"Техника и вооружение 2007 09" - читать интересную книгу автора

П-15

После начала разработки ракетных комплексов «Стрела» и КСЩ для крейсеров и эсминцев в соответствии с постановлениями Совета Министров от 30 декабря 1954 г. встал вопрос о размещении ракет также и на катерах. Как носители такого оружия они даже обладали некоторым преимуществом по сравнению с крупными кораблями. За счет малых размеров катер обнаруживался радиолокационными средствами тех лет на дистанции, вдвое меньшей по сравнению с той, на которой РЛС катера обнаруживала крейсер противника. По стоимости катер был в 40 раз дешевле эсминца и в 200 раз – крейсера. Кроме того, обеспечивалась возможность массовой постройки катеров без расширения имеющейся судостроительной базы.

Постановлением Совета Министров от 18 августа 1955 г. было задано вооружение торпедных катеров самолетами- снарядами, а именно – создание первого катерного ракетного комплекса с дальностью 25 км.

Выбор в качестве разработчика комплекса в целом и большей части бортовой и корабельной аппаратуры систем управления и наведения (кроме автопилота, которым занимались в ОКБ-923) московского КВ-1 определялся огромным опытом этой организации, уже создавшей авиационный противокорабельный комплекс «Комета», зенитную ракетную систему «Беркут» С-25 и ведущей в то время проектирование авиационных комплексов К-5, К-10 и К-20, берегового и корабельного комплекса с ракетой «Стрела», а также ЗРК С-75. КБ-1 в середине 1950-х гг. было почти монополистом в области создания комплексов с управляемыми крылатыми и зенитными ракетами.

При определении технического облика комплекса учитывалось, что наряду с перечисленными выше достоинствами катер как носитель ракетного оружия обладал и рядом недостатков, прежде всего ограниченными возможностями по размещению ракет и сопутствующего оборудования. Применительно к катерам было абсолютно невозможно создание стабилизируемых пусковых установок, принятых для ракет «Стрела» и КСЩ. Вместо стабилизации ракеты пришлось при предстартовой подготовке вводить в бортовую аппаратуру данные о углах бортовой и килевой качки катера. В отличие от условий эксплуатации на крупных кораблях на борту катера ракета и корабельная аппаратура комплекса подвергались воздействию намного более мощных вибраций, многократных ударов и перегрузок, характерных для скоростного плавания «москитного флота» по неспокойному морю. Да и само море оказывалось на удалении всего лишь одного метра от пусковой установки ракеты, что приводило к ее интенсивному забрызгиванию и заливаемостью волной.

Небольшая высота катера наряду с положительным свойством – малой радиолокационной заметностью обуславливала и существенный недостаток. Радиолокационные средства катера на предельной дальности могли фиксировать излучение, отраженное только от мачт и надстроек крупного корабля противника. Даже этот слабый сигнал позволял опытному оператору обнаружить цель, но он был явно недостаточен для захвата полуактивной головкой самонаведения, выполненной на уровне техники середины 1950-х гг. Поэтому из радиолокационных средств для ракеты наиболее подходила активная головка самонаведения. Учитывая возможности элементной базы аппаратуры, по массогабаритным показателям приемлемой для применения на борту ракеты, захват на автосопровождение даже такой крупной цели, как крейсер, обеспечивался на удалении от него не более 10-15 км, т.е. на завершающем участке полета.

Таким образом, при выборе системы управления исходили из применения активной системы самонаведения только на конечном участке траектории. Но она не могла обеспечить управление на предшествующих фазах полета. Исходя из относительно малой дальности полета катерной ракеты, ограниченной возможностями радиолокационных поисковых средств катера, оказалось допустимым применить автономную систему с автопилотом, без радиокоррекции от корабельных средств. Даже скоростная цель за время автономного участка полета ракеты смогла бы пройти не более чем на 1 км.

Основой бортовой аппаратуры ракеты являлась головка самонаведения МС-2, созданная в КБ-1 коллективом конструкторов во главе с Яковом Ивановичем Павловым. По данным справочника «Джейн», она работала на одной из четырех фиксированных частот в диапазоне 8-10 ГГц.

Послестартовое управление ракетой осуществлялось автопилотом АП-15. Высота полета определялась по данным баровысотомера (статоскопа) и поддерживалась постоянной – 300 м. При достижении ракетой установленного значения пройденной дальности головка самонаведения включалась на излучение и, сканируя в горизонтальной плоскости, начинала поиск цели на заданном удалении с допуском ±1 км. После приема восьми ответных импульсов она переключала на себя управление ракетой. Протяженность последующего участка самонаведения составляла от 5 до 12 км.

