Самоходный зенитный ракетный комплекс "КРУГ"
Самоходный зенитный ракетный комплекс "КРУГ"
Формирование требований к первому ЗРК Сухопутных войск "Круг" характеризовалось теми тенденциями, которые определили совокупность основных характеристик первых ракетных комплексов Войск ПВО страны — С-25 и С-75 и необходимыми требованиями Сухопутных войск по проходимости средств, времени готовности к боевой работе с марша и отсутствию проводных линий связи и кабелей электросопряжения между средствами комплекса. В качестве основных рассматривались скоростные и высотные цели, практически неуязвимые для ствольной зенитной артиллерии и не всегда доступные для перехвата фронтовыми истребителями.
Разумеется, мобильное исполнение ЗРК "Круг" не позволяло обеспечить столь большую зону поражения, как у системы С-200 Войск ПВО, начатой разработкой летом 1958 г. Тем не менее по заданной максимальной дальности комплекс "Круг" должен был превосходить не только принятый к тому времени на вооружение ЗРК СА-75 "Двина", обеспечивающей поражение целей, летящих на высотах до 22 км на дальности до 29 км, но и только намеченный к проектированию его модернизированный вариант — С-75М "Волхов" с дальностью до 40 км.
Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 13 февраля 1958 г. № 2188-88 "О создании опытного образца зенитной ракетной системы "Круг" были определены основные характеристики ЗРК, кооперация головных исполнителей по средствам комплекса и сроки проведения работ, определяющие выход на совместные (государственные) испытания в III кв. 1961 г.
Зенитный ракетный комплекс предназначался для перехвата целей, летящих со скоростями до 600 м/с на высотах от 3000 м до 25000 м, на дальности до 45 км Вероятность поражения цели типа фронтового бомбардировщика Ил- 28 на высотах до 20 км одной ЗУР должна была составлять 0,8, при этом предусматривалась возможность маневра цели с перегрузкой до 4 единиц. Цель с эффективной поверхностью рассеяния (ЭПР), соответствующей истребителю МиГ-15, должна была обнаруживаться на дальности 1 15 км с обеспечением времени развертывания с марша и времени свертывания — не более 5 мин.
Головной организацией по разработке зенитного ракетного комплекса "Круг" (2К11) был определен НИИ-20 ГКОТ (директор — П.М. Чудаков), главным конструктором — В.П. Ефремов. Станция наведения ракет 1С32 комплекса "Круг" разрабатывалась в том же НИИ-20 главным конструктором И.М. Дризе, затем — К.И. Поповым.
Разработку ЗУР на конкурсной основе поручили двум артиллерийским КБ, имевшим довольно большой опыт создания зенитных пушек. Ракету КС-40 (3М8) массой 1,8 т с прямоточным двигателем должен был создать коллектив ОКБ-8 Свердловского СНХ во главе с Л.В. Люльевым. Разработчиком ЗУР массой 2 т с твердотопливным двигателем был назначен знаменитый В.Т. Грабин, главный конструктор расположенного в подмосковном Калининграде ЦНИИ-58 ГКОТ.
Работы Грабина продолжались относительно недолго. Проектируемая им ракета С-134 также оснащалась прямоточным двигателем. В отличие от свердловского образца доступ воздуха в камеру сгорания осуществлялся через четыре секторных воздухозаборника. Грабинская фирма самостоятельно разрабатывала и пусковую установку под индексом С-135. В целом вся эта работа велась чуть больше года — 4 июля 1959 г. Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров № 739–338 ЦНИИ-58 присоединили к расположенному поблизости ОКБ-1 С.П. Королева. Сам Грабин оказался не удел, то есть на преподавательской работе в МВТУ. Большинство его бывших сотрудников под руководством Королева приступили к проектированию твердотопливных баллистических ракет стратегического назначения.
Однако конкурсный характер разработки сохранялся. Тем же Постановлением от 4 июля 1959 г. к созданию ракет для "Круга" подключили ОКБ-2 Госкомитета по авиационной технике (ГКАТ) главного конструктора П. Д. Грушина, предложившего для комплекса "Круг" ракету В-757Кр — вариант своей ЗУР В-757 ("изделие 17Д") с прямоточным двигателем на твердом топливе, разрабатывавшейся в те же годы для Войск ПВО страны. Комплекс "Круг" с ракетой В-757Кр (ЗМ10) получил обозначение 2К11Миподлежал представлению на совместные испытания в конце 1960 г.
Помимо "подстраховки" свердловского ОКБ подключение ОКБ-2 преследовало и другую цель — воплощение в жизнь вечно живой, но не всегда плодотворной идеи унификации ракетного оружия. Ряд претензий к грушинскому варианту ракеты был высказан при рассмотрении его эскизного проекта летом 1960 г. Требовалось уменьшить длину и массу ракеты. Специалистов Сухопутных войск не устраивал температурный диапазон эксплуатации и допустимая дальность транспортировки стартового двигателя, эксплуатационные характеристики радиовзрывателя и автопилота. Необходимо было отказаться от подогрева ампульной батареи и газогенератора маршевого двигателя.
Как уже отмечалось, основному разработчику ЗУР 3М8 — ОКБ-8 было однозначно задано применение на зенитной управляемой ракете прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД). Выбор такого типа двигателя с использованием неагрессивного жидкого топлива представлялся вполне обоснованным В качестве окислителя в ПВРД использовался кислород воздуха, так что ракета несла только горючее — керосин. ПВРД превосходил ракетные двигатели по удельной тяге в пять и более раз. Для скоростей полета ракеты, вЗ-5раз превышающих звуковую, ПВРД характеризовался наименьшим расходом горючего на единицу тяги даже в сравнении с турбореактивным двигателем. По сравнению с ним конструкция прямоточного двигателя представлялась поразительно простой, он был также и намного более дешевым. Едва ли не единственным недостатком ПВРД считалась неспособность создавать значительную тягу на дозвуковых скоростях при отсутствии необходимого скоростного напора на входе в воздухозаборник, что не позволяло ограничиться применением только ПВРД на ракетах, стартующих с Земли.
