Павлушенко М., Евстафьев Г., Макаренко И. Беспилотные летательные аппараты - история, применение, угроза распространения и преспективы развития
Подождите немного. Документ загружается.
вершения, – слишком большое количество таких проектов. Но
опыт, полученный при испытании КР, был использован в годы
Великой Отечественной войны для установки ракетных ускори
телей на серийно выпускаемые винтомоторные самолеты.
Вплоть до свертывания в СССР работ по КР изза недостаточно
го уровня теоретической разработки вопросов устойчивости и
управляемости КР в полете так и не было найдено конструктив
ное решение автомата стабилизации. Камнем преткновения ста
ла проблема правильной регулировки автоматов стабилизации.
В начале 1940х гг., ввиду ухудшения международной обстановки,
с целью концентрации усилий на твердотопливных неуправляе
мых ракетах работы по КР в Советском Союзе были временно
прекращены. Тем не менее, как уже говорилось, опыт, накоплен
ный при создании крылатых ракет и проведении их испытаний,
был востребован. Одним из доказательств этого являются совре
менные отечественные крылатые ракеты, превосходящие по не
которым характеристикам лучшие зарубежные образцы.
29 августа 1949 г. в СССР была испытана первая ядерная бомба,
но для достижения стратегического паритета с США требова
лись носители ядерного заряда. Одним из таких носителей мог
ли стать крылатые ракеты дальнего действия. На фоне работ
американцев по КРДД возникает вопрос: почему наша страна
перестала разрабатывать такие КРДД, приобретя некоторый
опыт в их создании и испытании (например, КР 212)? Существу
ет несколько ответов на этот вопрос:
1. Было прекращено финансирование работ по КР.
2. Разработки ракет сосредоточились на пороховых реак
тивных снарядах, которые были просты по конструкции,
имели высокую надежность, безопасность в обращении и
удобство в эксплуатации.
3. Стоимость крылатой ракеты и ее ЖРД значительно
превышала стоимость пороховых ракет.
4. Для крылатой ракеты требовалась площадная цель из
за несовершенства системы управления, а полезный груз
был малой массы.
5. Правительство нашей страны в то время не ставило пе
ред военнопромышленным комплексом задач по разра
ботке крылатых ракет и переводу этих работ из экспери
ментального в практическое русло.
110
Беспилотные летательные аппараты
По мнению авторов настоящей монографии, была еще одна
причина прекращения в СССР научноисследовательских работ
по КРДД – эти работы были обезглавлены. В 1938 г. по ложному
обвинению С.П. Королев был арестован и осужден на 10 лет.
Сначала была Колыма. Осенью 1940 г. он был переведен в новое
место заключения – ЦКБ29 НКВД СССР, где под руководст
вом А.Н. Туполева принимал активное участие в создании и
производстве фронтового бомбардировщика Ту2 и одновре
менно инициативно разрабатывал проекты управляемой аэро
торпеды и нового варианта ракетного перехватчика.
Это послужило поводом для перевода Королева в 1942 г. в другую
организацию такого же лагерного типа – ОКБ НКВД СССР при
Казанском авиазаводе № 16, где велись работы над ракетными
двигателями новых типов с целью применения их в авиации.
С.П. Королев со свойственным ему энтузиазмом отдается идее
практического использования ракетных двигателей для усовер
шенствования авиации: он работает над сокращением длины
пробега самолета при взлете и повышением скоростных и дина
мических характеристик самолетов во время воздушного боя.
В конце сентября 1944 г. заместитель главного конструктора в
ОКБ специальных двигателей («шарага» 4го спецотдела НКВД
на заводе № 16 города Казани) С.П. Королев представил в пись
ме в НКАП проекты баллистической и крылатой ракет Д1 и Д2
с пороховыми двигателями и проектные расчеты по ракетам Д3
и Д4 с ЖРД
105
.
В июле 1944 г. С.П. Королев был досрочно освобожден, но пол
ностью реабилитирован только... в апреле 1957 г. С сентября
1945 г. по январь 1947 г. он входил в состав Технической комис
сии и находился в командировке в Германии.
Как известно, в 1945 г. на территории Германии, занятой Совет
ской Армией, было выявлено и обследовано около 600 немецких
предприятий и их филиалов, которые так или иначе были заня
ты производством самолетов, ракет, двигателей, авиаприборов
111Крылатые ракеты С.П. Королева
105
Бирюков Ю.В. Сергей Павлович Королев (к 90летию со дня рождения). Из
истории авиации и космонавтики. М.: ИИЕТ РАН, 1997. Вып. 70. С. 12–13.