Использование ракет обеспечивалось корабельной аппаратурой комплекса, прежде всего разработанной в НИИ-49 (в настоящее время ЦНИИ «Гранит») коллективом конструкторов во главе с Виктором Андреевичем Кучеровым РЛС «Рангоут», работавшей, согласно справочнику «Джейн», в диапазоне 8-12 ГГц на четырех фиксированных частотах, разнесенных в диапазоне шириной ±10 МГц. Станция «Рангоут» имела два уровня мощности (20 и 100 Вт) и могла осуществлять круговой обзор с частотой 4 или 12 об/мин. Исходя из элементарных геометрических расчетов при размещении антенны РЛС на мачте катера примерно в 10 м от водной поверхности надстройки корабля противника высотой 20-30 м могли быть обнаружены на удалении 25-28 км. При обычных показателях рефракции дальность обнаружения должна была увеличиться до 30-35 км. Однако разработчиков РЛС ожидал приятный сюрприз: тот самый редчайший случай, когда показатели системы не только не ухудшаются, но и возрастают в процессе отработки. При проведении экспериментальных работ выяснилось, что при функционировании РЛС данного диапазона частот с расположенной на малой высоте антенной образуется своего рода канал распространения излучения вдоль водной поверхности на дальности, намного превышающей удаление геометрического горизонта. При благоприятных условиях крупная цель фиксировалась на дальности до 60 морских миль (112 км). Как правило, крейсер пр. 68бис катерная РЛС обнаруживала на расстоянии 60-80 км. В свою очередь, ракетный катер засекался РЛС крейсера на дальности 20-30 км. Тем не менее считалось удовлетворительным и гарантированное обнаружение эсминца катерной РЛС на удалении 24 км. В качестве резервного оптического средства прицеливания использовался визир ПМК-453.

Крылатая ракета П-15 в предстартовой конфигурации.

Схема крылатой ракеты П-15.

После обнаружения цели подключался корабельный прибор управления стрельбой «Клен», разработанный под руководством главного конструктора Алексея Алексеевича Мошкова в Морском НИИ-1.

Для выработки выдаваемого на борт ракеты полетного задания наряду с данными о координатах, скорости и курсе цели, поступающими в аппаратуру «Клен» от РЛС «Рангоут», в нее вводились величины собственной скорости и курса стреляющего катера, текущие параметры килевой и бортовой качки. В ходе предстартовой подготовки катеру нужно было на скорости не менее 15 узлов на протяжении нескольких минут выдерживать с точностью до ±10-15° постоянный курс, совпадающий с направлением на точку встречи ракеты с целью.

Напротив, для разработки собственно ракеты П-15 (обозначение в переписке – «изделие 4К-40») выбрали новичка – филиал ОКБ-155 А.И. Микояна. Это была первая самостоятельная работа коллектива, возглавляемого А.Я. Березняком. Александр Яковлевич Березняк, родившийся в 1912 г., с 19 лет работал в авиационной промышленности. После окончания МАИ в 1938 г. он поступил в ОКБ В.Ф. Болховитинова, гдев 1941-1942 гг. совместно с A.M. Исаевым создал первый советский ракетный самолет БИ. Этот этап жизни и деятельности Березняка еще с 1950-х гг. широко пропагандировался в интересах утверждения отечественного приоритета в области ракетостроения и реактивной авиации, хотя сам перехватчик БИ не удалось довести до серийного производства и принятия на вооружение. Напротив, в доперестроечное время дальнейший жизненный путь Александра Яковлевича терялся в тумане, так как был связан с идеологически сомнительными либо слишком секретными обстоятельствами. В конце 1940-х гг. Березняк стал заместителем главного конструктора ОКБ-2 завода №1, расположенного в поселке Иваньково (почтовое отделение Подберезье) на Волге, напротив Дубны. Завод был построен в конце 1930-х гг. на берегах только что заполненного водой Московского моря и первоначально предназначался для производства гидросамолетов. Главным же конструктором ОКБ-2 завода №1 был Хайнц Рессинг, вывезенный из поверженной Германии немец, как, впрочем, и большинство инженерного состава этого КБ. Можно предположить, что Александр Яковлевич исполнял в этом арийском коллективе ту же роль, что и русский по национальности второй секретарь ЦК компартии союзной республики в структуре КПСС.

К началу 1950-х гг. стало ясно, что деятельность ОКБ-2 по созданию опытного «самолета 356» оказалась столь же бесперспективна, как и работы других «трофейных» ученых и конструкторов. Основной причиной этого являлась оторванность данных КБ от других организаций оборонных отраслей советской промышленности. Последними достижениями в считавшихся особо секретными областях науки и техники не желали делиться с людьми, которым хотя бы теоретически предстояло рано или поздно вернуться на Запад.

