Первые баллистические ракеты

В начале 30-х годов в Советском Союзе вопросами создания баллистических ракет на жидком топливе занимались специалисты ГИРД (группы изучения реактивного движения) и Ленинградской государственной газодинамической лаборатории. Видную роль в этих работах играли Ф. А. Цандер, С. П. Королев, М. К. Тихонравов, Ю. А. Победоносцев. Основной тематикой работ было создание ракеты на жидком топливе, способной решать задачи исследования космического пространства. Но в то время воплотить эту идею с технической стороны было невозможно, несмотря на определенный успех в создании двигателей на жидком топливе (ОР-2, ОРМ-1, ОРМ-2) конструкции Цандера и Глушко.

Работы велись с большим напряжением. Но создать боевую ракету на жидком топливе до начала Великой Отечественной войны не удалось, чему в немалой степени способствовали репрессии среди ведущих специалистов-ракетчиков.

Интенсивные работы по созданию ракет на жидком топливе также велись в Германии. С приходом к власти Гитлера ракетная тематика приняла ярко выраженную военную направленность. Был создан армейский ракетный испытательный полигон, размещенный в интересах соблюдения строгой тайны работ в центре Германии – в Кумерсдорфе. Однако вскоре стало ясно, что полигон не позволяет проводить летные испытания ракет. В 1936 году был создан новый армейский исследовательский центр в Пенемюнде, располагавшийся на островах Узедом (близ Штетинского пролива) и Грейфсвальдер-Ойе (восточнее острова Рюген в Балтийском море). С начала 1937 года его возглавил технический директор Вернер фон Браун, а всего в центре работало около 15 тыс. человек.

Уже осенью 1938 года состоялись первые пуски ракет на жидком топливе. Все испытательные пуски проводились в сторону Швеции. Слежение за полетом ракет осуществлялось радиолокатором. К началу Второй мировой войны немецким конструкторам удалось создать удачную ракету с двигателями на жидком топливе А-3, дальность полета которой составляла 17 км. Ее схему взяли за основу для разработки более совершенной ракеты, которой присвоили обозначение А-4.

После серии различных испытаний на стендах 13 июня 1942 года состоялся первый пуск ракеты А-4, закончившийся неудачей. Второй пуск (16.08.42 г.) завершился взрывом ракеты. 3 октября 1942 года был проведен третий пуск, который признан успешным. Ракета пролетела 190 км. Об этом поспешили доложить Гитлеру, который дал указание принять ее на вооружение под названием ФАУ-2.

Ракета А-4 представляла собой одноступенчатую баллистическую ракету с жидкостным реактивным двигателем, работающим на этиловом спирте и жидком кислороде. Корпус ракеты состоял из каркаса с наружной обшивкой, внутри которого подвешивались баки горючего и окислителя. Горючее (спирт, запас составлял 3770 кг) подавалось к двигателю по специальному трубопроводу, размещенному внутри бака окислителя, запас которого достигал 5000 кг.

Компоненты топлива подавались в камеру сгорания турбонасосным агрегатом. Его турбина раскручивалась перекисью водорода, хранившейся в специальном баке. Для воспламенения основного горючего применялось специальное пусковое топливо. Жидкостный ракетный двигатель развивал тягу 25,4 т у земли. Его камера сгорания охлаждалась спиртом, пропускавшимся через специальные трубки. Время работы двигателя колебалось в интервале 60-65 секунд.

Ракета имела автономную программную гироскопическую систему наведения. В ее состав входили гирогоризонт, гиро- вертикант, усилительно-преобразовательные блоки и рулевые машинки, связанные с рулями ракеты. В качестве исполнительных устройств системы управления использовались четыре газовых руля, выполненных из графита и установленных на пути истекающих из камеры сгорания газов, и четыре воздушных руля, которые играли вспомогательную роль. При обратном входе в атмосферу они стабилизировали корпус ракеты. Ракета оснащалась неотделяемой в полете головной частью с зарядом взрывчатки массой в 910 кг.