или их агрегатов и деталей. Из них только восемь предприятий
было занято на производстве ракет V1 и V2.
Перед развертыванием в СССР работ по ракетостроению прави
тельство определило, что головными министерствами по разра
ботке и производству реактивного вооружения в Советском Со
юзе будут:
• Министерство вооружения – по реактивным снарядам
с жидкостными двигателями;
• Министерство сельскохозяйственного машинострое
ния – по реактивным снарядам с пороховыми двигате
лями;
• Министерство авиационной промышленности – по ре
активным самолетамснарядам.
В составе группы специалистов от Министерства вооружения
С.П. Королев изучал материалы по немецким баллистическим
ракетам. В августе 1946 г. он был назначен главным конструкто
ром баллистических ракет дальнего действия, а в 1947 г. избран
членомкорреспондентом АН СССР.
В это же время проявился интерес советских конструкторов к
ПВРД как возможному двигателю КР. ПВРД является одной из
разновидностей воздушнореактивных двигателей (ВРД). Рабо
та ПВРД заключается в том, что атмосферный воздух, попадая
во входное устройство двигателя со скоростью, равной скорости
полета, сжимается за счет скоростного напора и поступает в ка
меру сгорания. Впрыскиваемое топливо сгорает, повышается
теплосодержание потока, который истекает через реактивное
сопло со скоростью, большей скорости полета. За счет этого и
создается реактивная тяга ПВРД. Основным недостатком ПВРД
является его неавтономность, т.е. неспособность самостоятель
но обеспечить взлет и разгон летательного аппарата (ЛА). Требу
ется сначала разогнать ЛА до скорости, при которой запускает
ся ПВРД и обеспечивается его устойчивая работа.
Над этим типом двигателя много работал Ф.А. Цандер. Первые
упоминания о воздушнореактивных двигателях у него имеются
в стенограммах, датированных еще 1922 г. В 1924 г. К.Э. Циол
ковский в своем труде «Космический корабль» также обращает
ся к вопросу о применении ПВРД на атмосферном участке по
лета ракеты. В 1929 г. Б.С. Стечкин разработал теорию ВРД.
112
Беспилотные летательные аппараты
113Крылатые ракеты С.П. Королева
Б.С. Стечкин также впервые в мире доказал практическую воз
можность создания ПВРД. Впервые в нашей стране идею ПВРД
использовали Ю.А. Победоносцев и М.С. Кисенко, взяв в каче
стве объекта 76миллиметровый артиллерийский снаряд, а в ка
честве топлива – белый фосфор.
29 ноября 1946 г. начальником НИИ1 НКАП был назначен
выдающийся ученый нашей страны академик Мстислав Всево
лодович Келдыш. Исходной задачей НИИ1 как раз и стала за
дача внедрения ЖРД и ПВРД в авиации. В 1948 г. выяснилось,
что эти типы реактивных двигателей в применении к самоле
там не в состоянии конкурировать с газотурбинными воздуш
нореактивными двигателями (ТРД). Головным по ТРД являл
ся в то время Центральный институт авиационного моторост
роения (ЦИАМ) им. П.И. Баранова. Тогда НИИ1 НКАП в
1948 г. был присоединен к ЦИАМу на правах филиала, а
М.В. Келдыш стал научным руководителем одного из ком
плексов ЦИАМа.
Что качается интереса М.В. Келдыша к ракетам, то сначала его
пригласили в НИИ88 для консультаций, а затем начались совме
стные работы его комплекса ЦИАМа с НИИ88. В НИИ88
М.В. Келдыш знакомится с С.П. Королевым. Сотрудники ком
плекса, которым руководил Келдыш, совместно с работниками
ЦИАМа и ЛИИ создали и испытали в 1949 г. первую эксперимен
тальную двухступенчатую ракету со сверхзвуковым ПВРД Р200.
Это были первые в СССР испытания ракеты с СПВРД.
14 апреля 1947 г. в Совете Министров СССР состоялось заседа
ние по обсуждению вопросов, связанных с планами работы по
ракетостроению на ближайшее будущее. Среди прочих обсуж
дался вопрос о создании ракеты Р3 с дальностью полета
3000 км, в эскизном проекте которой просматривались различ
ные конструктивные схемы: одноступенчатые, составные и
крылатые. Тогда предпочтение было отдано одноступенчатой
схеме. Однако постановление Совета Министров обязывало
конструкторов отслеживать различные схемы ракет дальнего
действия, в том числе и крылатую.