В середине 1950-х гг. предпринималось немало попыток внедрения прямоточных двигателей не только в ракетную технику, но даже и в пилотируемую авиацию. "Впереди планеты всей" здесь оказались французы, Помимо явно экспериментальных самолетов фирмы "Ледюк" с более чем экстравагантным размещением в центральном теле воздухозаборника кабины летчика, пилотирующего самолет в пикантном лежачем положении, был разработан и настоящий истребитель "Грифон" с комбинированным турбо-прямоточным двигателем.
В ракетостроении помимо множества нереализованных проектов изделий с ПВРД были реально летавший самолет-снаряд "Новахо" и серийные зенитные ракеты "Бомарк", "Супер Бомарк", "Бладхаунд", "Тейлос".
В нашей стране наибольший опыт в проектировании и отработке ПВРД был накоплен в СКБ-670 ГКАТ коллективом во главе с главным конструктором М.М. Бондарюком, еще в начале 1950-х гг. разработавшим такой двигатель для ракеты берегового комплекса "Шторм". Самой значительной их работой стало создание сверхзвукового ПВРД для межконтинентальной крылатой ракеты С.А. Лавочкина "Буря", успешно отработанного как на стендах, так и в летных испытаниях. Велись проработки двигателей для аналогичной ракеты В.М. Мясищева "Буран", а также для других летательных аппаратов. Правда, имевшийся опыт был несколько односторонен — двигатели разрабатывались для маломаневренных аппаратов, совершающих полет с постоянной скоростью практически на одной и той же высоте.
С учетом невозможности работы ПВРД на малых скоростях ракета 3М8 была выполнена по двухступенчатой схеме с расположением четырех стартовых двигателей по "пакетной" схеме. Для обеспечения условий запуска прямоточного двигателя твердотопливные ускорители разгоняли ракету до скорости, в 1,5–2 раза превышающей звуковую.
К концу 1950-х гг. уже имелись сведения о неустойчивом характере работы прямоточных двигателей при больших углах атаки. С другой стороны, для зенитной ракеты, предназначенной для поражения высокоманевренных самолетов фронтовой авиации, требовалась реализация поперечных перегрузок порядка 8 единиц. Это в значительной мере определило выбор общей схемы ракеты. Для второй (маршевой) ступени была принята компоновка с поворотным крылом, которая обеспечивала возможность создания большой подъемной силы при небольших углах атаки корпуса ракеты.
На ракете 3М8 вначале предусматривалось применение комбинированного управления — радиокомандной системы на основном участке полета и самонаведения на конечном участке траектории ЗУР. Полуактивная радиолокационная головка самонаведения должна была работать по отраженному от цели сигналу импульсного излучения канала сопровождения цели станции наведения ракет.
Пуск ракет производился с созданной в том же ОКБ-8 самоходной пусковой установки 2П24 (заводской индекс КС-40), размещенной на гусеничном шасси "объект 123" разработки Свердловского завода транспортного машиностроения на базе шасси "объект 105" самоходной артиллерийской установки СУ-100П. Артиллерийская часть пусковой установки включала опорную балку с шарнирно закрепленной в ее хвостовой части стрелой, поднимаемой посредством двух гидроцилиндров. По бокам стрелы крепились кронштейны с опорами — направляющими "нулевой длины" — для размещения двух ракет. При старте ракеты передняя опора резко откидывалась вниз, освобождая путь для прохождения нижней консоли стабилизатора ракеты. Пуск ракет осуществлялся под углом от 10° до 55° к горизонту. До того, на марше, ракеты удерживались дополнительными подводными опорами, также закрепленными на стреле. Одна опора ферменной конструкции подводилась спереди и обеспечивала фиксацию сразу обеих ракет. Еще по одной опоре придвигалось со сторон, противоположных стреле.
Высота пусковой установки с собранными ракетами на марше превышала 4 м, поэтому при необходимости прохождения под путепроводами верхняя консоль стабилизатора снималась.
Технический облик ракеты и пусковой установки сформировался не сразу. На ранней стадии проектирования рассматривался вариант ракеты с "+"-образным расположением крыльев и "х"-образным хвостовым оперением, при этом пуск ракет предусматривался с балочных направляющих пусковой установки. Даже после начала летных испытаний прорабатывалась возможность перехода от лобового кольцевого воздухозаборника к боковым секторным. В процессе отработки несколько уменьшился размах крыла и оперения.
Экспериментальный образец СНР разместили на самоходе опытного образца не принятой на вооружение зенитной самоходной установки "Байкал", на которой башню с зенитными автоматами заменили на антенный пост с так называемой "корзиной", в которой разместили пульты и рабочие места для трех операторов. "Корзина" поворачивалась в азимутальной плоскости на ±90°. Антенный пост в свою очередь мог разворачиваться относительно "корзины" еще на ±45° по азимуту и подниматься вплоть до вертикали по углу места. Однако этот вариант компоновки оказался крайне тесным и неудобным в эксплуатации — часть приборов размещалась даже под креслами операторов. Счетно-решающие приборы и средства электроснабжения размещались вне "корзины", в корпусе. Результаты испытаний не позволяли принять для дальнейшей отработки эту компоновочную схему, пригодную скорее для танка, чем для РЛС — нормальные условия работы операторов обеспечить не удалось.
В штатном исполнении станция наведения ракет размещалась на самоходе "объект 124", в основном аналогичном шасси пусковой установки. При этом личный состав и практически все приборы и агрегаты размещались в неподвижной рубке посреди корпуса, а поворотный антенный пост — в его корме.
