Ракетный комплекс Р-2

     Проектирование ракеты Р-2 на дальность 600 км, которая получила позднее индекс 8Ж38, началось в 1946 г. во время пребывания советских специалистов в Германии, где они изучали трофейную технику. Основанием для работ над таким проектом послужили результаты экспериментов, выявившие значительные резервы мощности ЖРД немецкой ракеты А-4. Было установлено, что двигатель способен развивать тягу в 32 и даже 35 тс, при номинальной тяге 25 тс.
     Были подготовлены четыре варианта проекта с целью получить заданную дальность полёта ракеты с неотделяемой головной частью в габаритах ракеты А-4. Пятый вариант, принятый за основу, предусматривал удлинение цилиндрической части ракеты на 1,9 м. В остальном все оставалось без изменения, за исключением емкости баков.
     Несмотря на крайне сжатые сроки, к концу 1946 г. удалось подготовить полный комплект чертежей, пояснительную записку и даже изготовить три опытных образца ракеты Р-2.
     В апреле 1947 г. состоялась защита эскизного проекта ракеты Р-2 на заседании ученого совета НИИ-88, на котором присутствовал Министр вооружения Д.Ф.Устинов. Принятые решения, основанные на копировании немецкой ракеты, были признаны сомнительными из-за недостаточной прочности корпуса ракеты. В связи с этим было решено провести коренные изменения конструктивной схемы ракеты Р-2: применить отделяющуюся в конце активного участка головную часть, благодаря чему появилась возможность освободиться от защитной оболочки баков, сделав их несущими, а также упростить хвостовой отсек, ликвидировав стабилизаторы.
     К концу 1947 г. проект ракеты Р-2 был доработан, однако новая схема была реализована только частично: ограничились несущим баком горючего, оставив защитную оболочку на кислородном баке и хвостовой отсек со стабилизаторами. Сделать кислородный бак несущим предполагалось в окончательном варианте ракеты. Поэтому первый вариант ракеты с одним несущим баком и рядом упрощений по системе управления был выделен в отдельную программу, и ракета получила индекс Р-2Э. Последующие успешные испытания ракеты Р-2Э внесли коррективы в график разработки ракеты Р-2, и в окончательном варианте она так и осталась с одним несущим баком - баком горючего (спирта).
     Важное значение имело использование для новой ракеты Р-2 алюминиевых сплавов. Даже частичная замена стали таким сплавом существенно уменьшала сухую массу ракеты: ракета Р-2 была всего на 350 кг тяжелее ракеты Р-1, хотя дальность её полёта увеличивалась вдвое.
     Для ракеты Р-2 было принято нижнее расположение приборного отсека и его герметичное исполнение, в состав системы управления была введена система боковой радиокоррекции, был сконструирован новый двигатель РД-101, основанный на технических решениях, использованных для двигателя РД-100 ракеты Р-1, однако, в его характеристики были внесены существенные усовершенствования: длина была уменьшена на 350 см за счёт изменения компоновки, и, что самое главное, его масса была снижена до 930 кг против 945 кг у двигателя РД-100 при одновременном повышении тяги на 10 тс, удельного импульса тяги двигателя на 4 с и ресурса - более чем на 20 с.
     В связи с увеличением дальности полёта ракета Р-2 была снабжена системой аварийного выключения двигателя, так как потеряв управление, она могла оказаться за пределами полигона и совершать неуправляемый полёт с возможными непредсказуемыми последствиями.
     Для ракеты Р-2 была также использована новая телеметрическая (ТМ)-система "Дон" с 12 непрерывными и 12 дискретными каналами, система дистанциометрии в качестве источника для локаторов и система измерения скорости ракеты.
     Одновременно совершенствовалось и наземное оборудование, приобретая такую органическую связь с ракетой, что все вместе взятое стали называть ракетным комплексом. При испытаниях ракеты Р-2Э намечалось применение нового метода заправки путём вытеснения кислорода сжатым воздухом. Для проведения проверки полноты и достаточности объёма работ при предстартовой подготовке ракеты Р-2 на контрольно-испытательной станции завода N 88 был создан стенд для её испытаний в вертикальном положении (имитация пуска и полёта), который также позволял проводить комплексную проверку сопряжения бортовой части системы управления ракеты с автоматикой ДУ.
     Ракета Р-2Э имела дальность полёта 576 км, точность попадания при стрельбе на максимальную дальность ± 8 км по дальности, и ± 4 км по боковому отклонению, длину 16,95 м, наибольший диаметр 1,65 м, полную массу 20300 кг, в том числе массу компонентов ракетного топлива 15920 кг и массу отделяющейся ГЧ 1350 кг, конечную скорость 2170 м/с, тягу двигателя на Земле - 37000 кг, при удельном импульсе ДУ 210 с, наибольшую высоту траектории 170 км, время полёта до цели 462 с и компоненты топлива - жидкий кислород и этиловый спирт.
