Из истории создания первых отечественных комплексов баллистических ракет морского базирования. Часть II. Комплекс Д-4
Строительство двух головных подводных лодок пр. 629 (второй компоненты системы вооружения) шло одновременно в Северодвинске и Комсомольске-на-Амуре. Введены они были в строй в 1957 году, а спустя два года военно-морской флаг подняли еще на пяти таких же лодках. Все они были оснащены ракетным комплексом Д-1. Их последующее переоборудование под комплекс Д-2 производилось уже судоремонтными заводами. Всего, без учета ПЛ проекта 629Б, флот получил 22 субмарины пр. 629 — две последние вступили в строй на Тихом океане в 1962 году.
Отработка системы вооружения состояла из наземной экспериментальной отработки (НЭО) элементов, систем бортовой и комплексной автоматизированной систем управления (КАСУ) и агрегатов баллистической ракеты и прочих составных частей ракетного комплекса: летно-конструкторских испытаний ракеты на полигоне с использованием неподвижного и качающегося стендов с теми же задачами, что были и при аналогичных испытаниях РК Д-1 (из 19 пусков ракет 15 успешных); совместные испытания с подводным носителем проекта 629 (из 13 ракетных пусков 11 успешных).
В течение августа-сентября 1960 года в Кольском заливе на специальном стенде, воспроизводящем ракетный отсек подводной лодке проекта 629, было проведено 6 испытаний на взрывостойкость, дающие возможность проверить безопасность ракетного комплекса при разрывах глубинных бомб на различном удалении от корпуса лодки-носителя. По их результатам было решено производить заправку окислителем на берегу. Заправка горючим по-прежнему проводилась на субмарине из ее цистерн. Система ''ПЛ проекта 629 — РКД-2" была принята на вооружение советского флота в 1960 года и состояла на вооружении до 1972 года.
Эта система предусматривала возможность пуска БРПЛ из подводного положения на дальность не менее 1100 км. Первоначальное создание ракетного комплекса планировалось поручить КБ М.К. Янгеля, будущего академика и создателя целой гаммы межконтинентальных баллистических ракет (МБР), включая вызывавшую наибольшие опасения у американцев тяжелую МБР РС-20 (по классификации США SS-18, НАТО — ''Satan"). Однако, по взаимному согласию М.К. Янгеля и В.П. Макеева, которых связывало единство взглядов и подходов, приняли решение поручить выполнение опытно-конструкторской работы (ОКР) по созданию комплекса Д-4 с ракетой Р-21, стартующей из подводного положения ракетоносца, конструкторскому коллективу В.П. Макеева (далее — КБМ).
Весной 1960 года был выполнен, рассмотрен и утвержден эскизный проект ракетного комплекса. Ведущим конструктором по Д-4 в КБМ был назначен В.Л. Клейман, его заместителями О.Е. Лукьянов и Н.А. Карганян, наблюдение за разработкой от НИИ ВМФ вели капитан 2 ранга Б.А. Хачатуров и капитан-лейтенант С.З.Еремеев. Этот принцип работы сохранялся и на всех последующих этапах создания ракетного комплекса — офицеры флота по сути дела являлись полноправными членами конструкторского коллектива, принимая участие в поиске, выработке и внедрении принимаемых решений.
Особое внимание было уделено наземной экспериментальной отработке (НЭО) элементов, систем и агрегатов БРПЛ Р-21 и других частей комплекса. Каждое конструктивно-схемное решение проверялось натурными испытаниями в стендовых условиях. Так, были проведены десятки огневых стендовых испытаний (ОСИ) двигателя ракеты, в том числе, и с имитированием действия противодавления во время запуска ЖРД в шахте подводной лодки, при помощи специально созданных заглушек, которые смонтировали в соплах камер сгорания.