По постановлению Совета Министров от 1 сентября 1951 г. завод №1 был привлечен к серийному производству первой советской противокорабельной ракеты КС, разработанной коллективом ОКБ-155 во главе с А.И. Микояном. Спустя девять дней по приказу министра авиационной промышленности при заводе был организован филиал ОКБ-155 для технологического обеспечения производства КС. После ликвидации немецкого ОКБ филиал ОКБ-155 возглавил А.Я. Березняк. Постепенно филиал ОКБ-155 перешел от решения сугубо производственных задач к доводке и обеспечению испытаний крылатых ракет К-ЮС, «Стрела», КС-7 и Х-20. Все они были сконструированы в ОКБ-155, где работы по ракетной тематике возглавлял М.И. Гуревич. Последнюю ракетную разработку микояновского ОКБ – авиационную ракету Х-22 – завершил уже коллектив Березняка, ставший с июля 1965 г. независимым ОКБ-2-155, а с апреля 1966 г. получивший открытое наименование МКБ «Радуга».

Разумеется, что еще задолго до выхода правительственного постановления по результатам предварительных проработок был в общих чертах определен технический облик ракеты.

Все ранее созданные в СССР противокорабельные ракеты оснащались воз- душно-реактивными двигателями. На принятой на вооружение «Комете» и отрабатывавшейся КСЩ стояли турбореактивные двигатели РД-500 и РД-9, использовавшиеся также и на истребителях, а на доведенной только до стадии летной отработки береговой ракете «Шторм» – прямоточный РД-1А. Однако турбореактивный двигатель нужно включить и вывести на режим еще до старта ракеты, что было уместно на борту крейсера при подготовке к старту корабельной модификации «Кометы» – ракеты КСС, или на эсминце, готовящемся к пуску «Щуки». Но для деревянного катера с размерами, не намного превышающими габариты ракеты, сколько-нибудь длительная так называемая «предстартовая гонка» двигателя, очевидно, грозила пагубными последствиями. Напротив, прямоточный двигатель в принципе невозможно было запустить до старта ракеты и разгона до скорости не менее половины скорости звука. Как показал опыт создания «Шторма», для этого ракету требовалось оснастить вместо обычного стартовика намного более мощным стартово-разгонным двигателем, что привело бы к увеличению габаритов и массы сверх приемлемых величин.

Кроме того, при заданной относительно малой дальности не успевали проявиться в полной мере преимущества воздушно-реактивных двигателей, использующих кислород воздуха и, следовательно, не требующих размещения окислителя на борту ракеты. Таким образом, для новой ракеты вполне подходил запускаемый на любых скоростях ракетный двигатель.

Катер пр. 183Э ТКА-14, на котором проходила отработка ракет П-15.

В середине 1950-х гг. освоенные в СССР твердые топлива устойчиво горели только при высоких давлениях. Это определяло высокую скорость их горения. Практически все отечественные твердотопливные двигатели работали не более нескольких секунд, что было в десятки раз меньше требуемой продолжительности полета крылатой ракеты. Кроме того, эти двигатели были еще очень тяжелы и обладали низкой энергетикой.

К этому времени в СССР на зенитных и авиационных ракетах уже отработали жидкостные ракетные двигатели с уровнем тяг, близким к требуемому для катерной ракеты. Разумеется, условия эксплуатации П-15 исключали применение использовавшегося в первых баллистических ракетах криогенного жидкого кислорода, обеспечивающего наибольшую энергетику. Из высококипящих компонентов наиболее освоенными к тому времени были азотная кислота в сочетании с керосином или триэтиламинксилидином («тонкой», именуемым также ТГ-02). Последний самовоспламенялся при контакте с азотной кислотой, что обеспечивало надежный запуск и устойчивое функционирование двигателя.

Наибольший опыт создания двигателей на высококипящих компонентах топлива в то время накопил коллектив входившего в НИИ-88 ОКБ-2, руководимый Алексеем Михайловичем Исаевым, соратником Березняка по разработке ракетного перехватчика БИ.

Система подачи топлива была выбрана не сразу. Вначале разработки рассматривался двигатель С2.278 с вытеснительной подачей топлива. Подобная схема применялась на первых отечественных зенитных ракетах комплекса С-25, в оперативно-тактической баллистической ракете Р-11 (8А61), первой в семействе знаменитых «Скадов». Но на этих изделиях баки образовывали силовой корпус ракеты, который должен был обеспечивать достаточную прочность и жесткость для восприятия внешних нагрузок. Поэтому их дополнительное усиление, обусловленное воздействием необходимого для вытеснительной подачи высокого (несколько десятков атмосфер) внутреннего давления в баках, не слишком сказывалось на уровне весового совершенства конструкции ракеты. Однако Березняк принял для своей ракеты схему с вкладными баками. В этом сказались и самолетостроительные традиции, и опасение того, что еще со времен Петра I именовалось на флоте «неизбежной на море случайностью». Предполагалось, что в аварийной ситуации не повредит лишняя стенка наружного силового корпуса, прикрывающего баки с самовоспламеняющимися компонентами. Ведь даже простое разлитие кислоты из поврежденного бака на палубу катера имело бы намного более тяжкие последствия, чем на территории зенитной ракетной части. Но вкладные баки утяжелялись практически прямо пропорционально давлению и при его увеличении становились неподъемным для ракеты грузом. Поэтому пришлось отказаться от вытеснительной подачи, несмотря на все ее преимущества в части простоты, дешевизны и надежности.

