Авиация и космонавтика 2012 04

Журнал Авиация и космонавтика

Пока в Америке шли горячие дебаты, в КБ Янгеля закончили первый эскизный проект двухступенчатой Р-16. Он представлял собой усеченный конус с диаметром основания 3,84 м и диаметром у вершины 1,7 м. Стартовый вес – 135 тонн. На ракету планировали установить двигатели серии СЗ, разработки конструктора Севрука из конструкторского бюро №3.

После выхода правительственного постановления о начале разработки Р-16 этот эскизный проект был полностью пересмотрен. Корпус ракеты стал обычным цилиндрическим. При этом расчетный стартовый вес нового изделия вырос на 15 тонн, но изготавливать такой корпус было проще. Для ускорения работы над проектом конструкторы пользовались готовыми техническим решениями, отработанными в ходе проектирования

ракеты средней дальности Р-14.

Разработку двигателей перепоручили ОКБ-456, которое возглавлял В.П. Глушко. Он в достаточно сжатые сроки переработал конструкцию двухкамерного ЖРД 8Д513 и на его базе создал целое семейство двигателей: двухкамерный – 8Д713, четырехкамерный – 8Д514 и шестикамерный – 8Д712. Рулевые двигатели разрабатывало конструкторское бюро при Днепропетровском заводе, под руководством И.И. Иванова.

Важным отличием ракеты Р-16 от Р-7 стала ее полностью автономная система управления. Королевская ракета управлялась при помощи радиокоманд, которые передавались на борт из двух наземных пунктов, разнесенных на расстояние 500 км друг от друга и вынесенных на 276 км от стартовой позиции. Эти пункты должны были находиться на одной линии, перпендикулярной направлению стрельбы. Радиолокационные дальномеры, находящиеся на каждом пункте измеряли дальность до ракеты. На основе этих данных вычислялось боковое отклонение от заданной траектории и на борт Р-7 посылались соответствующие команды на поворот рулевых двигателей. Команда на выключение двигателей, при достижении заданной дальности, так же вырабатывалась на земле и с одного из пунктов пересылалась на ракету.

Подобная система была громоздкой, не мобильной и легко выводилась из строя постановкой активных помех. Кроме того, она не могла одновременно управлять несколькими ракетами во время группового старта. Для боевой ракеты массового развертывания такая система не годилась.

Независимую от земли, чисто инерциальную систему, Янгель предложил делать Н.А. Пилюгину, который уже разработал подобную систему для ракеты Р-12, но под влиянием Королева Пилюгин отказался от этой работы. Тогда Янгелю пришлось организовывать новое КБ на базе лаборатории Московского НИИ прикладной механики в Харькове. 11 апреля 1959 г. постановлением Совета министров такое КБ под номером 692 было сформировано и его руководителем назначили Б.М. Коноплева. В дальнейшем Харьковское ОКБ-692 трансформировалось в известный «Хартрон».

Ракета «Титан II» в пусковой шахте

Головная часть ракеты «Титан II»

Двигатель первой ступени ракеты «Титан II»

Утечка ядовитого окислителя на шахте «Титан II»

Главный конструктор ОКБ-586 М. Г. Янгель

Все эти организационные вопросы занимали достаточно много времени, а сроки поджимали. По заданию правительства ракета Р-16 должна была выйти на этап летно-конструкторских испытаний летом 1961 г. На нее уже были выданы тактико-технические требования и присвоен индекс Главного ракетно-артиллерийского управления – 8К64. Ведущим конструктором изделия назначили В.В. Грачева и его группа трудилась не покладая рук.

Основным конструкционным материалом для ракеты стал алюминиево-магниевый сплав. Для придания корпусу большей прочности он изнутри подкреплялся стрингерами и шпангоутами.

Первая ступень ракеты (длина – 14,5 м, диаметр – 3 м) состояла из двух баков с цилиндрическими корпусами и полусферическими днищами. Боковые стенки баков одновременно являлись элементами конструкции корпуса (схема с несущими топливными баками). Сверху стоял бак с окислителем, а снизу – с горючим. Внутри корпуса, между баками, крепились сферические баллоны со сжатым воздухом, который поддавливал горючее в полете. Окислитель поддавливался набегающим потоком воздуха, поступающим через специальные воздухозаборники.

Двигатель первой ступени типа РД-218 имел три блока по две камеры сгорания в каждом. Тяга двигателя на земле – 246 т. Вес двигателя 1960 кг. Управление ракетой в полете осуществлялось при помощи четырехкамерного ЖРД с поворотными соплами и тягой на земле 29 т. Сопла рулевых двигателей выходили за общий диаметр ступени и прикрывались коробчатыми обтекателями. Подача топлива в двигатели обеспечивалась турбонасосными агрегатами, работающими на газе от сгорания основного топлива.

Вторая ступень (длина – 10,8 м, диаметр – 2,4 м) имела аналогичную конструкцию. На ней устанавливался двухкамерный двигатель РД- 219 с тягой 90 т, представляющий собой одну секцию от двигателя первой ступени. За счет такой унификации существенно снижалась стоимость ракеты. Рулевой четырехкамерный двигатель второй ступени создавал тягу в пустоте около 5 тонн.

Ступени ракеты соединялись при помощи конического переходника и скреплялись взрывными болтами. Разделение ступеней происходило за счет обратной тяги двух пороховых двигателей, спрятанных в обтекателях рулевых сопел первой ступени.

Головная часть конической формы, с закругленным концом, крепилась к коническому переходнику второй ступени и отделялась от нее за счет тяги двух твердотопливных тормозных двигателей. Они устанавливались на вторую ступень, в удлиненные обтекатели рулевых сопел. В головную часть могла монтироваться термоядерная боеголовка двух типов: легкая – 3 Мт (вес 1500 кг) и тяжелая – до 6 Мт (вес 2200 кг). Дальность стрельбы с легкой боеголовкой составляла 13000 км, а с тяжелой – 10500 км.

Основу системы управления полетом составляла гиростабилизированная платформа в карданном подвесе. Она выдавала в бортовые интеграторы информацию об угловых ускорениях, которая преобразовывалась в сигналы управления. Задачу управления дальностью решала отдельная система – автомат управления дальностью. Круговое вероятное отклонение (КВО) от точки прицеливания при стрельбе на максимальную дальность 13000 км должно было лежать в пределах от 3 до 10 км. Общий вес системы управления составлял 440 кг. Аппаратура на первой ступени весила около 150 кг, а на второй – 290 кг.

Американский «Титан» представлял собой цельнометаллическую двухступенчатую ракету. Корпуса ступеней имели монококовую конструкцию и изготавливались из согнутых в трубу панелей алюминиевого сплава. Внутри ступеней закреплялись полусферические перегородки, разделяющие корпус на баки для топлива и окислителя. Трубопроводы, оборудование и силовые рамы для двигателей крепились к стенкам болтами.

Диаметр первой ступени составлял 3 м, длина -16м. Диаметр второй – 2,45 м, длина – 9,8 м. Ступени соединялись между собой рядом продольных швеллерных профилей и до момента разделения скреплялись взрывными болтами.