Немецкая промышленность довольно быстро освоила выпуск ракет А-4, что позволило развернуть боевые части и подразделения. Ввиду невысокой точности попадания для ракет выбрали крупную площадную цель – Лондон. Главным источником ошибок была сама гироскопиче

ская система управления. Дело в том, что она не реагировала на параллельный снос ракеты. Другим источником ошибок явились погрешности в работе интегратора – прибора, определяющего скорость ракеты и момент выключения двигателя.

Первый боевой пуск ракет А-4 состоялся 8 сентября 1944 года с территории Голландии. Ракета перевозилась к месту старта транспортером-установщиком, а всего в комплекс стартовых средств входило около 30 транспортных и специальных машин и агрегатов. Предстартовая подготовка занимала почти 4 часа.

Первое боевое применение ракет со всей остротой поставило практически неразрешимую в то время проблему борьбы с ними. Стало ясно, что создано новое оружие, способное причинять значительный урон противнику. Англичане так и не смогли решить задачу борьбы с ракетами А-4. Лондон мог бы быть полностью разрушен, если бы техническая надежность ракет была выше. Так, из 4320 ракет А-4, запущенных по Лондону, в городе упали только 1050. Остальные либо взорвались при запуске, либо отклонились от цели.

Немецкие конструкторы активно работали над улучшением боевых свойств ракеты А-4. К концу войны им удалось значительно усовершенствовать систему управления. Для учета бокового сноса создали прибор «кверинтегратор» (т. е. интегратор перемещений), который определял боковой снос ракеты путем двойного интегрирования ускорений бокового сноса. Этот прибор крепился на специальной горизонтальной стабилизированной площадке, получившей название «стабиплан». Помещенная в третье кольцо карданного подвеса площадка стабилизировалась в пространстве тремя сравнительно большими гироскопами, оси вращения которых были расположены перпендикулярно к осям карданного подвеса. Стабилизация такой площадки оказалась чрезвычайно точной.

Была также доработана система выключения двигателя при достижении ракетой определенной скорости, что значительно влияло на точность ракеты по дальности. Были созданы два варианта системы измерения скорости ракеты: радиокомандный, использовавший метод радиолокации, и автономный метод, основанный на интегрировании ускорения ее центра тяжести. Эти методы были разработаны в Германии к концу Второй мировой войны. Новой системой управления было оборудовано лишь небольшое число ракет, выпущенных главным образом по гавани Антверпена в 1945 году.

 

БР А-9/А-10 (Германия) 1944г.(проект)

 

К концу войны немцы разработали несколько проектов ракет, рассчитанных на полет по планирующей траектории и имеющих значительно большую дальность по сравнению с ракетой А-4. Ракета, получившая обозначение А-4В, представляла собой крылатый вариант своей предшественницы. Дальность ее полета должна была составлять около 600 км, а время полета- около 17 минут. Однако завершить летные испытания этой ракеты немцам было не суждено. В марте 1945 года авиация англо-американцев почти полностью уничтожила испытательный полигон в Пенемюнде, да и советские войска подошли вплотную к устью реки Одер.

Немецкие конструкторы работали и над двухступенчатыми ракетами, способными поражать цели на Атлантическом побережье США. Этим работам особое значение придавал Гитлер, мечтавший нанести чувствительный удар по престижу американцев. Был разработан проект двухступенчатой ракеты А-9/А-10, первая ступень которой представляла собой мощный стартовый двигатель А-10, а вторая – один из крылатых вариантов ракеты А-4, имевший обозначение А-9. Предполагалось, что при движении по планирующей траектории ракета сможет пролететь расстояние до 4800 км. Общее время полета ракеты на такую дальность должно было составить приблизительно 45 минут. Испытания этой ракеты в полете не проводились, но огневые испытания ускорителя А-10 были завершены. В целом следует признать, что к концу Второй мировой войны немцы располагали современной ракетостроительной промышленностью, опытными кадрами конструкторов- ракетчиков и ракетами, доводка которых в будущем сулила успех.

Еще гремели сражения заключительного периода войны в Европе, когда руководители стран-союзниц по антигитлеровской коалиции, по достоинству оценившие возможности ракетного оружия, дали указания своим военным создать специальные команды, главной задачей которых должна была стать охота за немецкими ракетными секретами.

