Ракетный комплекс Р-1

     В апреле 1948 г. было принято решение о создании первой ракеты из отечественных материалов, которой был присвоен индекс Р-1, совместно с комплексом её наземного оборудования.
     Еще не родившись, ракета Р-1 была уже морально устаревшей, так как был готов проект ракеты Р-2, имеющий существенно лучшие лётно-тактические характеристики. В определенной мере решение о завершении работ по ракете Р-1 и принятии её на вооружение Советской Армии было вынужденным.
     Накопленный опыт по ракете А-4 позволил сосредоточить все внимание на организации производства. Это была задача первоочередной важности, так как ни одна отрасль отечественной промышленности не могла быть приспособлена для изготовления ракет без определенной перестройки.
     Недостатки ракеты А-4, выявленные в процессе её лётных испытаний, почти полное отсутствие теоретических материалов с обоснованием принятых технических решений, потребовали при создании ракеты Р-1 такого объёма работ, который обычно необходим при разработке новой конструкции. Особенно трудоемкими оказались материаловедческие задачи.
     Необходимо было подобрать 86 марок стали, 56 марок цветных металлов, 159 неметаллических материалов и т.п. Условия военного времени заставили немцев использовать заменители, чем и объяснялось большое количество марок по отдельным материалам. Поэтому нельзя было ограничиться формальным подбором отечественных материалов, а требовался критический анализ принятых немцами технических решений. Материаловеды должны были также позаботиться о повышении надёжности ракеты. Эти вопросы остались у немцев не решенными, так как успешное наступление Советской Армии вынудило их начать массовое производство ракеты А-4 до полной её отработки.
     При подготовке советскими специалистами ракеты А-4 к лётным испытаниям наблюдались многочисленные случаи негерметичности, отказы из-за низкого качества материалов и покрытий, технологические и конструктивные недоработки. Поэтому при разработке ракеты Р-1 нужно было решить проблему обеспечения длительной сохранности её конструкции, которая заключалась в создании не только надёжных защитных покрытий, но и в принципиально новом подходе к выбору неметаллических материалов с повышенным ресурсом, разработке методов защиты металлических конструкций от коррозии и исследований коррозионной стойкости конструкции.
     Несмотря на формальную возможность ограничиться копированием ракеты А-4 для первой серии ракеты Р-1, конструкторы стремились сразу же внедрить новые технические решения, насколько позволяли весьма сжатые сроки: были существенно переработаны конструкции хвостового и приборного отсеков с целью их усиления, повышена расчётная дальность полёта ракеты с 250 до 270 км за счёт увеличения заправки горючего (спирта).
     При разработке двигателя ракеты Р-1 первой серии были использованы двигатели ракеты А-4 без каких-либо конструктивных изменений, за исключением замены большей части материалов на отечественные. Некоторые резинометаллические детали пришлось позаимствовать из трофейных запасов.
     Для первой серии ракеты Р-1 была использована без изменений и электрическая схема системы управления ракеты А-4, однако конструкция и технические характеристики многих приборов претерпели изменения.
     На базе немецкой телеметрической системы "Мессина" для ракеты А-4 была разработана новая ТМ-система "Бразилионит" с увеличенным числом каналов для ракеты Р-1.
     Ракета Р-1 первой серии имела наибольшую дальность стрельбы 270 км, длину 14,25 м, наибольший диаметр корпуса 1,65 м, размер по стабилизаторам 3,56 м, начальную массу ракеты 13040 кг, массу сухой ракеты 4000 кг, массу компонентов ракетного топлива (жидкий кислород и 75% этиловый спирт) 9445 кг и массу снаряженной головной части 815 кг, наибольшую высоту траектории 77...82 км, тягу двигателя на Земле - 25000 кгс при, удельном импульсе тяги 200 с, скорость в момент выключения двигателя 1400-1500 м/с, максимальные отклонения по дальности и азимуту 20 км, время работы двигателя 65 с.
     Одновременно с ракетой создавался комплекс наземного оборудования для пусков ракеты с предварительно подготовленной в инженерном отношении площадки (бетонирование, закладка фундаментной плиты под пусковой стол, создание укрытий для передвижных дизельных электростанций и других агрегатов, а также выполнение работ по прокладке наземной кабельной сети).
     Технологический процесс работы агрегатов при подготовке ракеты Р-1 к пуску, а также конструкция агрегатов мало чем отличались от ракеты А-4. Главным конструктором наземного комплекса ракеты Р-1 был назначен В.П.Бармин. Созданное в последствии под его руководством ГСКБ "Спецмаш" стало головной организацией в стране по наземным комплексам.
