Однако первые советские самолеты-снаряды были сконструированы для стрельбы с самолетов и наземных катапульт, установленных на танковом шасси. Пуск крылатой ракеты с подводной лодки (даже в надводном положении – о подводных стартах тогда не было и речи!) представлял собой отдельную техническую проблему. Как сделать ракету достаточно компактной, чтобы взять на борт подводного ракетоносца максимальный боезапас? Как добиться ее правильного старта и точного наведения при запуске с качающегося на волнах основания?
Летом 1955 года разработать проект самолета-снаряда, стартующего с подводной лодки, было поручено знаменитому советскому конструктору гидросамолетов Г.М. Бериеву и его ОКБ завода № 49, который базировался в Таганроге. Сроки были поставлены, как водится, сжатые, и уже в 1956 году на Государственном центральном полигоне Капустин Яр начались испытания проекта П-10. Пуски проводились со стенда, имитировавшего качку подводной лодки по тангажу и крену.

Одну из самых больших проблем для конструкторов представляли крылья самолета-снаряда. Понятное дело, что крылья ракеты должны быть складными, иначе снаряд будет занимать на подводной лодке непозволительно много места. Согласно проекту ракета П-10 размещалась в трубчатом контейнере позади рубки подводной лодки. Контейнер имел заднюю открывающуюся стенку и переднюю – глухую. Перед стартом задняя стенка открывалась, тележка с ракетой выкатывалась на расположенную позади пусковую установку и закреплялась на ней. Затем пусковая установка поднималась на 20 градусов. После этого раскладывались крылья и включался маршевый турбореактивный двигатель. Наконец, по команде запускались стартовые пороховые ускорители и самолет-снаряд отправлялся в полет.

Нетрудно заметить, что, не будь у ракеты крыльев, этап с выкатыванием можно было бы миновать и вести стрельбу прямо из контейнера. Это упростило бы весь механизм, понизив вероятность отказа, но главное – позволило бы значительно сократить время, необходимое для выстрела. Не стоит забывать, что стрельба должна была вестись из надводного положения, и даже лишние секунды пребывания субмарины на поверхности повышали вероятность ее уничтожения противником.

Тем не менее стендовые и летные испытания П-10 на полигоне прошли по плану и дали нужный результат. Осталось провести пуски с подводной лодки, чтобы окончательно убедиться в работоспособности нового оружия. Впрочем, в успехе ОКБ Бериева мало кто сомневался.

Летом 1957 года дизельная подводная лодка проект 611 была переоборудована под размещение П-10, а осенью в Белом море начались испытания. Однако в октябре рядом с субмариной проекта 611 пришвартовалась другая подводная лодка. На ней, как и на «соседке», был установлен трубчатый контейнер, только меньшего размера. То, что находилось внутри этого контейнера, фактически означало приговор проекту П-10.

Возвращение

Крылатая ракета П-5 стала первым детищем нового конструкторского бюро во главе с В.Н. Челомеем. Еще до ликвидации ОКБ завода № 51 конструктор предложил правительству проект оснащения подводных лодок самолетами-снарядами 10Х. Предложение было встречено с интересом, и Челомей в сотрудничестве с конструктором подводных лодок П.П. Пустынцевым (ЦКБ-18, ныне – ЦКБ «Рубин») приступил к реализации темы «Волна». В 1953 году, когда ОКБ завода № 51 ликвидировали, пришлось прервать и этот проект.

Однако после смерти Сталина Владимир Челомей приложил все свое влияние и энергию для продолжения работ в области ракетного вооружения для подводного флота. 9 июня 1954 года вышел приказ Минавиапрома о создании Специальной конструкторской группы (СКГ-10), которая временно разместилась на заводе № 500 в Тушино. Возглавил группу, разумеется, сам Челомей. Год спустя СКГ-10 была преобразована в ОКБ-52 и получила территорию и здания Реутовского механического завода. Так началась история легендарного ракетно-космического предприятия, ныне ОАО «Военно-промышленная корпорация ‘НПО машиностроения».

Облик новой крылатой ракеты (именно в середине 1950-х это название вытеснило термин «самолет-снаряд») сформировался в середине 1955 года, и уже в августе совместным постановлением ЦК КПСС и СМ СССР было принято решение о разработке ракеты с индексом П-5.