Дело в том, что международная обстановка в те годы продолжала
обостряться. США в своей политике «холодной войны» опира
лись на стратегическую авиацию, оснащенную атомными бомба
ми. Для противостояния американцам требовалась мощная
ПВО. Поэтому советское руководство большое внимание уделя
ло созданию зенитных средств. А для подавления стратегических
средств противника нужны были ракеты дальнего действия.
7 декабря 1949 г. на пленарном заседании научнотехническо
го совета НИИ88 состоялась защита эскизного проекта по те
ме Р3. Вводный том «Принципы и методы проектирования
ракет большой дальности» (ответственный исполнитель
С.П. Королев) содержал материал о проводимых исследовани
ях по КРДД. В конце раздела 3 «Крылатые ракеты» были сдела
ны следующие выводы:
• применение крылатой ракеты для увеличения дальнос
ти действия является перспективным направлением;
• созданы теоретические предпосылки для начала опыт
ного проектирования и экспериментальных работ по
КРДД;
• использование существующих баллистических ракет в
качестве ускорителей отделяемой крылатой головки
(ОКГ) является наилучшей конструктивной формой;
• постройка и испытание ракеты 2ПБ («Два подвесных
бака») с ОКГ является ближайшим и необходимым эта
пом, и на этой экспериментальной машине могут быть
решены главные вопросы для проектирования КРДД;
• наиболее перспективна схема ОКГ с маршевым двига
телем ПВРД.
4 декабря 1950 г. вышло в свет Постановление Совета Минист
ров СССР, которое обязывало НИИ88 с участием НИИ1,
МИАНа и других научных коллективов начать тематические ра
боты по ракетной технике. Составной частью темы Н3 «Пер
спективы развития ракет дальнего действия» была научноис
следовательская работа «Комплексные исследования и опреде
ление основных летнотехнических характеристик крылатых
составных ракет дальнего действия» (впоследствии эта тема по
лучит шифр Т2). Общее научное руководство по этим вопросам
было возложено на Главного конструктора ОКБ1 НИИ88
С.П. Королева
106
.
114
Беспилотные летательные аппараты
106
Постановление CM СССР 4 декабря 1950 г. Архив МОП, оп. 25/8с, д. 223, л. 89.
11 декабря 1950 г. в ЦИАМе М.В. Келдыш выступил с докладом
«О состоянии работ по ПВРД и их применению». Он подтвердил
возможность и целесообразность использования ПВРД для ближ
них сверхзвуковых КР и для КР с дальностью до 6000–8000 км, а
также для зенитных управляемых ракет. Впоследствии М.В.Кел
дыш настойчиво продвигал и развивал идею применения комби
нации ЖРД и СПВРД в КРДД.
16 января 1952 г. на заседании президиума научнотехнического
совета и ученого совета НИИ88 С.П. Королев выступил с до
кладом, посвященным подведению итогов НИР по теме «Ком
плексные исследования и определение основных летнотехни
ческих характеристик крылатых составных ракет дальнего дей
ствия». По проблемам аэродинамики, двигателей и схем состав
ных КР с докладами выступили академик М.В. Келдыш и акаде
мик С.А. Христианович. В тезисах доклада по результатам ис
следований перспектив развития КРДД С.П. Королев уже опре
деленно говорил о СПВРД как маршевом двигателе 2й ступени.
В качестве 1й ступени рассматривалась баллистическая ракета
с мощным ЖРД. Был выбран вертикальный старт, как хорошо
отработанный к тому времени и требующий меньших измене
ний в конструкции обеспечивающих средств.
С.П. Королев сделал вывод о возможности создания двухсту
пенчатой крылатой ракеты с дальностью полета до 8000 км при
ее стартовом весе 90–120 т. При этом он указывал, что 2я сту
пень должна иметь аэродинамическое качество К=5, а СПВРД с
диаметром камеры сгорания – d
КС
= 2–2,5 м должен обеспечить
устойчивую работу в режиме скорости 3М и с удельной тягой
1700 кг. В качестве системы управления рассматривались систе
мы, действующие на принципе астронавигации и принципе ра
дионавигации. В заключение С.П. Королев предложил совет
скому руководству создать экспериментальную крылатую раке
ту (ЭКР) с целью получения необходимого опыта по проектиро
ванию, производству и эксплуатации КРДД.