     Лётные испытания первой серии ракет Р-1 с комплексом наземного оборудования были проведены в сентябре-ноябре 1948 г. на Государственном Центральном полигоне. При первом пуске 17 сентября 1948 г. ракета Р-1 отклонилась от траектории на 51 град. и вскоре упала. Председателем Государственной комиссии по лётным испытаниям ракеты Р-1 был назначен С.Н.Ветошкин, техническим руководителем - С.П.Королев, который включил в состав технического руководства членов Совета Главных конструкторов В.П.Глушко, В.П.Бармина, В.И.Кузнецова, Н.А.Пилюгина.
     На первом этапе ЛКИ было испытано девять ракет Р-1. Первый пуск состоялся 17 сентября 1948 г. Результаты испытаний были крайне неудачными: из девяти ракет только одна достигла цели (пуск 10 октября 1948 г.). Причины аварий были самые разные, но, в основном, технологического характера: низкое качество изготовления агрегатов и систем ракеты, недостаточный объём проверок узлов и приборов, плохая отработанность некоторых систем. Вместе с тем во время испытаний возникли большие трудности из-за хлопков двигателя в момент его запуска. По окончании первого этапа испытаний выяснилось, что причиной хлопков в двигателе является пиротехническое зажигательное устройство. Для отработки зажигательного устройства двигателя ракеты Р-1 был создан стенд с возможностью запуска двигателя на предварительную ступень. При первом испытании на стенде 30 апреля 1949 г. выключить двигатель через заданное время не удалось и он работал в режиме предварительной ступени около 9 мин, до полной выработки компонентов топлива. Ситуация была опасной, мог произойти взрыв двигателя на стенде. Поэтому этот случай послужил поводом для более тщательной отработки операции запуска и выключения двигателя ракеты Р-1. При повторных испытаниях двигателя через полтора месяца хлопки в двигателе появились вновь. Только применение жидкостного зажигательного устройства, предложенного ОКБ-456 МАП (В.П.Глушко), позволило исключить хлопки при запуске двигателя ракеты Р-1. Впоследствии жидкостное зажигательное устройство использовалось на всех ракетах, где в качестве окислителя применялся кислород.
     Для второй серии ракет в целях повышения её надёжности, пришлось практически заново создать наземную кабельную сеть и внести много изменений в бортовые приборы системы управления. Вторая серия ракет оснащалась вновь созданной телеметрической ТМ - системой "Дон".
     Для второго этапа лётных испытаний было подготовлено 20 ракет, из них 10 пристрелочных и 10 зачётных. При испытаниях осенью 1949 г. из 20 ракет 17 выполнили свою задачу. Потребовались дополнительные экспериментальные работы, чтобы обеспечить безаварийные пуски ракеты Р-1.
     После всех проведенных испытаний постановлением Совета Министров СССР от 25 ноября 1950 г. ракета Р-1 была принята на вооружение Советской Армии с комплексом наземного оборудования (войсковой индекс 8А11), а в 1952 г. запущена в производство небольшой серией на заводе N 88 и в серийное производство на заводе N 576 (директор завода Л.В.Смирнов) в г. Днепропетровске.

Экспериментальная ракета Р-1А
     Для совершенствования массовых и эксплуатационных характеристик ракеты Р-1 было предложено использовать несущий бак горючего и применить отделяющуюся от ракеты в конце активного участка головную часть (ГЧ). В этом случае для носителя расчётным оставался только участок активного полёта, значительно более благоприятный по механическим и тепловым нагрузкам, чем атмосферный участок нисходящей ветви траектории полёта. Для экспериментальной проверки этих новых идей, главным образом для изучения особенностей отделения головной части в конце активного участка траектории, и была создана ракета Р-1А. Отделяющаяся ГЧ впервые намечалась для использования в конструктивной схеме ракеты Р-2, но, в связи с тем, что многие организации заинтересовались возможностью использовать новую ракету для своих целей, программа экспериментов вышла далеко за рамки первоначального замысла.
     Ракеты Р-1А для отработки новой отделяющейся ГЧ оснастили системами управления, со специальными гироскопическими приборами и телеметрических измерений. Для получения дополнительной информации предусматривались её пуски с использованием специальных оптических систем для траекторных измерений (перископы подводных лодок, кинофототеодолиты, скоростные кинотеодолиты) в целях наблюдения за поведением ГЧ на пассивном участке траектории, а также использование радиолокаторов с активным сопровождением. (для этого на корпусе ракеты устанавливался специальный передатчик). После отделения ГЧ радиосигнал передавался телеметрической системой Физического института Академии наук СССР (ФИАН). Отделение ГЧ оказалось настолько удачным решением, что было использовано во всех последующих конструкциях отечественных и зарубежных ракет.