Впервые коллективы, работавшие над П-10 и П-5, встретились друг с другом на стендовых испытаниях на полигоне Капустин Яр в 1956 году (при этом, разумеется, многие конструкторы из конкурирующих «фирм» были давно знакомы друг с другом по предыдущей совместной работе). Следующее рандеву состоялось год спустя на Белом море. По срокам испытаний П-5 отставала от П-10. Экспедиция КБ Бериева уже вовсю проводила летные испытания, а первый пуск ракеты П-5 с подводной лодки был выполнен только 22 ноября. К месту старта субмарина шла в сопровождении ледокольных буксиров, так как на поверхности моря уже появились плавучие льды.

Но небольшое отставание ничего не решало: ракета П-5 опережала своего конкурента по конструкции. Дело в том, что ракетой П-5 можно было стрелять прямо из контейнера.

О пользе «технического авантюризма»

Еще в 1954 году Челомей, находясь в одной из командировок, подошел к окну гостиничного номера и легким толчком раздвинул оконные створки. Это движение стало для конструктора настоящим «ньютоновым яблоком». Да-да, именно так, легко, прямо в полете, а не на пусковой установке, должны раскрываться крылья ракеты! Идея старта со сложенными крыльями и их последующего раскрытия в воздухе была положена в основу проекта П-5.

Концепция Челомея тут же встретила огонь критики как со стороны ученых и конструкторов, так и со стороны партийно-государственных органов. Не кто иной, как Г.М. Бериев отправил в ЦК КПСС доклад, в котором однозначно назвал челомеевские идеи «техническим авантюризмом». Что ж, с критикой своих идей Челомею пришлось столкнуться не впервые, и, как мы помним, порой критика была справедливой. Ведь правы были те, кто считал тупиком ПуВРД, и конструктор вынужден был с этим согласиться: в проекте П-5 в качестве маршевого двигателя предусматривался ТРД. А вдруг Челомей снова оказался в плену несбыточных надежд? Нельзя сказать, что сомнения по этому поводу терзали только недругов будущего академика. В успешном исходе проекта не были уверены и сами сотрудники ОКБ-52.

В самом деле, ракете предстоит стартовать с качающегося основания. При этом в первую секунду полета она не будет иметь никакого управления, ведь стартовые ПРД не оснащены поворотными соплами. Использовать аэродинамическую устойчивость тоже нет возможности – она только ухудшается раскрытием крыла с неизбежной при этом асимметрией обтекания ракеты потоком воздуха. Со всеми этими начальными условиями должен был справиться автопилот аналоговой схемы, ибо в те времена быстродействующих и тем более компактных бортовых ЭВМ просто не было в природе.

Но Челомей был уверен: ракета полетит. И тут он оказался на 100% прав.

П-5 коренным образом отличалась от всех ракет того времени. Она имела совершенно новое качество, каким не обладала ни одна крылатая ракета в мире. Контейнер с ракетой находился на подлодке в горизонтальном положении (вне прочного корпуса), а перед стартом поднимался на угол возвышения 15 градусов. Запуски маршевого ТРД проводились прямо в контейнере, а раскрытие крыла – после выхода ракеты из него. Это позволило увеличить боезапас ракет вдвое против П-10. В варианте П-10 требовались две длины ракеты для одной пусковой установки (длина контейнера с ракетой в походном положении плюс длина ракеты, выкаченной на пусковую установку), а для П-5 – одна длина. У ракеты П-5 резко сокращалось время на производство запуска, а значит, и время нахождения лодки в надводном положении. В наши дни раскрытие крыла после старта применяется практически во всех ракетах такого класса, но тогда, полвека назад, лишь обвиненный в «техническом авантюризме» Челомей и несколько поддержавших его конструкторов, например С.А. Лавочкин, смогли заглянуть в будущее и увидеть верное решение.

Испытания продолжались еще два года, а в апреле–мае 1960-го на Тихоокеанском флоте была проведена сдача первой серийной подлодки проекта 659, вооруженной крылатыми ракетами П-5. Позже была разработана и модификация П-5Д с повышенной точностью попадания за счет применения доплеровской системы навигации для измерения скорости сноса. На основе этой модификации был создан мобильный комплекс ФКР-2 наземного базирования.

Убийцы авианосцев

Все крылатые ракеты, созданные под руководством Челомея до проекта П-5 включительно, предназначались для преодоления ПВО противника и поражения наземных целей. Однако с появлением стратегической авиации и МБР у крылатых ракет появилась гораздо более актуальная задача.