На основе результатов проведенных исследований по теме Н3
13 февраля 1953 г. было принято Постановление Совета Минис
тров СССР, в котором, в частности, ОКБ1 НИИ88 было дано
задание начать разработку двухступенчатой крылатой ракеты с
дальностью полета 8000 км. Общее руководство проектировани
ем ЭКР осуществлял С.П. Королев. Руководителем проекта
115Крылатые ракеты С.П. Королева
ЭКР у С.П.Королева был начальник проектного отдела К.Д. Бу
шуев, который в своем отделе создал для этого группу «А» под
руководством А.С. Будника. Вопросами динамики полета кры
латых ступеней ЭКР и МКР в ОКБ1 занимался И.Н. Моишеев.
Для разработки системы астронавигации в отделе «У» НИИ88,
которым руководил Б.Е. Черток, была создана специальная ла
боратория. Ее начальником был назначен И.М. Лисович. В 21м
отделе НИИ88 под руководством Г.Н.Толстоусова разрабаты
вался автопилот для крылатой ступени ЭКР и МКР.
Главная задача, которая стояла перед создателями ЭКР, заклю
чалась в проверке основных принципов и ряда технических ре
шений по межконтинентальной крылатой ракете. Для сокраще
ния сроков и стоимости разработки ЭКР было предложено ис
пользовать в качестве первой ступени ракету Р11. В табл. 3.2
приведены основные характеристики ракеты Р11.
Таблица 3.2
Основные характеристики ракеты Р11
Вес, кг:
стартовый 5350
головной части 690
незаправленной ракеты 1645
топлива 3705
Длина, м 10,424
Диаметр корпуса, м 0,88
Тяга при старте, тс 8,3
Удельная тяга на земле, с 219
Компоненты топлива:
окислитель Азотная кислота АК27И
горючее Керосин и «Тонка» ТГ02
Максимальная дальность стрельбы, км 270
Вероятное отклонение от цели, км:
по дальности ± 1,5
боковое ± 0,75
На ракете Р11 устанавливался ЖРД тягой 8,3 т, разработанный
ОКБ2 А.М. Исаева НИИ88, работающий на азотной кислоте
АК20И в качестве окислителя, керосине Т1 в качестве основ
ного горючего и ТГ02 («Тонка») в качестве пускового горючего.
СПВРД РД040 диаметром 400 мм маршевой ступени ЭКР раз
рабатывало ОКБ670 М.М. Бондарюка.
116
Беспилотные летательные аппараты
В бортовой части системы управления ЭКР предлагалось ис
пользовать упрощенный вариант существующего самолетного
автопилота. Маршевая ступень имела крестообразное оперение,
четыре руля, попарно работающих по тангажу и рысканию (ру
ли курса одновременно выполняли функции элеронов). Возду
хозаборный канал для СПВРД был изогнут для создания объема
под размещение приборов. На стыке маршевой ступени и пер
вой ступени предполагалось сделать кольцевой проток для запу
ска СПВРД до разделения ракеты.
Для определения реальной траектории полета на ЭКР предусма
тривалась установка радиотехнической системы индикации и
предстояло создать сеть наземных пунктов для приема ее сигна
лов. Первая ступень должна была разогнать маршевую ступень
до скорости 2,9–3,3М и поднять ее на высоту 16–20 км. Затем
первая ступень отбрасывалась бы, а маршевая ступень летела бы
на СПВРД со скоростью 3М до его выключения. После выклю
чения СПВРД от временного устройства маршевая ступень
должна была совершить пикирующий или планирующий полет.
Рассматривалась также возможность спасения этой ступени с
помощью парашютнореактивной системы
107
.
Эскизный проект ЭКР стал одним из результатов работ по теме Н3.
Он был утвержден С.П. Королевым 31 января 1953 г. и согласован
с М.В. Келдышем, C.А. Христиановичем, М.М. Бондарюком.
По завершении эскизного проекта началась подготовка к пере
даче ЭКР в производство. К июлю 1953 г. в конструкцию ЭКР
ввели изменения в части системы управления, связанные с ис
пытанием в натурных условиях астронавигационной системы.