Немецкие ракетчики, рассудив, что они могут пригодиться новым хозяевам, стали переходить на американскую сторону. При этом они передавали им техническую и конструкторскую документацию, а заодно и готовые ракеты. Уже после окончания боевых действий в Европе американцы вывезли из района города Нордхаузен (эта территория Германии должна была быть занята советскими войсками по условиям Потсдамской конференции), где находился подземный завод «Миттельверк» по сборке ракет, в свою зону оккупации все ценные материалы, касающиеся производства ракет, серийные и опытные ракеты, лабораторное оборудование, а также специалистов-ракетчиков во главе с главным конструктором Вернером фон Брауном.

Советскую специальную группу возглавил выпущенный из мест заключения С. П. Королев. По этому случаю ему было присвоено воинское звание полковник. Осмотрев руины ракетного полигона и сборочных заводов, группа смогла собрать в основном разрозненные части ракет. Позднее, в августе 1946 года, на территории Германии работал советский ракетный институт, получивший обозначение «Нордхаузен», занимавшийся изучением немецкого ракетного наследия (закрыт в марте 1947 года).

На базе завода имени Калинина, располагавшегося в подмосковном Калининграде, была создана головная организация по разработке ракет на жидком топливе – Государственный НИИ ракетного вооружения №88. В его рамках были созданы специальное конструкторское бюро, состоящее из тематических отделов (отдел по проектированию ракет дальнего действия возглавил С. П. Королев), опытный завод и научные подразделения: отделы материаловедения, двигателей, топлива, аэродинамики и др.

Вместе с НИИ-88 в разработку ракетной техники включился еще целый ряд вновь созданных или перепрофилированных предприятий страны. Для координации всех работ был создан Государственный комитет по ракетной технике. Большое внимание ракетной проблеме уделял и глава государства – И. В. Сталин.

Перед конструкторами стояла задача в короткие сроки создать на базе немецких наработок свою ракету. Ей присвоили индекс Р-1. В создании первой ракеты непосредственно участвовали 35 НИИ и КБ, 18 заводов. Учитывая, что большинство из них имели различную ведомственную подчиненность, С. П. Королев создал Совет главных конструкторов для оперативного решения всех принципиальных научно- технических вопросов. В его состав вошли В. Глушко, В. Бармин, В. Кузнецов, Н. Пилюгин, М. Рязанский. В сложных условиях послевоенной разрухи конструкторам удалось в короткие сроки подготовить ракету к испытаниям.

 

БР Р-2 (СССР) 1951 г.

 

Ракета Р-2 в момент старта

 

Ракета Р-2А в полете

 

Главную сложность вызвала двигательная установка. Работы по ЖРД для ракет дальнего действия были поручены ОКБ-456, сформированному в июле 1944 г. при авиазаводе № 16 в Казани, коллективу конструкторов под руководством В. Глушко. В течение одного года им удалось воспроизвести конструкцию двигателя ракеты А-4 (РД-100). А уже через год они создали форсированную модификацию РД-101 с тягой 35 т, а затем РД-103 с тягой 44 т.

В качестве горючего использовался 75-процентный этиловый спирт, а окислителя – жидкий кислород. Горючее использовалось также для охлаждения ДУ. Для работы турбонасосного агрегата применялись два компонента: перекись водорода и раствор перманганата натрия, что существенно осложняло эксплуатацию ракеты. Конструктивно одноступенчатая ракета Р-1 состояла из головной части, приборного отсека с приборами системы управления, средней и хвостовой частей. Запас компонентов топлива обеспечивал максимальную дальность полета в 270 км.

Разработка системы управления была поручена конструкторскому коллективу НИИ-885 под руководством Пилюгина, радиотехнических систем управления и измерения – коллективу под руководством М. Рязанского, комплекса командных приборов – подразделению главного конструктора В. Кузнецова, входившего в состав МНИИ-1 Минсудпрома СССР.

На ракете была применена автономная система управления. Основные приборы были сгруппированы в двух автоматах – стабилизации и управления дальностью. В качестве чувствительных приборов СУ использовались гирогоризонт и гировертикант, а в качестве исполнительных органов – газоструйные рули, выполненные из графита. Дополнительная устойчивость обеспечивалась хвостовыми стабилизаторами. Ракета имела неотделяющуюся в полете головную часть, снабженную обычным взрывчатым веществом весом 785 кг. Стартовый вес ракеты достигал 13,4 т.