Первоначально все испытания зенитных ракет комплекса предполагалось проводить на Донгузском полигоне в Оренбургской области, но он оказался слишком мал с учетом требуемых дальностей пусков ракет. Поэтому с 1960 г. в Казахстане началось оборудование нового полигона вблизи железнодорожной станции Эмба. Самые необходимые объекты этого полигона были подготовлены в 1963 г., что позволило провести на нем совместные испытания. Новый объект получил наименование 11-го Государственного испытательного полигона.
Первоначальные планы предусматривали поставку на полигон телеметрических ракет в I кв. 1959 г., станций наведения ракет — к июню, а станций обнаружения целей — в III кв. того же года.
Фактически только 26 ноября 1959 г. состоялось первое из 10 бросковых испытания макета ракеты с натурными стартовыми двигателями, в ходе которых выявились первые неприятности — флаттер, разрушение ракеты при отделении стартовиков… Летная отработка маршевого двигателя четырьмя пусками ракет без аппаратуры управления началась с июня 1960 г. С августа, так и не добившись устойчивой работы двигателя, приступили к осуществлению программных пусков ракет, оснащенных автопилотом, но без аппаратуры радиоуправления. До июня следующего года выполнили 32 таких пуска. Из них первые 16 ракет оснащались упрощенным автопилотом, не обеспечивающим управление по крену, и турбонасосным агрегатом без устройства регулирования расхода топлива. Из 26 пусков, выполненных до конца 1960 г., в шести ракета разрушилась в полете, в семи — не включился маршевый двигатель и только 12 были относительно успешными.
К лету 1960 г. были проведены и первые испытания упрощенных вариантов грушинской В-757 для комплекса С-75. С 23 января выполнили три пуска макетных образцов, с частично снаряженным газогенератором, без рулей и дестабилизаторов. В ходе этих испытаний проверили работу и отделение ускорителя, работу маршевого двигателя с достижением скоростей от 560 до 690 м/с. С 22 апреля начались автономные испытания ракеты, в ходе которых разработчики В-757 встретили ряд трудностей.
Учитывая задержки с отработкой ракет, Решением Военно-промышленной комиссии (ВПК) при СМ СССР от 2 февраля 1961 г. № 17 было предложено для скорейшей отработки наземных средств комплекса в мае провести пуски ракет В-750ВН комплекса С-75 с бортовой аппаратурой, аналогичной принятой для ракет ЗРК "Круг". На базе блока бортового радиоуправления и радиовизирования 1СБ7 от ракеты 3М8 было изготовлено 20 комплектов аппаратуры КРБ-9, пригодных для размещения на ракетах семейства В-750.
Однако в августе перейти к совместным испытаниям комплекса со штатной ракетой 3М8 не удалось — к этому времени первая станция наведения ракет еще находилась в стадии отладки, а второй образец — в состоянии поставки отдельных блоков. Тем не менее 24 сентября состоялся первый пуск доработанной ракеты В-750ВН в неподвижном луче СНР 1С32. Удручающие результаты показали необходимость доработки СНР.
В ходе первых летных испытаний проявился и помпаж прямоточного двигателя, который удовлетворительно работал только на малых углах атаки. Из-за недостаточной виброустойчивости аппаратуры помпаж приводил к нарушению прохождения команд и, как следствие, к потере управляемости ЗУР. На 31-ой секунде систематически исчезал сигнал ответчика. Это загадочное явление преодолели, переместив антенну с корпуса ракеты на стабилизатор. Трудности с вводом ракеты в луч СНР удалось устранить, разнеся по времени установку строба дальности от момента сброса ускорителей. По рекомендации комиссии коэффициент усиления разомкнутого контура управления снизили с 0,9 до 0,5, увеличив при этом вчетверо коэффициент усиления замкнутого контура. В 1961 г. первые 10 образцов 1СБ7 изготовил тульский завод "Арсенал".
С учетом большого количества неудач на испытаниях ракет 3М8 по решению Госкомитета по авиационной технике от 25 августа 1961 г. была создана специальная экспертная комиссия по выработке мероприятий по доработке ракеты. Большинство аварий было связано с прогарами камеры сгорания, отказами в работе бортовой аппаратуры КРБ, недостаточной прочностью ряда элементов конструкции. Спустя месяц по рекомендациям комиссии было принято решение изменить конструкцию стабилизаторов горения, устранить зоны отрыва потока и повысить жаростойкость камеры сгорания маршевого двигателя. До конца года предусматривалось проведение дополнительных огневых испытаний двигателя на стендах ЦИАМ, а также виброиспытаний аппаратуры КРБ и бортового преобразователя тока ПТ-10 — сперва автономно, а затем в составе ракеты.
Помимо неработоспособности аппаратуры при воздействии вибраций и неотработанности двигателей, в ходе летных испытаний также выявилось несоответствие летно-технических характеристик ракеты заданным. Ни в одном из выполненных в 1960–1961 гг. 55 пусков не удалось достичь максимальной дальности. По расчетным оценкам не обеспечивался заданный уровень маневренности на больших высотах. НИИ-648 задерживал разработку опытного образца головки самонаведения (ГСН) ракеты. Не была завершена отработка бортового источника питания.
К концу 1961 г. существенно изменилось отношение военно-промышленного руководства к грушинской ракете В-757Кр. Срок завершения работ по В-757 для Войск ПВО страны неоднократно откладывался. Соответственно, сдвинулась на сентябрь 1962 г. и плановая дата начала летных испытаний В-757Кр для Сухопутных войск.