Советское руководство изрядно беспокоило нарастающее присутствие ВМФ США практически на всех возможных театрах военных действий (ТВД). Особую тревогу вызывали авианосные группировки. А вместе с тем советский флот значительно уступал НАТО в количестве и качестве боевых кораблей. И вот еще в 1956 году Челомей предложил создать новое поколение крылатых ракет, способных поражать точечные цели противника, в том числе и движущиеся надводные корабли (крейсеры, авианосцы, эсминцы). Это могло стать «асимметричным» ответом вероятному противнику и дать паритет на морских театрах военных действий при значительно меньших затратах на вооружение. В итоге ОКБ-52 разработало противокорабельную ракету П-6, ставшую родоначальницей целого семейства вооружений, созданных в челомеевской «фирме» для советского и российского ВМФ.

Телеуправляемая ракета П-6 стартовала с подводной лодки, находящейся в надводном положении. Ее полет состоял из двух этапов. После старта ракета поднималась на высоту 7000 м, что позволяло ее оборудованию «заглядывать» за радиогоризонт, не теряя связи с оператором на подводной лодке. Оператор в свою очередь мог с помощью установленной в головке самонаведения радиотрансляционной аппаратуры заниматься поиском цели. Как только нужная цель была обнаружена, происходило наведение. После этого подводная лодка могла начинать погружение, а для ракеты наступала вторая стадия полета. Она снижалась до 100 м и летела горизонтально. При этом головка самонаведения сопровождала цель до момента ее поражения.
В июле 1962 года на Тихоокеанском флоте в присутствии Н.С. Хрущева были проведены пуски П-6 и других созданных к тому времени в советских КБ морских ракет. Сергей Хрущев, сын главы государства, долгое время проработавший в ОКБ-52, вспоминает об этом событии в своей книге «Никита Хрущев: кризисы и ракеты»: «…Наступила очередь крылатых ракет. Сначала с подводной лодки, державшейся неподалеку от крейсера, стартовали две П-5. За П-5 последовали новинки. На полном ходу флагманский крейсер ‘Адмирал Ушаков’ стал обходить его младший собрат, эскадренный миноносец ‘Грозный’. На носу и на корме вместо традиционных пушек возвышались грандиозные четырехтрубные сооружения… ‘Грозный’ представлял серию новых ударных кораблей, на которых традиционную артиллерию главного калибра заменяли челомеевские крылатые ракеты, способные поражать корабли противника на немыслимой раньше дальности… Через несколько секунд ракета унеслась за горизонт. Потянулись минуты томительного ожидания… Наконец торжественный голос диктора разнес по палубе: ‘Цель поражена’. Челомей облегченно вздохнул. Ракета летала уже второй год, попадала устойчиво, но в присутствии начальства так часты ‘визит-эффекты’…»

Развитием противокорабельной темы стала телеуправляемая ракета П-35, поступившая на вооружение в 1963 году и применявшаяся для стрельбы как с надводных кораблей, так и из шахтных и с мобильных пусковых установок наземного базирования (комплекс береговой охраны «Редут»).

Между двух стихий

Крылатые ракеты морского базирования постоянно совершенствовались. Повышались их дальность и точность, существенно улучшались средства наведения. Но одна вожделенная цель все же пока не была достигнута. Ни в Советском Союзе, ни где-либо еще в мире крылатые ракеты не умели стартовать с подводной лодки, находящейся под водой. А ведь это могло бы значительно повысить вероятность выживания подлодки и улучшить ее тактические характеристики за счет внезапности и скрытности атаки.

Разработка крылатой ракеты с подводным стартом началась в ОКБ-52 еще на заре 1960-х годов. Несложно представить себе, что на своем пути конструкторы встретили не меньше трудностей, чем при проектировании ракеты с раскрывающимися после старта крыльями. Дело в том, что во время подводного старта возмущения в системе стабилизации ракеты, накопленные на подводном участке, а также при переходе ракеты из водной среды в воздушную, добавляются ко всем другим возмущениям, обычно присутствующим при ее движении. А справиться с такими возмущениями очень непросто.

Пришлось в ОКБ-52 организовать специальную лабораторию с гидробассейном и моделью подводной лодки. Затем в Черном море разместили специальный погружаемый стенд, с которого велись испытания натурных ракет, и лишь после этого ракету поставили на подводную лодку.

Первая в мире крылатая ракета с подводным стартом «Аметист» была принята на вооружение подводных лодок ВМФ в 1968 году. За ней последовали и другие разработки ОКБ-52 (ЦКБ «Машиностроение», НПО Машиностроения) – «Малахит», «Базальт», «Гранит», «Яхонт», каждая из которых воплощала в себе новейшие технические решения и давала в руки вооруженных сил нашего государства все более и более совершенные средства борьбы с морскими целями, в том числе авианосными группировками, радиус действия ПВО которых составляет до 500 км.