Для проведения летных испытаний был создан 4-й Государственный центральный полигон в районе села Капустин Яр, первым начальником которого был назначен генерал-лейтенант В. Вознюк. Именно там 10 октября 1948 года был произведен успешный пуск ракеты Р-1, полностью изготовленной по собственным чертежам на советских заводах из отечественных материалов. В первой серии летных испытаний Р-1 было запущено девять ракет. Все полеты завершились успешно.

Для эксплуатации ракетного комплекса в составе вооруженных сил были созданы специальные части – бригады особого назначения Резерва Верховного Главнокомандования. Командиром 1-й бригады был назначен гвардии генерал-майор артиллерии А. Тверецкий.

Комплекс считался мобильным, хотя ракета запускалась со специального пускового устройства. Важной частью ракетного комплекса являлись агрегаты, образующие системы наземного оборудования, общим числом более 20 транспортных единиц различного назначения. Главным конструктором комплекса наземных средств был В. Бармин.

Однако всем было ясно, что ракету Р-1 надо совершенствовать. Требовалось оружие, способное поражать объекты на всю оперативную глубину обороны противника. Полученный в процессе создания ракеты Р-1 опыт конструирования, испытаний и эксплуатации послужил основой для дальнейшего развития конструкции. Ракета Р-2, разработанная под руководством С. П. Королева, внешне отличалась от нее только увеличенными размерами. Однако по боевым свойствам и конструктивным решениям она была значительно совершеннее своей предшественницы.

Р-2 имела герметичный приборный отсек, несущий бак горючего и отделяющуюся после выгорания топлива головную часть. На ракету устанавливался ЖРД РД-101 (модификация РД-100) с тягой 37 т. Двигатель работал на жидком кислороде и 92-процентном этиловом спирте. Система управления была дополнена системой боковой радиокоррекции, что значительно уменьшило рассеивание точек падения головных частей по направлению. Дальность полета ракеты Р-2 достигала 600 км. Она несла боевой заряд массой 1008 кг.

После серии летных испытаний, проведенных на полигоне Капустин Яр, 27 ноября 1951 года ракетный комплекс с ракетой Р-2 был принят на вооружение. Для эксплуатации нового РК были созданы четыре бригады РВГК, получившие название инженерных.

С. П. Королев думал не только о военном применении ракет. В 1949-1955 годах на базе ракеты Р-1 была создана серия геофизических ракет Р-1 А,(Б, В, Д, Е). Ракеты предназначались для исследования верхних слоев атмосферы по программе АН СССР. 25 мая 1949 года состоялся первый полет ракеты Р-1 А, на которой были установлены два отделяемых на высоте контейнера с научно- исследовательской аппаратурой. Контейнеры снабжались парашютами, которые раскрывались на высоте 20 км. Всего было проведено 18 успешных пусков. За счет совершенствования ракет этой серии полезный груз увеличился со 170 кг на первой ракете до 1160-1819 кг на последующих модификациях.

В 1954 году на базе ракеты Р-2 создана геофизическая ракета Р-2А. В 1957-1960 годах проведено 11 успешных пусков ракет Р-2А на высоты около 200 км с целью исследования химического состава и давления атмосферы, а также жизнедеятельности животных, которые запускались в герметичных контейнерах. Хотя боевая ценность ракет Р-1 и Р- 2 была не высока, они сыграли заметную роль в становлении ракетостроения в СССР.

А как поступили американцы с доставшимся им немецким ракетным наследством? Первоначальный интерес был быстро удовлетворен. Провели испытания вывезенных ракет, убедились в их невысоких возможностях.

А так как применения военные специалисты им не нашли, было решено данные ракеты не производить. К тому же американские политики и военное руководство делали ставку на монопольное владение ядерной бомбой. Большая часть бюджетных средств, выделенных Пентагону, направлялась на финансирование программ строительства новых стратегических бомбардировщиков В-36 и В-50, способных доставлять бомбовую нагрузку в десятки тонн на тысячи километров. Они же являлись носителями ядерного оружия.