До того, в условиях неудач с испытаниями ЗУР 3М8, намного больший, в сравнении с Люльевым, опыт Грушина в создании зенитных ракет способствовал тому, что ракета В-757Кр уже рассматривалась как основной вариант ЗУР для комплекса "Круг". Несколько худшие габаритные показатели этой ракеты в какой-то мере компенсировались межвидовой унификацией с ракетой В-757 ("изделием 17Д"), разрабатываемой для ЗРК С-75М Войск ПВО страны. Однако прямоточный двигатель оказался "крепким орешком" и для коллектива ОКБ-2. Отработка ракеты с ПВРД задерживалась, а уже в 1960 г. на вооружение в составе ЗРК С-75М поступила обычная жидкостная ракета В-755 — по сути дела, основательно доработанная ракета В-750ВН. Не закончив разработку ракеты В-757, грушинцы занялись новой ЗУР с ПВРД — В-758 ("изделием 22Д"), В этих условиях, несмотря на неудачи с 3М8, вариант комплекса 2К11М с ракетой Грушина В-757Кр стал рассматриваться как второстепенный. В частности, Решением ВПК от 28 декабря 1961 г. было поручено рассмотреть возможность размещения ракеты В-757Кр на штатной пусковой установке 2П24 вместо ранее изготовленной в одном опытном экземпляре 2П28, спроектированной также на шасси типа СУ-100П специально для грушинской ракеты. После фактического прекращения испытаний ракеты В-757 Решением ВПК от 17 октября 1962 г. был поставлен вопрос о целесообразности дальнейшего продолжения работ по ракете В-757Кр. Окончательно работы по В-757 и В-757Кр были закрыты Постановлением Партии и Правительства от 15 июня 1963 г.
Осенью 1961 г. взамен экспериментальной поставили опытную станцию наведения ракет. Для нее, как и для пусковой установки 2П24, предусматривалось обеспечение герметичности для защиты от оружия массового поражения.
Однако состояние работ и по ракете Люльева также было неблагополучно, хотя с мая 1962 г. начались заводские испытания ракет с аппаратурой радиоуправления. К концу 1962 г. так и не достигли надежной работы бортовой аппаратуры КРБ, не определили баллистические возможности ракеты, не успели ввести в строй вторую станцию наведения ракет. С другой стороны, был и обнадеживающий результат — анализ возможностей станции наведения ракет и динамических характеристик ЗУР показал возможность обеспечения приемлемой точности при использовании только радиокомандной системы управления.
В 1962 г. ракета 3М8 с радиокомандной системой начала летать в основном без замечаний. Решением ВПК от 12 января 1963 г. было утверждено предложение ГРАУ и промышленности о проведении совместных летных испытаний (СЛ И) в два этапа — сперва только с радиокомандной системой, затем с ГСН. Тем самым фактически начался процесс отказа от применения на ракете комбинированной системы наведения, включающей полуактивную ГСН в пользу уже освоенных в ЗРК С-25, С-75 и С-125 чисто радиокомандных систем.
В ходе заводских испытаний по апрель 1963 г. провели 26 пусков. Большинство из них было выполнено по так называемым электронным целям, два — по парашютным мишеням, четыре — по переоборудованным в мишени Ил-28. В процессе совместных испытаний с начала 1963 г. по май было выполнено восемь пусков, из них три закончились неудачей. Не было ни одного успешного пуска ракет при угле возвышения направляющих более 46°, в то время как требовалось обеспечить возможность старта при углах до 60°.
Из 25 пусков, выполненных с февраля по август 1963 г., только с семи удалось сбить мишени — Ил-28. Готовились "оргвыводы", но основные недостатки были уже вскрыты, и до конца года удалось успешно провести еще пару пусков. И это при том, что ракеты поступали на полигон несвоевременно — из требуемых 40 ЗУР была поставлена только 21, медленно — в течение трех недель — обрабатывались результаты испытаний. Не были доведены до полного состава и наземные средства комплекса — машины не были укомплектованы аппаратурой навигации, ориентирования и топопривязки, системами телекодовой связи. Часто выходили из строя газотурбинные установки систем электроснабжения машин. Только на второй пусковой установке система звукоизоляции была доведена до состояния, обеспечивающего возможность безопасного проведения пуска при нахождении личного состава внутри 2П24. В ходе испытаний был случай, к счастью, не повлекший трагических последствий, обстрела взамен цели истребителей, сопровождавших мишень для ее ликвидации в случае промаха ЗУР.
Пусковая установка 2П24 с ЗУР 3М8 ЗРК "Круг"
К началу следующего года провели еще два пуска, оба успешные. Однако еще ни одна из выполненных стрельб не осуществлялась пс относительно малоразмерным целям типа МиГ-17 и по целям, летящим на высотах менее 3000 м. Маршевый двигатель ЗУР по-прежнему неустойчиво работал на малых высотах. В контуре управления возникали автоколебания, приводившие к неприемлемым промахам при пролете у цели. Вызывала сомнения эффективность действия радиовзрывателя и боевой части по реальным целям.
Трудности, связанные с созданием ракет комплекса "Круг", характеризует свидетельство Игоря Федоровича Голубеева — заместителя главного конструктора Люльева.
"За ЗУР 3М8 мы взялись, не отдавая полностью сами себе отчета в сложности и трудности этой работы. Одним словом, мы были молоды и глупы. Для сравнения скажу, что с теперешним многотысячным коллективом мы бы хорошо подумали бы, прежде чем взяться за такую работу.
В 3М8, как известно, из-за отсутствия в стране подходящего твердого топлива с хорошим единичным импульсом решено было применить ПВРД на жидком топливе — керосине. ПВРД был изобретен в 1903 г. французом Лежандром и с тех пор является одним из самых выгодных в энергетическом отношении ракетным двигателем, позволяющим не везти на борту запасы окислителя.
Но все хорошо работает, если соблюдается пропорциональный расход воздуха по отношению к топливу — примерно 15:1. Если это соотношение меняется, то двигатель начинает капризничать и может заглохнуть или запомпажировать. Поэтому одним из сложных элементов является входной диффузор и топливный насос с форсунками. Достаточно сказать, что пришлось "отжечь" около десятка тысяч форсунок, прежде чем была найдена оптимальная форма. И это — только для данного типа двигателя, а в случае изменения его геометрических размеров все пришлось бы повторять заново. В этом одна из причин, почему ПВРД не находят сейчас широкого применения — они уникальны в своем конкретном исполнении. Каждый шаг при отработке давался с трудом и решался буквально с нуля.