Для отработки двигательной установки (ДУ) ракеты в целом было проведено ОСИ ДУ, причем к началу последних трех ОСИ уже имелись результаты "бросковых" (о них — ниже) испытаний макетов БРПЛ Р-21 с плавучего погружаемого стенда (ПС) на Южном полигоне ВМФ. Это позволило сравнить результаты натурных и стендовых испытаний, оценить правильность методики расчета и внести необходимые коррективы. Итогом этих работ стали огневые испытания стендовой БРПЛ Р-21 с задействованием бортовой системы управления ракеты.
Конструктивно баллистическая ракета подводных лодок Р-21 представляла из себя одноступенчатую БР на жидких компонентах топлива (12,4 т окислителя, 3,8 т горючего). Корпус ракеты — цельносварной, из стали ЭИ-811, объединял в единое целое последовательно расположенные приборный отсек (ПрО), бак окислителя, бак топлива и хвостовой отсек ракеты.
Двигатель ракеты, созданный в КБ А.М. Исаева, был четырехкамерным, выполненным также по открытой схеме. Он имел автоматическое регулирование тяги и соотношения расходов окислителя и топлива. Камеры сгорания ЖРД являлись и управляющими органами БРПЛ. Оси их качания конструкторы сместили на угол в 60° относительно плоскостей стабилизации, чем обеспечили наиболее рациональное отношение между величинами управляющих моментов по тангажу, рысканию и крену.
Двигатель обладал тягой у поверхности земли равной 40 тс, удельная тяга составляла 241,4 тс. Было предусмотрено аварийное выключение ЖРД (АВД), при этом обеспечивалось надежное герметичное разобщение топливных магистралей. Специфика подводного старта требовала герметичности отсеков БРПЛ, пневмогидравлической арматуры, электроразъемов, кабелей и. Это обеспечивалось цельносварной единой конструкцией корпуса, герметичными кабелями, которые выходили из отсеков через специальные гермоводы, полости которых, надувалась воздухом, и герметичными стыками боевой части с корпусом ракеты, с помощью надуваемой резиновой шины.
Бортовая система управления ракеты — инерциальная. Ее основу составляли гироскопические приборы, которые размещались в приборном отсеке ракеты: гировертикант, гирогоризонт и гироинтегратор продольных ускорений. Все остальные приборы и элементы бортовой системы управления создавались, в основном, в НИИ, которым руководил Н.А. Семихатов, будущий академик и головной разработчик систем управления всех стратегических морских ракетных комплексов. Военный контроль за созданием СУ в этом НИИ осуществлялся капитаном 2 ранга В. В. Синицыным).
Связь бортовой системы управления с корабельной испытательной, а также пусковой аппаратурой, выполнялась через два специальных герметичных разъема посредством сменных кабелей, поставляемых с завода-изготовителя вместе с ракетой. При предстартовой подготовке, для обеспечения герметичности, кабели надувались воздухом номинальным давлением 6 кг/кв. см.
Стартовала БРПЛ из затопленной шахты подводной лодки. Во время предстартовой подготовки выполнялось наведение гироприборов, производилась установка задания дальности стрельбы, происходил наддув кабелей и шины и, последовательный в два этапа, наддув баков. После достижении необходимого в баках давления, в автоматическом режиме заполнялась шахта подводной лодки, затем давление воды внутри шахте выравнивалось с забортным, и происходило открытие крышки шахты.
Непосредственно перед самым стартом ракета переводилась на бортовое питание (от ампульной батареи), в заданном пространстве ракеты, путем подачи сжатого воздуха, создавался "колокол". Наддув "колокола" производился в автоматическом режиме, которым управляли соответствующие датчики. Необходим он был, чтобы демпфировать газодинамические процессы, сопутствующие старту, что позволяло снизить до допустимых пределов силовые и тепловые нагрузки на ракету, возникающие при старте из "глухой" шахты не снабженной специальными газоотводами.