 

Ракета «Редстоун» в момент старта

 

Но уже в 1950 году, в самый разгар войны в Корее, американские военные умы вынуждены были вспомнить о ракетах. Это решение было вызвано большими потерями стратегических бомбардировщиков от огня советских МиГ-15.

Вот когда пригодились немецкие ракетчики. В 1950 году Вернер фон Браун и его команда в количестве 130 инженеров, а также 500 человек американского персонала и несколько сотен рабочих приступили к интенсивной работе над совершенствованием конструкции ракеты А-4 с дальностью полета в 800 км. Ракетный центр обосновался в городе Форт Блис на арсенале «Редстоун».

Вскоре последовали заказы на ракеты. В 1951 году командование армии США заказало ракету, пригодную для использования в войсковых частях. Ракета должна была быть мобильной, нести ядерную головную часть и иметь дальность полета 200 миль(320 км).

После напряженной двухлетней работы ракета под индексом М8 была представлена на испытания. Первый пуск состоялся 20 августа 1953 года с мыса Канаверал, где в 1950 года был построен Восточный испытательный полигон. После серии пусков ракету передали на войсковые испытания. Для этой цели была сформирована специальная войсковая часть – 40-я ракетная группа полевой артиллерии, которая до мая 1958 года провела 36 испытательных пусков. Наконец, в мае 1958 года было решено принять ракету на вооружение армии США под названием «Редстоун». Но ее решили производить небольшой серией. Она поступила на вооружение все той же 40-й ракетной группы, которую передислоцировали на территорию Западной Германии.

Хотя основой для ракеты послужила конструкция немецкой А-4, «Редстоун» мало походила на нее. Она была тяжелее и больше. Был разработан новый двигатель марки А-6, работающий на жидком кислороде и спирте, с турбонасосной подачей компонентов топлива и системой отсечки тяги.

 

БР «Редстоун» (США) 1958 г.

 

Полетом ракеты управляла инерциальная система управления, сконструированная специалистами фирмы «Форд инструмент», с воздушным подвесом гироскопов. Исполнительные органы системы управления такие же, как и на А-4 – газоструйные и аэродинамические рули.

Головная часть имела ядерный заряд и отделялась в полете от корпуса после прекращения работы маршевого двигателя. При входе в плотные слои атмосферы ее полет управлялся клиновидными рулями, размещенными на задней юбке корпуса головной части.

Ракетный комплекс был размещен на подвижных средствах фирмы «Крайслер». Главным недостатком ракеты считалось большое время предстартовой подготовки к боевому применению. Ракета устанавливалась на пусковое устройство (пусковой стол) специальным краном. После чего ее заправляли компонентами топлива, производили прицеливание и только потом – запуск. Стартовую позицию приходилось выбирать с учетом возможности расстановки тяжелых и громоздких специальных агрегатов. Ракета «Редстоун» сыграла заметную роль в накоплении необходимого опыта для создания следующего поколения баллистических ракет.

Первые баллистические ракеты создавались для решения стратегических задач, несмотря на то, что они имели дальность полета менее 600 км (по современным классификациям, принятым в странах

НАТО и в России, ракеты имеющие такую дальность полета, относятся к оперативно-тактическим). Всем этим ракетам были присущи общие недостатки. К ним следует отнести невысокую точность попадания, использование в качестве компонентов топлива горючего с малой энергоотдачей.

Ракетные комплексы считались мобильными, но это скорее относится к способу транспортировки ракет на стартовые позиции, так как все они запускались с наземных пусковых устройств. Большое время подготовки к пуску, исчисляемое несколькими часами, не позволяло использовать ракеты по целям, критичным к времени их поражения. Значительное число специальной техники, передвигающееся по дорогам в одном направлении, позволяло разведке противника своевременно предупредить свое командование об угрозе ракетного нападения. Техническая надежность этих ракет оставляла желать лучшего.

Все это предопределило их ограниченное применение в войсках, за исключением немецкой А-4, более известной под обозначением ФАУ-2. И тем не менее роль этих ракет в становлении ракетной техники велика. Они позволили конструкторам проверить на практике теоретические разработки в этой области, наработать определенный задел для создания последующего поколения баллистических ракет, ставших грозным оружием. Первый, самый трудный, шаг был сделан. И сделан успешно.