С начала управляемых полетов началась борьба с затуханием сигнала бортового радиоответчика в факеле выхлопа двигателя. Оказалось, что продукты сгорания обыкновенного керосина очень хорошо экранируют антенну ответчика. Пришлось вынести ее на консоль хвостового оперения. Только справились с этим, как ракета стала раскачиваться примерно на середине траектории полета и с частостью 50:50 то проходила этот участок, то теряла управление. Разгадка была проста — перепутали фазы электропитания гироскопов автопилота ЗУР. Гироскопы после предстартовой раскрутки в неправильном направлении, с переходом на бортовое питание начинали сначала тормозиться, останавливались примерно на середине траектории, а затем вновь раскручивались в обратную сторону. Если все проходило удачно, то дальнейший полет продолжался устойчиво".
В целом в ходе совместных испытаний с февраля 1963 г. по июнь 1964 г. был проведен 41 пуск ЗУР, включая 24 ракеты в боевой комплектации. Четыре случая флаттера крыла потребовали введения противофлаттерных балансиров, три "бедных" срыва процесса горения — доработки регулятора подачи топлива, шесть взрывов изопропилнитрата — совершенствования топливной системы, два отказа радиовзрывателя — доработки его схемы.
Но так как на завершающей стадии испытаний пуски проходили в основном успешно, Государственная комиссия под председательством А.Г. Бурыкина рекомендовала комплекс к принятию на вооружение.
Соответствующее Постановление ЦК КПСС и СМ СССР от 26 октября 1964 г. — "О принятии на вооружение подвижного зенитного управляемого реактивного комплекса "Круг" с ЗУР 3М8" определило основные характеристики комплекса. Большинство требований по основным характеристикам, заданных Постановлением 1958 г., было выполнено. Исключение составлял диапазон высот полета поражаемых целей — 3-23,5 км — не добиралось 1,5 км по требуемой максимальной досягаемости по высоте. Диапазон дальностей поражения составлял 11–45 км, максимальный курсовой параметр (удаление трассы цели от позиции ЗРК в боковом направлении) — 18 км. По допустимой максимальной скорости цели — до 800 м/с — первоначальные требования были превышены на 200 м/с. Дальность обнаружения объекта с ЭПР, соответствующей МиГ-15, составляла 115 км. Типовая цель — истребитель-бомбардировщик F-4C или F-105D — поражалась с вероятностью 0,7. Время реакции комплекса составляло 60 с.
Компоновка ЗУР 3М8 ЗРК "Круг"
1 — обтекатель: 2 — боевая часть: 3 — радиовзрыватель: 4 — воздушный аккумулятор давления: 5 — топливные баки: 6 — поворотное крыло; 7 — рулевая машинка; 8 — аппаратура радиоуправления: 9 — автопилот/ 10 — бак изопропилнитрата: 11- стартовый ускоритель: 12 — турбонасосный агрегат; 13 — блок форсунок: 14- стабилизатор горения: 15 — стабилизатор
Стартовые двигатели ЗЦ5 на ракете 3М8 ЗРК "Круг"
Ракета 3М8 была выполнена по двухступенчатой схеме. Корпус маршевой ступени ракеты представлял собой сверхзвуковой прямоточный двигатель ЗЦ4 — трубу с остроконечным центральным телом, острыми входными кромками лобового воздухозаборника, кольцевыми форсунками и стабилизаторами горения. На предыдущих ракетах подобных схем большая часть систем и агрегатов размещалась по кольцевой схеме во внешнем корпусе ПВРД. Однако ряду элементов, например, боевой части, такое местонахождение было явно противопоказано. В центральном теле воздухозаборника с диаметром цилиндрической части 450 мм помимо осколочно-фугасной боевой части ЗН11 массой около 150 кг располагались радиовзрыватель ЗЭ26 и шаровой баллон воздушного аккумулятора давления. В передней части центрального тела предполагалась установка головки самонаведения. Центральное тело было незначительно заглублено во внутренний объем корпуса ракеты. Далее располагались ажурные конструкции из кольцевых и радиальных элементов — спрямляющие решетки, блоки форсунок, стабилизаторы горения. В кольцевом корпусе двигателя с наружным диаметром 850 мм начиная от его передней кромки располагались баки с керосином, примерно посредине длины — рулевые машинки, крепление крыльев, а ближе к задней кромке — блоки аппаратуры системы управления (СУ).
Поворотные крылья размахом 2206 мм размещались по "Х"-образной схеме и могли отклоняться гидропневматическим рулевым приводом в диапазоне ±28°. Хорда крыла составляла 840 мм у основания, 500 мм на законцовке. Стреловидность по передней кромке составляла 19°38 по задней кромке — 8°26’ (отрицательная), суммарная площадь в одной плоскости поворотных частей обоих консолей — 0,904 м?.
Стабилизаторы размахом 2702 мм устанавливались по "+"-образной схеме. Хорда 860 мм у основания, 490 мм на законцовке. Передняя кромка — со стреловидностью 20°, задняя кромка — прямая, суммарная площадь двух консолей в одной плоскости — 1,22 м?. Длина ракеты составляла 8436 мм, диаметр — 850 мм.
При стартовом весе 2455 кг начальный вес второй (маршевой) ступени составлял около 1400 кг, из которых примерно 270 кг приходилось на горючее — керосин Т-1 (или ТС) и 27 кг на изопропилнитрат.