Безударный выход БРПЛ из шахты субмарины, находящейся в движении при наличии возмущений, вызванных волнением моря и ходом субмарины, обеспечивался использованием бугельной схемы направления движения, которая представляла собой жесткие направляющие, смонтированные на стенках шахты, и бугелей, установленных на корпусе самой ракеты. Пусковой стол во время старта стопорился специальными штырями. Для уменьшения аэродинамического сопротивления бугели сбрасывались в начале воздушного участка траектории полета (через 15 с после отрыва БРПЛ от пускового стола). Для улучшения статической устойчивости, во время полета ракета снабжалась четырьмя стабилизаторами, полярно расположенными в хвостовой части.
Боевая часть ракеты весом 1179 кг оснащалась спецбоеприпасом. Отделение БЧ производилось избыточным давлением воздуха в приборном отсеке ракеты. Перед этим боевая часть освобождалась от жесткого крепления к корпусу ракеты при помощи срабатывающих, по командам от бортовой системы управления, четырех пирозамков.
Время полета ракеты до цели расположенной на максимальной дальности не превышало 11,5 минуты, максимальная высота баллистической траектории достигала 370 км. В случае стрельбы на минимальную дальность, равную 400 км, время полета сокращалось до 7,2 мин, а максимальная высота была чуть более 130 км. Перед выдачей БРПЛ на подводный носитель, на технической ракетной базе (ТРБ) флота проводился комплекс операций, в т.ч. пневмоиспытания систем, юстировка, горизонтальные испытания бортовой системы управления, заправка компонентами топлива и стыковка ракеты с боевой частью. По классификации, принятой в США, БРПЛ Р-21 получила буквенно-цифровой индекс SS-N-5, по классификации НАТО — название "Serb".
Важнейшими составными частями ракетного комплекса Д-4 являлись комплексная автоматизированная система управления КАСУ, пусковая установка (ПУ), комплекс наземного оборудования (КНО) и система прицеливания ПП-114.
Основу КАСУ составляли, созданные в одном из НИИ Минсудпрома, автомат формирования пеленга и дальности (АПД) "Ставрополь-1" и счетно-решающие оборудование системы "Изумруд", которая выполняла наведение бортовых гироприборов с учетом поступающей из навигационного комплекса (НК) "Сигма" информации.
Пусковая установка, получившая наименование СМ-87-1, обеспечивала: хранение БРПЛ в шахте подводной лодки с параметрами нагружения, старт ракеты из заполненной водой шахты, а также работоспособность баллистической ракеты после воздействия на ПЛ штормовых условий и взрывов на установленном заданием радиусе; ее пожаро- и взрывобезопасность после разрывов на критическом радиусе. Коррозионная стойкость систем пусковой установки обеспечивала шестикратное проведение предстартовой подготовки ракет, с полным затоплением шахт забортной водой.
С помощью комплекса наземного оборудования осуществлялись необходимые операции по наземной эксплуатации БРПЛ (транспортировка, погрузка на подводную лодку, повседневное хранение, подготовительные работы к выдаче на подводный носитель в условиях технической ракетной базы, заправка топливом).
После окончания этапа наземной экспериментальной отработки в объеме, позволяющем приступить к отработке подводного старта (на устоявшемся жаргоне ракетчиков — "бросковые" испытания), начались испытания макетов ракеты Р-21, сначала с плавучего погружаемого стенда (ПС), а затем и с переоборудованной по пр. 613 Д-4 (позади ограждения рубки была смонтирована одна ракетная шахта) подводной лодки "С-229". Макеты полностью соответствовали БРПЛ Р-21 по массогабаритным характеристикам, внешним обводам и местам стыковки с корабельными системами. Они заправлялись компонентами топлива из расчета работы двигателя в течение заданного времени.
Главным конструктором плавучего погружаемого стенда и подводной лодки проекта 613 Д-4 был сотрудник ЦКБ-проектанта ПЛ проекта 629 Я.Е. Евграфов. Работы по изготовлению стенда и подлодки выполнялись Черноморским судостроительным заводом.
"Бросковые" испытания проводились с мая 1960 по октябрь 1961 года на Южном полигоне ВМФ (со стенда было проведено 16 пусков макетов, с подводной лодки — 10), под наблюдением комиссии под руководством полковника М.Ф. Васильева. Испытания подтвердили: БРПЛ Р-21 пригодна для подводных стартов с глубин до 50 метров.