     В сентябре 1949 г. все работы, связанные с подготовкой ракеты Р-2Э к лётным испытаниям, были завершены. Доводочные испытания были проведены на временной площадке в лесу вблизи станции Подлипки в июле 1949 г. Программа испытаний включала практически все предстартовые операции, вплоть до запуска двигателя и выведения его на предварительную ступень.
     Лётные испытания ракеты Р-2Э проводились в сентябре-октябре 1949 г. на ГЦП, причём из пяти пусков два были аварийными. Наличие на борту ракеты ТМ-системы с высокой по тем временам информативностью, позволяло каждый раз устанавливать причину и место отказа, хотя причины эти были различными, но они не были связаны с новыми конструктивными решениями, принятыми для ракеты Р-2, что позволяло быстро вносить изменения в техническую документацию и проводить доработки бортового оборудования. Отдельные мелкие недоработки, отмеченные при лётных испытаниях и вполне естественные для первой опытной партии ракет нового типа, не повлияли на общую положительную оценку результатов испытаний Государственной комиссией. Это позволило выйти с предложением в правительственные инстанции о производстве новой серии ракет Р-2Э с соответствующими доработками и о проведении её испытаний совместно с представителями Министерства обороны.
     Для окончательной отработки ракеты Р-2 предусматривалось изготовление двух партий ракет (по 15 ракет в каждой) для проверки в натурных условиях нескольких новых разновидностей системы управления (СУ) в варианте ракеты Р-2Э для обеспечения заданной для ракеты Р-2 кучности стрельбы. Таким образом, ракета Р-2 должна была стать новым этапом не только в разработке оригинальных конструктивных схем ракеты, но и в области разработки оригинальных схем системы управления, обеспечивающей качественные изменения по точности стрельбы. Для этой же цели предусматривалось двухступенчатое выключение двигателя, что обеспечивало существенное уменьшение разброса импульса последействия при выключении двигателя ракеты.
     Ракета Р-2 существенно отличалась от ракеты Р-2Э по конструкции отдельных элементов: на нескольких ракетах Р-2 предусматривалась установка корпуса хвостового отсека (ХО) из алюминиевого сплава, что давало существенную экономию массы (около 250 кг) и особенное внимание уделялось надёжности питающих коммуникаций ракеты и двигателя для предотвращения пожара, который наблюдался при испытаниях ракеты Р-2Э.
     На базе ракеты Р-2 планировалось проведение специальных исследования по отработке системы радиоуправления, которая для ракеты следующего поколения Р-3 представлялась наиболее предпочтительной, для чего была создана ракета Р2-Р.
     Лётные испытания первой серии ракет Р-2 проходили на ГЦП в октябре-декабре 1950 г., было запущено 12 ракет, все запуски были неудачными: пять ракет потерпели неудачу на активном участке из-за отказов СУ и ДУ, негерметичности трубопроводов, а у семи ракет наблюдались нарушения ГЧ из-за перегрева на участке спуска.
     Измерения, проведенные при испытаниях, показали, что интенсивность вибрации для ракет с дюралевым хвостовым отсеком значительно выше, чем для ракет со стальным отсеком, а лабораторные исследования позволили установить, что вибрации, отмеченные на ракетах с дюралевыми отсеками, приводят к повышенному дрейфу гироскопа, регистрирующего заданное положение ракеты на траектории, в результате чего возникают её эволюции, приводящие к разрушению ракеты.
     В конце концов пришлось отказаться от дюралевого ХО и в качестве единственного принять вариант со стальным ХО.
     При испытаниях первой партии ракет Р-2 были проведены эксперименты, показавшие, что управление относительно продольной оси в вертикальной плоскости возможно без воздушных рулей, что позволило упростить схему управления второй партии ракет Р-2, и реализовать технические решения, исключающие разрушение головной части на пассивном участке траектории и за счёт увеличения её теплоизоляции.
     Принятые меры (упрочнение головной части, повышение требований к герметичности пневмо- и гидро-соединений, отказ от дюралевого хвостового отсека, выбор варианта системы управления и бортовой кабельной сети (БКС) с повышенной надёжностью) позволили обеспечить достаточно высокие эксплуатационные и лётно-тактические характеристики ракеты Р-2. Из 13 ракет Р-2 второго этапа лётных испытаний 12 достигли цели и лишь один пуск был аварийным из-за производственного дефекта.