Подача горючего обеспечивалась турбонасосным агрегатом С5.15 (на первых образцах — С2.727), работавшим на монотопливе — изопропилнитрате. Это унитарное топливо в сравнении с ранее широко использовавшейся в ракетной технике перекисью водорода при несколько меньшей плотности (примерно на четверть) имело большую энергетику и, что более важно, было стабильней и безопасней в эксплуатации.
Каждый из четырех стартовых двигателей ЗЦ5 снаряжался зарядом^ 11 твердого баплиститного топлива РСИ-12К весом 173 кг в виде одноканальной шашки длиной 2635 мм при наружном диаметре 248 мм и диаметре канала 85 мм. Для обеспечения отделения стартовых двигателей от маршевой ступени на каждом из них в кормовой носовой части закреплялось по паре небольших аэродинамических поверхностей.
Для радиокомандного управления полетом ЗУР под руководством Р.С. Толмачева была разработана станция наведения ракет (СНР) 1С32, которая представляла собой когерентно-импульсную РЛС сантиметрового диапазона. Антенный пост станции представлял собой довольно сложную поворотную конструкцию с несколькими тарельчатыми антеннами, наиболее крупным элементом которой была антенна целевого канала. Слева от нее находилась антенна узкого луча канала ракеты, над которой размещались антенны широкого луча ракетного канала и, ближе к периферии, передатчика команд на ракету. В дальнейшем в верхней части антенного поста разместили камерутелевизионно-оптического визира. Станция автоматически отрабатывала информацию по целеуказанию, поступающую по телекоду от станции обнаружения целей (СОЦ) 1С12, и производила быстрый поиск цели. Поиск требовалось вести только по углу места, так как разрешающая способность станции обнаружения целей в вертикальной плоскости была значительно хуже, чем в горизонтальной. После обнаружения цели осуществлялся захват ее на автосопровождение по угловым координатам и дальности.
Далее счетно-решающий прибор на станции наведения ракет определял границы зон пуска и поражения, углы установки антенн захвата и сопровождения ЗУР (с широким и узким сканирующими лучами), а также данные, вводимые в автодальномер цели и ракеты. По телекодовым командам от станции наведения ракет производился разворот ПУ в направление пуска. После входа цели в зону пуска и включения передатчика команд производился пуск нажатием кнопки на станции наведения ракет. По сигналам бортового ответчика ЗУР захватывалась на сопровождение угломерным (с широким лучом) и дальномерным каналами станции наведения ракет и вводилась сперва в узкий луч антенны ракетного канала, которая затем выставлялась параллельно антенне целевого канала. На борт ракеты передавались команды управления полетом, формируемые счетно-решающим прибором станции наведения ракет, а также разовая команда на снятие с предохранения радиовзрывателя.
Наведение ЗУР осуществлялось по методу "половинного спрямления" или по методу "трех точек". Радиовзрыватель срабатывал при пролете ракеты на удалении менее 50 м от цели. В противном случае ракета самоликвидировалась.
В станции 1С32 был реализован метод скрытого моноконического сканирования по угловым координатам и применен электронный автодальномер цели. Устойчивость от пассивных, уводящих по дальности, ответных и несинхронных помех обеспечивалась перестройкой по частоте и литерностью каналов, высоким энергетическим потенциалом передатчика, селекцией сигналов по амплитуде, возможностью одновременной работы с одной ЗУР на двух частотах, а также кодированием команд управления.
РЛС наведения ракет 1С32 ЗРК "Круг" и её схема
РЛС наведения ракет 1С32 на боевой позиции
РЛС обнаружения целей 1С12 ЗРК "Круг"
В соответствии с расчетными характеристиками импульсная мощность станции наведения ракет составляла 750 кВт, чувствительность приемника — 10-13 Вт, ширина луча — 1°. Захват цели на автосопровождение в беспомеховой обстановке мог осуществляться на дальности до 105 км. При заданном уровне помех (1,5–2 пачки диполей на 100 м пути цели) дальность автосопровождения уменьшалась до 70 км.
Ошибки сопровождения цели по угловым координатам не превышали 0,3 д.у., по дальности — 15 м. В дальнейшем для защиты от ракет типа "Шрайк" ввели прерывистые режимы работы и автосопровождение с использованием телевизионно-оптического визира.
Известно, что в ЗРК С-75 основное боевое подразделение — зенитный ракетный дивизион — обладал способностью самостоятельно вести боевые действия, имея в своем составе наряду со станциями наведения ракет также средства разведки целей — обычно РЛС семейства П-12, нередко в сочетании с высотомерами.
В состав зенитного ракетного дивизиона, вооруженного ЗРК "Круг", также входило средство разведки целей, роль которого выполняла станция обнаружения целей 1С12 — дальномерная РЛС сантиметрового диапазона. В сочетании с одним-двумя радиовысотомерами ПРВ-9А эта же РЛС под наименованием П-40 ("Броня") использовалась и в радиолокационных ротах войсковой ПВО. РЛС была разработана НИИ-208 (впоследствии НИИ ИП Минрадиопрома) под руководством главного конструктора В.В. Райзберга.
Станция обнаружения целей 1С12 обеспечивала обнаружение истребителя на дальностях до 180 км (при высоте полета 12000 м) и 70 км для цели, летящей на высоте 500 м. Импульсная мощность излучения станции составляла 1,7–1,8 МВт, чувствительность приемника — 4,3–7,7x10-14 Вт. При круговом обзоре последовательно формировались четыре луча в угломестной плоскости: два нижних шириной 2° и 4°, а также два верхних шириной 10° и 14°. Переключение направления луча осуществлялось электромеханическим способом.
В качестве самохода для станции 1С12 было принято шасси "объект 426", разработанное в КБ Харьковского завода транспортного машиностроения им. В.А. Малышева на базе созданного там же тяжелого артиллерийского тягача АТ-Т. По ряду показателей, в том числе по защищенности, оно уступало шасси на базе СУ-100П. Ничего хорошего не сулила и разнотипность гусеничных машин в составе зенитного ракетного дивизиона. В данном случае выбор шасси определился массой аппаратуры и антенного поста станции 1С12, вдвое большей по сравнению со станцией наведения ракет.