В завершающий период этих испытаний на ракет Р-21 было проведено два эксперимента для определения безопасности ракеты при старте для подводной лодки. В ходе первого эксперимента было сымитировано заклинивание бугелей БРПЛ в направляющих в самом начале движения ракеты в шахте, во втором — имитировали негерметичность магистрали окислителя в хвостовой части ракеты, которая приводила к смешиванию компонентов топлива. Итоги экспериментов оказались удачными. Макеты ракет вышли из шахты, не произведя существенных разрушений элементов шахты. Всего для "бросковых" испытаний было использовано 28 макетов, что говорит об исключительно ответственном подходе разработчиков и флотских специалистов к решению новой принципиально задачи — гарантированной отработке подводного старта БРПЛ. Путь для предъявления ракетного комплекса Д-4 на этап совместных испытаний был открыт.
Эти испытания проводились с подводной лодки пр. 629Б "К-142" . Первый пуск БРПЛ был выполнен 24 февраля 1962 году (перед этим состоялся пробный пуск "броскового" макета). Всего в процессе испытаний произвели 28 пусков, из них 27 прошли успешно.
Полнота и тщательность наземной и летной отработки в процессе эксплуатации окупились сторицей — даже когда срок службы БРПЛ Р-21 достигал 18 лет, неудачные пуски этой ракеты случались крайне редко. Комплекс Д-4 приняли на вооружение в конце весны 1963 года. Им предусматривалось перевооружить подводные лодки проекта 629 (модернизированные до пр. 629А) и субмарины проекта 658. К этому времени в составе нашего ВМФ находилось 22 ПЛ проекта 629, имевших ракетный комплекс Д-2. Всего по проекту 629А с 1965-го по 1972 год было переоборудовано 14 (с учетом ПЛ проекта 629Б, также прошедшей переоборудование по проекту 629А) подводных лодок. Головная подводная лодка на Северном флоте "К-88" вступила в состав нашего ВМФ в декабре 1966 года. В процессе ее государственных испытаний с положительными результатами было проведено 2 пуска БРПЛ Р-21. Отметим, что при переоборудовании этих подводных лодок по проекту 629А, наряду с заменой корабельных систем собственно ракетного комплекса, производилась и смена навигационного комплекса "Плутон" на более совершенный "Сигма".
Что касается подводных лодок проекта 658М, то были переоборудованы все 8 лодок проекта 658, вступавшие в строй в период с ноября 1960 года. Переоборудование было завершено в 1970 году.
В 1977-1979 годах эта система вооружения прошла модернизацию, связанную с заменой боевой части. Ракета с новой боевой частью получила буквенно-цифровое обозначение Р-21М, а весь комплекс — Д-4М. Система вооружения "ПЛ проекта 658М (629А) — РК Д-4 (М)" находилась в боевом составе ВМФ до конца восьмидесятых годов. А впереди ждали новые свершения. Уже была задана разработка первой морской ракетной системы вооружения второго поколения "ПЛ проекта 667А — РК Д-5", проводились проектные исследования и работы по созданию БРПЛ с дальностью стрельбы, еще недавно казавшейся фантастической.
Источники:
Широкорад А. Ракетная техника отечественного ВМФ // Техника и вооружение. 1997. № 11-12. С.3-8.
Апанасенко В., Рухадзе Р. Морские ракетно-ядерные системы вооружения (прошлое, настоящее, будущее). М.: Типография ПИК ВИНИТИ , 2003. С. 4-21.
Качур П. Комплекс Д-4: долгий путь к подводному старту // Техника и вооружение. 2007. №7 С.2-6.
Апанасенко В., Рухадзе Р. Морские ракетные стратегические системы первого поколения. // Морской сборник. 1998. №8. С. 38-46.
Жарков В. Создание первых подводных лодок с баллистическими ракетами // Гангут. 1998. №14. С. 104-119.
Информация