История ракетно-ядерной гонки США и СССР - Евгений Вадимович Буянов

разработки Р-7 примерно на один-полтора года, – именно поэтому США вначале отставали от СССР в космических запусках. Остальные американские ракеты имели слишком малую массу менее 100 Т, чтобы серьёзно конкурировать с ракетой Р-7 со стартовой массой 286 Т и 276 Т (для ракеты Р-7А). «Атлас» в первых модификациях имел массу 118 Т, но в более поздних модификациях с дополнительными ускорителями масса «Атласов» доходила до 330 Т и была соизмерима с массой ракет серии «Союз» (модификаций Р-7).

Кроме «Атласов», американцы использовали в качестве тяжёлых носителей ракеты серии «Титан» с массой более 120 Т и с максимальной массой до 953 Т с применением боковых блоков-ускорителей. Эти ракеты выводили на орбиты спутники с массой до 21 Т.

Недостатком МБР Р-7 и «Атлас» было наличие криогенного (кипящего при низких температурах) компонента топлива – жидкого кислорода. Ракеты надо было заправлять перед стартом, – это был долгий и опасный процесс, причём этот окислитель невозможно длительно хранить. При доставке из Москвы до половины его испарялась, пока на Байконуре не построили завод для его производства. Из-за этого МБР первого поколения Р-7, «Атлас» и советская Р-9 с криогенными компонентами топлива не нашли длительного применения, как боевые ракеты. Американцы создали около 200 ракет «Атлас» разных модификаций, применение ракет Р-7 ограничилось их 6-ю пусковыми установками (при большом количестве космических пусков), а применение ракет Р-9 – 35-ю ракетами на боевом дежурстве. Специфика применения МБР требовала их большей компактности, более быстрой подготовки к пуску при высокой защищённости и надёжности при длительном хранении в боевой готовности.

Янгель М. К., а затем по его стопам и Челомей В. Н. создали ракеты на высококипящих компонентах топлива – несимметричном диметилгидразине и азотной кислоте со специальными добавками. Проблему заправки этим токсичным топливом удалось решить на заводах путём заливки топлива в герметично закрытые баки ракет. Ракета Р-12 имела дальность 2000 км, а ракета Р-14 – уже 4500 км – почти межконтинентальную. Ракета Р-16 имела уже межконтинентальную дальность 12 тыс. км, в шахты поставили 200 ракет. За ней Янгель М. К. создал ракету Р-36 с массой более 200 Т, которая в последующих модификациях стала самой мощной ракетой РВСН, – «Воеводой» и «САТАНОЙ» для США. На её базе даже создали «глобальную ракету», которая могла поразить любую удалённую точку Земли с любого направления. Но такая задача оказалась просто «избыточной» и не позволяла использовать всю мощь ракеты для доставки полезной нагрузки. Ракету эту в конце 70-х годов нагрузили 10-ю блоками с самонаведением и мощностью 550–750 кт ТЭ, – практически мегатонной мощности при дальности около 12 тыс. км. В КБ Янгеля М. К. была создана и малая МБР – универсальная ракета МР-УР-100.

Создание МБР и боеголовок к ним каждого последующего поколения требовало решения целого ряда научно-технических проблем, – об этом более подробно написано, например, в книге [57] – многие технические проблемы были решены в КБ Янгеля М. К. над этими проблемами работали целые НИИ, и их решали на коллегиях министерств и в более высоких правительственных инстанциях.

Одной из крупных проблем создания новых компактных и лёгких боеголовок была их защита от мощных механических и тепловых нагрузок при входе в атмосферу со скоростью до 8 км/с. Защита их специальной оболочкой должна была обладать механической прочностью и выдерживать температуры до нескольких тысяч градусов при жёстких ограничениях на вес и габариты. Для этих оболочек потребовалась разработка специальных теплостойких и высокопрочных материалов, многочисленные эксперименты и расчёты при отработке конструкции. В советских разработках применялись преимущественно модификации асботекстолита АТ-1. Материалы боеголовок также дорабатывали для обеспечения их радиопрозрачности и с увеличенной поглощающей способностью радиоволн для уменьшения их заметности радиолокаторами (чтобы снизить отражённые оболочкой сигналы РЛС). Сейчас активно решается и проблема управления гиперзвуковыми боеголовками (система «Авангард») с маневрированием на участке спуска. Такая система пока не позволяет оперативно сбить боеголовку, которая движется не по предсказуемой баллистической траектории, а случайно, благодаря чему боеголовка отклоняется от пущенной в неё антиракеты.

В одном из первых пусков МБР Р-7 её боеголовка куда-то таинственно пропадала, причём с ней сразу «отрубалась» связь, вся телеметрия. Причина была непонятна, и С. П. Королёв для разъяснения обратился к Г. В. Кисунько, как к учёному-радиофизику. Было подозрение в том, что связь с БЧ обрывалась из-за влияния окутывающей оболочки из высокотемпературной плазмы на участке скоростного спуска. Ознакомившись с обстоятельствами испытаний, Кисунько заявил, что, похоже, плазма здесь ни при чём, т. к. из-за нарушения связи по этой причине на разных частотах происходило бы в разное время. Кисунько запросил и просмотрел телеметрию по датчикам вращения головной части. Из телеметрии следовало, что после отделения ГЧ она начинала вращение с резкими изменениями скорости и направления. Кисунько понял, что из-за малой скорости разделения боеголовки с носителем, происходили соударения ГЧ с отделившейся второй ступенью носителя. Эти удары разрушили керамическую теплозащиту ГЧ, и боеголовка просто сгорела вместе со своей электроникой. Кисунько шутливо сказал Королёву, что: «Я понял «это», и сразу «забыл из конструкторской солидарности». Королёв, – понятно, был очень благодарен за это решение. Он дал указание увеличить скорость разделения ГЧ с носителем, и неполадка пропала.

Условия заправки и длительного хранения ракет с токсичными и самовоспламеняющимися компонентами топлива потребовали существенных доработок общей герметичности всех топливных узлов и узлов гидросистем ракет – баков, двигателей, насосов и магистралей (которые «плакали» компонентами топлива и рабочих жидкостей при нарушениях герметичности). Оказалось, что компоненты топлива способны просачиваться и через некоторые материалы, и через микротрещины сварных швов, и через уплотнения при длительном хранении заправленных ракет. Поэтому потребовались существенные доработки и материалов, и узлов ракет для доведения сроков их хранения-эксплуатации до 5, затем до 10 и до 30 лет. Для этого пришлось решить и проблемы «старения» материалов конструкций и особенно – материалов уплотнений. Резины и пластмассы под нагрузкой давали существенные усадки и постепенно разрушались химически. Металлы со временем подвергались коррозии и процессам релаксации напряжений, – особенно в напряжённых элементах уплотнений, и это могло привести к нарушениям герметичности соединений. Повышение надёжности и ресурса ракет потребовало и новых материалов, и улучшения конструктивных решений, и проведения соответствующих доработок с заменой материалов, конструктивных упрощений и уменьшением количества узлов.

Значительной технической проблемой стала доработка защиты позиций МБР, которые стали размещать в специальных шахтах. Без защиты в земле стартовая позиция ракет была уязвима даже при очень сильном ветре, – не говоря уже о ядерных взрывах. Шахтные позиции были крупными подземными сооружениями с автономными источниками электропитания и вначале – со сложными устройствами для заправки ракет. Для этого делали общую позицию с тремя-четырьмя шахтами, – котлован для каждой позиции по размерам превышал футбольное поле, а после проведения бетонных работ его вновь