В конечном счете ракета поступила на вооружение с оснащенным турбонасосным агрегатом двигателем С2.722В. Так как стартовик придавал ракете скорость, не превышающую 100 м/с, дальнейший разгон должен был обеспечить ЖРД, при работе на повышенном режиме развивающий тягу 1211 кг. По достижении скорости около 1150 км/ч тяга уменьшалась до значения 511 кг, примерно равного силе аэродинамического сопротивления на маршевом участке полета.

Исходя из опыта предыдущих разработок и умеренных требований по маневренности для П-15 была принята «самолетная» аэродинамическая схема. Однако, в отличие от ранее созданных и разрабатывавшихся в то время авиационных «самолетов-снарядов» (КС, К-ЮС, Х-20), на П-15 установили крыло так называемой «ромбовидной», а не стреловидной формы. Это определялось крайне жесткими ограничениями поперечного габарита. Ширина катера почти равнялась размаху стреловидного крыла ракеты КС. На катере же требовалось разместить побортно две пусковые установки, при том что между ними еще находилась и рубка. «Ромбовидные» крылья уже использовались на зенитных ракетах комплекса С-25, серийно выпускавшихся с 1953 г. В настоящее время такие крылья относят к трапециевидным, хотя они очень напоминают треугольные, отличаясь от них основательно срезанной законцовкой и обратной стреловидностью задней кромки. Ту же форму в плане имели киль и стабилизатор. Консоли последнего располагались под углом 30° к горизонту, способствуя обеспечению не только продольной, но и путевой устойчивости. Конструкторы сочли нецелесообразным наращивать высоту киля – это вело к увеличению габаритов пусковой установки, а применению подфюзеляжного киля мешал стартовый двигатель. Компоновка оказалась перспективной: три равномерно расположенные по окружности одинаковые хвостовые поверхности в дальнейшем идеально вписались во вновь созданную контейнерную пусковую установку. Органы управления располагались по обычной самолетной схеме – элероны на крыле, рули на киле и стабилизаторе.

Первоначально ракеты оснащались крыльями традиционной для авиации клепаной конструкции. В дальнейшем технологи дубнинского завода отработали намного более производительный процесс изготовления цельнолитого крыла методом выжимания. Новая конструкция крыла была запущена в производство и на серийном заводе в г. Арсеньеве. Конструкторы и технологи были награждены медалью ВДНХ.

В передней части фюзеляжа под радиопрозрачным обтекателем, выполненным из стеклотекстолита ACT с полистиролом ПС, располагалась антенна разработанной в КБ-1 под руководством Ивана Прокофьевича Кучеренко головки самонаведения (ГСН), основная аппаратура которой размещалась в следующим фюзеляжном отсеке. Далее последовательно располагались фугасно-кумулятивная боевая часть 4Г-15, шар-баллон сжатого воздуха, бак горючего из алюминиевого сплава, основные блоки аппаратуры автопилота, сферический бак окислителя из алюминиево-магниевого сплава. Сжатый воздух использовался для задействования пневматических рулевых машинок, а также в системе вытеснения компонентов топлива из баков.

Созданный под руководством главного конструктора Ивана Ивановича Картукова в ОКБ-2 завода №81 стартовый двигатель СПРД-30 был выполнен по обычной для тех лет схеме со вкладным зарядом баллиститного твердого топлива массой 149 кг, размещенным в стальной камере сгорания. Общая масса стартовика составляла 480 кг. Сопло было наклонено вниз относительно продольной оси двигателя, с тем чтобы вектор тяги проходил вблизи центра масс ракеты, что обеспечивало минимизацию обусловленного работой стартового двигателя возмущающего момента. Той же цели снижения возмущений, действующих при работе стартового двигателя, служило и крепление ускорителя на одном переднем и двух задних регулируемых узлах. Отделение стартовика происходило по окончании работы под действием веса и скоростного напора. Тяга двигателя находилась в диапазоне 28-30 т, время работы составляло около 1,5 с.

Торпедный катер пр. 183.

Ракетный катер пр. 183Р.