     При положительных результатах пусков по баллистическим траекториям были предусмотрены вертикальные пуски двух ракет Р-1А для физических исследований верхних разряженных слоев атмосферы с помощью системы, условно названной ФИАР-1 Геофизического института Академии наук СССР.
     На ракете Р-1А проводились и исследования влияния газовой струи двигателя на прохождение радиоволн, что имело непосредственное отношение к разработке систем радиоуправления для ракет Р-2 и Р-3. Предполагалось настраивать двигатель на меньшую тягу, чтобы отношение начальной массы к тяге двигателя примерно равнялось принятому для ракеты Р-2. Проверка готовности ракеты Р-1А к лётным испытаниям проводилась на временной испытательной площадке НИИ-88 в период январь-февраль 1949 г.
     Лётные испытания ракеты Р-1А были начаты в мае 1949 г. на ГЦП и дали положительные результаты. Всего было проведено 6 пусков - четыре по баллистической траектории и два вертикальных. Пуски проводились при повышенном отношении тяги двигателя к массе 1, 97 вместо 1, 83 у ракеты Р-1 за счёт формирования режима двигательной установки. Для наблюдений за полётом отделившейся ГЧ на участке снижения в районе её падения была развернута приемная станция ФИАН.

Геофизические ракеты Р-1Б, Р-1В, Р-1Д и Р-1Е
     Ракета Р-1А - первая из модификаций ракеты Р-1 - была специально разработана для экспериментальной проверки в натурных условиях ряда новых конструктивных узлов ракеты Р-2 и, главным образом, механизма отделения головной части, а эксперименты с использованием прибора ФИАР-1 для физических измерений параметров разреженной атмосферы послужили базой для подготовки широкой программы научных исследований по геофизике в интересах Академии наук СССР и разработки модификаций ракеты Р-1, специально предназначенных для этой цели (Р-1Б, Р-1В, Р-1Д и Р-1Е). Для координации работ от Академии наук СССР была выделена специальная комиссия под председательством Президента Академии наук СССР С.И.Вавилова и его заместителя М.В.Келдыша. Работы проводились в соответствии с Постановлением от 30 декабря 1949 г.
     Все четыре пуска ракеты Р-1Б в июле-августе 1951 г. были вертикальными, из которых один был неудачным. На борту ракеты находились подопытные животные в специальном герметичном отсеке, исследовалось их поведение в условиях невесомости.
     Вторая ракета Р-1В отличалась от ракеты Р-1Б только тем, что вместо аппаратуры ФИАН монтировалась парашютная система спасения корпуса ракеты. Всего было проведено четыре пуска в июле-августе 1951 г., из них два неудачных.
     На третьей ракете Р-1Д в отличие от ракеты Р-1Б, где подопытные животные спасались вместе с герметичным отсеком, каждая из двух собак катапультировалась в скафандре, смонтированном на специальной тележке, имеющей парашютную систему и систему жизнеобеспечения. Кроме того, на ракете Р-1Д вместо отсека с аппаратурой ФИАН были установлены аппаратура для исследования распределения по высоте плотности ионизации в ионосфере и для исследования распространения сверхдлинных волн в атмосфере или космическом пространстве. Пуски ракет Р-1Д проводились в июне-июле 1951 г. и все были удачными.
     На четвёртой ракете Р-1Е были сделана ещё одна попытка найти конструктивное решение, обеспечивающее спасение корпуса ракеты. Для этой цели на головной части были установлены три пороховых ускорителя, сообщавшие ей скорость отделения около 12 м/с. Однако этих мер оказалось недостаточно. Новый конструктивный вариант системы спасения заключался в использовании пиропушки, которая должна была не только вводить в действие вытяжные купола, но и одновременно освобождать парашютные пакеты, в которых были уложены основные купола. Всего было проведено шесть пусков с января 1955 г. по апрель 1956 г., четыре из которых были удачными.
     Испытания ракеты Р-1, приспособленной для проведения научных экспериментов, продолжались до мая 1956 г. Все задачи, связанные с использованием ракеты Р-1 и её модификаций для проведения научных экспериментов, были решены, за исключением одной - спасения корпуса самой ракеты.

Далее...