Важнейшим достоинством боевых средств зенитного ракетного дивизиона была автономность их энергоснабжения, обеспечиваемого встроенными газотурбинными агрегатами мощностью от 40 до 120 л.с. Информационный обмен между средствами дивизиона обеспечивался радиотелекодовой связью. В средствах ЗРК впервые были установлены гироскопические средства навигации и топопривязью. Наличие этих средств и исключение кабельных связей позволило резко сократить временные затраты на их развертывание-свертывание на боевой позиции.
РЛС обнаружения целей 1С123РК "Круг" (в походном положении) и её схема
Как уже отмечалось, основным подразделением комплекса "Круг" был зенитный ракетный дивизион, в состав которого входили взвод управления, три зенитные ракетные батареи, в каждую из которых включалось по одной станции наведения ракет 1С32 и три пусковых установки 2П24 со спаренными направляющими, а также техническая батарея. Таким образом, дивизион включал три станции наведения ракет и девять ПУ с 18 боеготовными ракетами.
Во взводе управления находилась станция обнаружения целей 1С12, а также кабина приема целеуказания комплекса боевого управления "Краб" (К-1).
В состав технической батареи входили контрольно-проверочные станции 2В9, транспортно-заряжающие машины 2Т6, транспортные машины 9Т25, машины-заправщики, а также технологическое оборудование для сборки и заправки ракет топливом.
В сущности зенитный ракетный дивизион и образовывал зенитный ракетный комплекс как минимальную совокупность сил и средств, обеспечивающую обнаружение и поражение воздушной цели.
Несмотря на возможность ведения самостоятельных боевых действий, собственные средства зенитного ракетного дивизиона не обеспечивали наиболее эффективное использование его боевого потенциала. Это определялось, в первую очередь, ограниченными поисковыми возможностями станции 1С12 с учетом ее размещения на реальном рельефе местности с зонами затенения, а также крайне малого подлетного времени при действиях авиации противника на предельно малых высотах.
Для обеспечения более эффективного применения зенитных ракетных дивизионов они включались в состав зенитных ракетных бригад с единой системой управления.
Бригада, призванная решать задачи ПВО фронта (армии), наряду с тремя зенитными ракетными дивизионами включала в свой состав батарею управления. В батарее управления бригады находилась кабина боевого управления комплекса "Краб", а также собственные средства обнаружения воздушных целей — РЛС обнаружения П-40Д, П-18, П-19, радиовысотомер ПРВ-9А (или ПРВ-11).
Совместную работу командных пунктов бригады и дивизионов обеспечивал комплекс управления К-1 ("Краб"). Он был создан в 1957–1960 гг. коллективом ОКБ-563 ГКРЭ под руководством главного конструктора B.C. Семенихина. Первоначально комплекс "Краб", впоследствии получивший индекс 9С44, предназначался для автоматизированного управления огнем зенитного артиллерийского полка, вооруженного автоматическими пушками С-60, но затем был доведен для обеспечения боевой работы зенитного ракетного полка С-75.
Помимо командного пункта бригады — кабины боевого управления, размещенной на шасси "Урал-375", и командных пунктов дивизионов — кабин приема целеказания (на ЗиЛ-157) в состав комплекса входили узкополосная линия передачи радиолокационного изображения "Сетка-2К", топопривязчик ГАЗ-69Т и средства электропитания в виде отдельных дизель-электростанций.
Комплекс позволял на месте и в движении наглядно отображать на пульте командира бригады воздушную обстановку по информации от РЛС П-10, П-12 (П-18), П-15 (П-19) и П-40. При нахождении целей на удалении от 15 до 160 км одновременно обрабатывалось до 10 целей, выдавались целеуказания с принудительным наведением антенн станции наведения ракет батарей в заданных направлениях, осуществлялась проверка принятия этих целеуказаний. Координаты отобранных командиром бригады 10 целей вводились в ЭВМ двумя операторами съема данных, после чего информация передавалась непосредственно на станции наведения ракет батарей.
Работное время комплекса К-1 от обнаружения самолета противника до выдачи целеуказания на дивизион с учетом распределения целей и возможной необходимости переноса огня составляло 32 с. Надежность отработки целеуказания достигала величины более 90 % при среднем времени поиска цели станцией наведения ракет 15–45 с.
Помимо этого комплекс позволял принимать на командном пункте бригады и ретранслировать информацию о двух целях, поступающую с командного пункта ПВО фронта (армии).
Постановлением № 966–379 от 26 октября 1964 г. определялась и кооперация основных предприятий-изготовителей элементов комплекса. Серийное производство станций обнаружения 1С12 осуществлялось на Лианозовском электромеханическом заводе МРП, станций наведения ракет 1С32 — на Марийском машиностроительном заводе МРП. Пусковые установки 2П24 и ракеты выпускались на Свердловском машиностроительном заводе им. М.И. Калинина МАП. Поблизости, на Свердловском заводе электроавтоматики, шло серийное производство комплекса управления К-1 "Краб".
Как и обычно в правительственных Постановлениях, наряду с принятием комплекса на вооружение промышленности задавались работы по его дальнейшему совершенствованию, которое осуществлялось в несколько этапов.
Прежде всего, были проведены доработки по снижению нижней границы досягаемости и уменьшению "мертвой зоны".
Для поражения низколетящих целей перешли на стрельбу с превышением, что исключало преждевременное срабатывание взрывателя. Доработали аппаратуру СНР — на экране высвечивались две зоны пуска, соответствующие стрельбе по маневрирующим или маломаневренным целям. Для повышения вероятности поражения маневрирующих целей в контур управления добавили нелинейный корректор, вернулись к прежнему значению коэффициента усиления разомкнутого контура управления — 0,9. Для применения ЗРК в условиях угрозы применения противорадиолокационных ракет использовали телевизионно-оптический визир.