     Следующей была партия ракет Р-2 предназначенная для контрольных испытаний и определения возможности принятия ракеты Р-2 на вооружение Советской Армии. Было заказано 16 ракет, причём две из них использовались для обучения личного состава бригад особого назначения. Испытания проходили в августе-сентябре 1952 г. на ГЦП, из 14 ракет выполнили свою задачу 12. По результатам этих испытаний ракета Р-2 совместно с комплексом наземного оборудования в 1952 г. была принята на вооружение Советской Армии с войсковым индексом 8Ж38. В этом же году началось их серийное изготовление на заводах N 88 и N 586.
     Одновременно с отработкой ракеты Р-2 и подготовкой её к приему на вооружение проводились работы по унификации оборудования наземных комплексов для ракет Р-1 и Р-2, а также по созданию новых агрегатов наземного оборудования специально для ракеты Р-2, которые улучшали её эксплуатационные и боевые характеристики. Сокращению времени работы с ракетой на техническом (ТК) и стартовом (СК) комплексах во многом способствовало введение в состав комплекса наземного оборудования двух машин с кузовами КУНГ для запасных деталей, инструмента и принадлежностей (ЗИП). Машина ЗИП использовалась в дальнейшем и для других ракетных комплексов, что существенно улучшало их эксплуатационные характеристики.
     В мае-июне 1954 г. были проведены контрольные лётные испытания ракет Р-2, изготовленных по литерной документации, для проверки и отработки всего комплекса технической документации, переизданной для серийного производства. Было испытано 10 ракет Р-2, 8 ракет свою задачу выполнили.
     Исследовалась также возможность стрельбы не на полную, а на промежуточные (200 и 270 км) дальности. При стрельбе на промежуточную дальность обнаружились повышенные отклонения от точки прицеливания, вызванные замедленным отделением головной части. В дальнейшем для стрельбы на промежуточные дальности появилась модификация ракеты Р-2 с утяжелёнными головными частями. Лётные испытания таких ракет в июле-августе 1955 г. были успешными.
     В 1953-1956 гг. на ГЦП проводились также пуски ракет Р-2 со специальной головной частью (тема "Герань"). Головные части были в двух вариантах жидкостное снаряжение и снарядное.
     Основные итоги проведения лётно-контрольных испытаний первых отечественных баллистических ракет Р-1 (8А11) и Р-2 (8Ж38) кратко сводились к следующему:
1. Проведена отработка конструкции бортовых систем ракеты, а также наземного оборудования.
2. Создана и проверена на практике методика подготовки ракет к пуску и освоены новые технологические схемы подготовки их пуска.
3. Отработано взаимодействие всех организаций, принимавших участие в ЛКИ, более четким стало взаимодействие всех служб полигона.
4. Получены опытные данные о работе бортовых систем ракет в полёте, собраны фактические данные по дальности полёта ГЧ и её отклонениям от точки прицеливания, уточнены методики проведения баллистических расчётов.
5. Уточнен состав эксплуатационной и технической документации (ЭТД), необходимой для проверок оборудования ракеты и подготовки её к пуску. Разработаны новые организационные документы (технологические планы, штатные испытательные команды, формы отчётных документов, бортовых журналов и т.д.), которые легли в основу наставлений по эксплуатации ракет в войсках. Отработана схема внесения изменений в конструкцию ракеты и её системы при проведении ЛКИ (выпуск заданий на доработку, контроль за их реализацией, их фиксации и т.д.).
6. В Министерстве обороны СССР были созданы новые воинские подразделения, вооруженные БРДД - бригады особого назначения.
Весь опыт, который был накоплен при проведении лётных испытаний первых отечественных ракет Р-1 (8А11) и Р-2 (8Ж38), в последующем был широко использован и другими организациями, занимающимися созданием ракетных комплексов различного назначения, разумеется, с учетом их особенностей.

Геофизическая ракета Р-2А
     Завершение работ по ракете Р-2, её высокие эксплуатационные качества позволили приступить к созданию новой геофизической ракеты Р-2А, обеспечивающей зондирование атмосферы до высот 200 км в интересах Академии наук СССР.
     Ракета Р-2А имела высоту подъёма 209 км, массу головной части 1400 кг, массу контейнера с научной аппаратурой 260 кг.
     На ракете Р-2А в 1957 г. впервые в Советском Союзе были проведены испытания по выявлению реальных условий функционирования искусственных спутников Земли, в частности исследования твёрдой составляющей космического пространства при межпланетных полётах космических аппаратов, сделана попытка более глубокого изучения верхних слоев атмосферы, в том числе и определение концентрации атмосферного кислорода.
Две ракеты Р-2А были запущены в мае, три - в августе-сентябре 1957 г. и две ракеты - в августе 1958 г.

Далее...