Были изготовлены макеты основных узлов ракеты, макет при
борного отсека в натуре: проводилось макетирование основ
ных агрегатов. Были изготовлены также установка для отработ
ки теплозащиты приборного и топливных отсеков, установка
рулевых машинок в термобарокамере, рулевой агрегат марше
вой ступени ЭКР. Проводились отработка технологии отдель
ных узлов конструкции, эксперименты по уточнению аэроди
намических характеристик ЭКР, разбивка на плазе внешних
обводов и трактов подачи воздуха к СПВРД, был начат выпуск
117Крылатые ракеты С.П. Королева
107
Ракетнокосмическая корпорация «Энергия» имени С.П.Королева. Гл. ред.
Ю.П. Семенов. 1996.
118
Беспилотные летательные аппараты
рабочих чертежей. Летнотехнические характеристики ЭКР
приведены в табл. 3.3.
Таблица 3.3
Основные проектные характеристики ЭКР
Стартовый вес, кг 7874
Полная длина системы, м 17,424
Ускоритель:
длина, м 8,29
диаметр корпуса, м 0,88
тяга при старте, тс 8,3
Компоненты топлива:
окислитель Азотная кислота АК27И
горючее Керосин и «тонка» ТГ02
Маршевая ступень:
вес, кг 1484
длина, м 9,434
Диаметр корпуса, м 0,65
Размах крыла, м 2,018
Площадь крыла, м
2
3,31
Число СПВРД 1*РД040
Диаметр СПРВД, м 0,40
Тяга, тс 0,70
Система управления Астронавигационная
Проектируемая дальность полета, км 730
Проектируемая высота полета, км 16,0–26,0
Скорость полета, число М 3,0
Начало разработки 1953 г
Закрытие темы Май 1954 г.
Интенсивно продолжались работы по астронавигации. Было
проведено 10 полетов на самолете с макетом системы, которые
подтвердили правильность выбранных технических решений и
возможность получения требуемой точности. Была начата раз
работка рабочих чертежей макета, закончен этап теоретических
и экспериментальных работ, подтвердивших надежность схемы
индикации звезд в ночных условиях, и показана возможность
работы этой схемы в дневных условиях. Работа проводилась сов
местно с Крымской астрофизической обсерваторией АН СССР
и Государственным оптическим институтом. Вскоре был подго
товлен эскизный проект автономной системы астронавигации
для испытаний ЭКР.
Выполнялись работы по проектированию и изготовлению серии
СПВРД. Были подготовлены стендовые образцы, проведены
119Крылатые ракеты С.П. Королева
первые доводочные испытания, спроектирован и изготовлен
турбонасосный агрегат. Система регулирования двигателя поз
воляла поддерживать скорость полета с точностью 10 м/с путем
изменения расходования топлива. Была разработана методика
испытаний ЭКР.
Наступило время принимать решение по крылатой ракете в це
лом. М.В. Келдыш выступил с предложением передать все даль
нейшие работы по КРДД в Министерство авиационной промыш
ленности (МАП) с тем, чтобы дать возможность ОКБ1 НИИ88
С.П. Королева сосредоточить усилия на создании межконтинен
тальных баллистических ракет. 20 мая 1954 г. вышло постановле
ние Совета Министров СССР, которое закрепило предложение
академика Келдыша.
Вместе с тематикой по КРДД в МАП ушла лаборатория
И.М. Лисовича (в филиал НИИ1 МАП). В НИИ1 МАП пере
шли А.С. Будник и часть его группы «А». В ОКБ23 В.М. Мяси
щева перешел И.Н. Моишеев. Также в МАП перешли и другие
специалисты, занимавшиеся «крылатой» тематикой. 25 мая
1954 г. тема Т2 (теоретические, экспериментальные проработ
ки по ЭКР и техническая документация) была передана в МАП.
К этому времени СПВРД РД040, разработанный в ОКБ670
М.М. Бондарюка для ЭКР, прошел все доводочные и официаль
ные заводские испытания и были получены экспериментальные
характеристики (табл. 3.4).
Таблица 3.4
Тактико(технические характеристики СПВРД РД(040 для ЭКР
(разработка ОКБ(670 М.М. Бондарюка)
Рабочий диапазон высот, км 16–26
Рабочий диапазон чисел М 2,9–3,3
Маршевое число М 3,0
Ресурс, ч 2,5
Максимальная тяга, кгс при М=3,0 и на высоте 18 км 700
Удельная тяга, с 1200
Диаметр камеры, мм 400
Длина камеры сгорания с соплом, мм 2400
Вес камеры сгорания с соплом, кг 60
Топливо Б70
В конце 1940х гг. в СССР появилась информация о разработках
в США крылатых ракет дальнего действия. В связи с создавшим