Однако первые революционные шаги на пути создания советских крылатых ракет были сделаны почти полвека назад, в эпоху бурного развития ракетно-космической техники.

Автор: Олег Макаров

ПуВРД

В ПуВРД повышение давления в процессе сгорания топлива в камере приводит в движение массу газа и воздуха, заполняющих камеру и длинное реактивное сопло, и вызывает перераспределение давления по тракту двигателя, вследствие чего камера сгорания и часть реактивного сопла заполняются новыми порциями воздуха и давление в камере повышается перед сгоранием топливно-воздушной смеси в новом цикле. в пуврд, имеющих короткое сопло, автоколебания не играют заметной роли, а привод клапанов, продувка камеры и наполнение осуществляются принудительно. По конструктивным особенностям различают пуврд бесклапанные, с одноклапанной камерой сгорания (клапаны на входе) и с двухклапанной камерой сгорания (клапаны на входе и выходе из камеры). Идеальный цикл ПуВРД – цикл со сгоранием при постоянном объеме (v=const) – обеспечивает потенциальные термодинамические преимущества пуврд перед прямоточным воздушно-реактивным двигателем, работающим по циклу со сгоранием при постоянном давлении (p=const). Действительный цикл ПуВРД зависит от типа двигателя и потерь в элементах, различаясь в бесклапанных, одно - и двухклапанных ПуВРД. в наиболее распространенном типе ПуВРД (пуврдвт) максимальное давление в цикле в 2,5–3 раза ниже, чем в цикле со сгоранием при v=const. в отличие от прямоточного воздушно-реактивного двигателя, ПуВРД развивает тягу в стартовых условиях (при нулевой скорости полета), однако уже при превышении скорости 0,4–0,5 маха ПуВРД уступает по лобовой тяге (из-за существенно меньшего расхода воздуха) и удельной массе.

Самолет-снаряд 10Х

Первая в стране крылатая ракета с пульсирующим воздушно-реактивным двигателем (ПуВРД) для вооружения авиационных носителей. Предназначена для поражения объектов противника на значительном удалении от рубежа пуска с самолета-носителя. Начало разработки – сентябрь 1944 года.

Самолет-снаряд 10ХН

Первая в СССР крылатая ракета наземного базирования. Модификация ракеты 10Х. Предназначена для поражения крупных военных объектов и городов, защищенных мощной системой ПВО. Для осуществления наземного старта использовалась подвижная катапульта, устанавливаемая на шасси танка Т-34 или на колесном прицепе. Старт с помощью ракетного ускорителя.

Самолет-снаряд 16Х

Первая в мире крылатая ракета с ПуВРД (два двигателя), достигшая предельной дозвуковой скорости полета для этого типа двигателя (980 км/ч). Предназначена для уничтожения целей в глубоком тылу противника при нахождении ракетоносца вне зоны ПВО. Ракета входила в состав авиационного ракетного комплекса «Прибой». Носители – самолеты Ту-2 и Ту-4.
 

Крылатая ракета П-5

Первая в мире ракета с автоматически раскрывающимся в полете крылом, стартующая из герметичного контейнера. В период 1959–1967 годов комплекс был эффективным средством доставки ядерного оружия на межконтинентальную дальность. Ракета предназначена для поражения береговых, административных, промышленных объектов и военно-морских баз, расположенных как на побережье, так и в глубине территории. Комплекс принят на вооружение в составе подводных лодок проектов 644, 651, 665 и 659.

Крылатая ракета П-6

Первая в мире самонаводящаяся противокорабельная ракета для подводных лодок. Ракета обеспечивает избирательное поражение как в режиме самонаведения, так и в командном режиме (трансляция телеизображения, телеуправления). Комплекс с ракетой П-6 предназначен для поражения надводных кораблей, находящихся за радиолокационным горизонтом. Комплекс создавался как составная часть разведывательно-ударной системы, состоящей из ракет, спутников УС-А и УС-П. Ракетный комплекс был принят на вооружение в составе подводных лодок проектов 675, 651 в 1964 году.

Крылатая ракета «Аметист»

В ходе разработки комплекса впервые в мире реализован подводный старт крылатой ракеты. Предназначен для избирательного поражения надводных целей с подводной лодки, находящейся в подводном положении. Ракета имеет раскрывающееся под водой крыло, длительно работающий твердотопливный маршевый двигатель и полностью автономную систему наведения.