В 1967 г. был принят на вооружение ЗРК "Круг-A", для которого нижняя граница зоны поражения была снижена с 3 до 0,25 км, а ближняя граница приближена с 11 до 9 км.
После проведенных доработок ракеты как летательного аппарата в 1971 г. приняли на вооружение ЗРК "Круг-М". Дальняя граница зоны поражения комплекса была удалена с 45 до 50 км, верхняя — поднята с 23,5 до 24,5 км.
В 1974 г. был принят на вооружение "Круг-М1", для которого была снижена нижняя граница с 0,25 до 0,15 км, ближняя граница уменьшена с 11 до 6–7 км. Стало возможным поражение целей на догонных курсах на дальности до 20 км.
Дальнейшее расширение возможностей комплекса "Круг" было связано с совершенствованием средств его боевого управления.
Комплекс "Краб" первоначально разрабатывался в основном в целях обеспечения управления боевыми действиями зенитных артиллерийских частей и при использовании в составе бригад комплекса "Круг", обладал рядом недостатков:
— не обеспечивался смешанный режим управления (наиболее эффективный в реальной боевой обстановке);
— имелись существенные ограничения по возможностям целеуказания (выдавалась одна цель вместо требуемых 3–4);
— информация от дивизионов о самостоятельно избранных целях не могла передаваться на командный пункт бригады;
— командный пункт бригады сопрягался технически с вышестоящими звеньями ПВО (командными пунктами ПВО фронта и армии) лишь с помощью радиотелефонных каналов и планшетной схемы обмена данными, что приводило к запаздыванию в среднем на 40 с и потере до 70 % целей;
— командный пункт дивизиона при получении информации от собственной станции обнаружения целей 1С12 задерживал прохождение целеуказания на батареи и терял до 30 % целей;
— дальность действия радиолиний была недостаточной, составляя 15–20 км вместо требуемых 30–35 км;
— в комплексе использовалась только телекодовая линия связи между командными пунктами бригады и дивизионов с недостаточной помехоустойчивостью.
В результате огневые возможности бригады "Круг" использовались только на 60 %, а степень участия командного пункта бригады в организации отражения налета составляла менее половины обстрелянных целей.
Схема пусковой установки 2П24 ЗРК "Круг"
Транспортная машина 9Т25 комплекса "Круг"
Транспортно-заряжающая машина 2Т6 комплекса "Круг"
В соответствии с Постановлением от 14 апреля 1975 г. была разработана автоматизированная система управления (АСУ) боевыми действиями зенитной ракетной бригады "Круг" — "Поляна Д-1" (9С468М1). Разработка велась НИИ автоматической аппаратуры (НИИ АА) Минрадиопрома, главный конструктор — С.М. Чудинов.
Пункт боевого управления бригады (ПБУ-Б) 9С478 включал в свой состав кабину боевого управления 9С486, кабину сопряжения 9С487 и две дизель-электростанции.
Пункт боевого управления дивизиона (ПБУ-Д) 9С479 состоял из кабины боевого управления 9С489 и дизель-электростанции.
Кроме того, автоматизированная система управления включала кабину технического обслуживания 9С488.
Все кабины и электростанции ПБУ-Б и ПБУ-Д размещались на шасси автомобилей "Урап-375" с унифицированным кузовом-фургоном К1-375. Исключение составлял топопривязчик УАЗ-452Т-2 в составе бригадного ПБУ (топопривязка ПБУ-Д обеспечивалась соответствующими средствами дивизиона). Связь между КП ПВО фронта (армии) и ПБУ-Б, между ПБУ-Б и ПБУ-Д осуществлялась по телекодовым и радиотелефонным каналам.
ПБУ-Б придавались РЛС (П-40Д, П-18, П-19, ПРВ-16, ПРВ-9А), работающие в разных частотных диапазонах и имеющие кабельные связи с ПБУ-Б.
ПБУ-Б в автоматическом режиме обеспечивал распределение целей между дивизионами, постановку им огневых задач и координацию обстрела ими целей, а также прием команд и целеуказаний от вышестоящих КП и передачу им донесений.
Технические средства ПБУ-Б обеспечивали:
— прием информации от РЛС и ее отображение в масштабах 150 км и 300 км, дистанционное управление аппаратурой определения государственной принадлежности целей, а также автоматизированный прием информации о высоте целей от радиовысотомеров ПРВ-16 (ПРВ-9А) с выдачей целеуказаний (ЦУ) на эти высотомеры;
— полуавтоматический съем координат и обработку до 10 трасс целей;
— выработку рекомендаций командиру бригады по рациональному распределению целей между дивизионами;
— прием от вышестоящих КП и отображение информации по 20 целям, отработку выданных ими целеуказаний по 2 целям, а также формирование и передачу на вышестоящие КП информации о боевых действиях бригады;
— прием и отображение информации от ПБУ-Д о целях, выбранных для обстрела и на последующие циклы стрельбы (по 4 целям на дивизион), а также о положении, состоянии, боеготовности и результатах боевых действий дивизиона и его батарей;
Кабина сопряжения и связи 9С487 (КСС-Б) пункта боевого управления 9С478 (ПБУ-Б) зенитной ракетной бригады "Круг" — АСУ 9С468М1
Кабина боевого управления 9С486 (КБУ-Б) пункта боевого управления 9С478 (ПБУ-Б) зенитной ракетной бригады "Круг" — АСУ9С468М1 ("Поляна-Д1")
Кабина боевого управления (справа) 9С489 (КБУ-Д) и электростанция (слева) пункта боевого управления 9С479 (ПБУ-Д) зенитного ракетного дивизиона "Круг" — АСУ 9С468М1 ("Поляна-Д 1")