Создание ракет 15Ж44 и 15Ж52 комплекса РТ-23
Создание ракет 15Ж44 и 15Ж52 комплекса РТ-23
Разработка комплексов с твердотопливными ракетами РТ-21 и РТ-22 не была завершена, однако в ходе работ по ним было получено большое количество результатов, которые можно было использовать в дальнейших работах.
Задача продолжения работ по комплексам с твёрдотопливными ракетами вытекала из осознания того факта, что в США форсированными темпами развертывается группировка ракет «Минитмен-2» и «Минитмен-3». К середине 70-х годов планировалось иметь около тысячи таких ракет. В США шло развертывание подводных лодки с новыми ракетами.
В этот же период в США были начаты работы по еще более совершенному комплексу с твердотопливной ракетой МХ. Официальным ее названием было Peacekeeper («Хранительница мира»). Естественно, разработка этой ракеты, ее высокие тактико-технические характеристики привлекли к себе пристальное внимание в СССР. Все это шло на фоне пропагандируемой в США программы создания системы ПРО с элементами космического базирования. Со страниц прессы не сходила тема грядущих «звездных войн». Возникло опасение утраты СССР стратегического паритета.
В этих условиях логичным было желание создать в СССР твердотопливные ракеты подобного типа. Проведенные предшествующие работы показали, что это является сложнейшей комплексной задачей. Помимо продолжения опытно-конструкторских работ необходимо было одновременное развертывание дополнительных производственных мощностей, организация производства новых материалов, создание и освоение нового оборудования. Необходимо было принимать срочные меры, создавать не только перспективный ракетный комплекс, но и создавать для этого новую научную и производственную базу.
Вот в такой обстановке развернулись работы по новому проекту твердотопливной ракеты РТ-23, которая относилась к стратегическим ракетным комплексам четвертого поколения. Причем начались они с разработки комплекса РТ-23 со стационарным шахтным стартом. Соответствующее решение ВПК о разработке технического предложения вышло в феврале 1973 г., а в марте РВСН были выданы тактико-технические требования на новый комплекс. Ракета получила индекс 15Ж44.
На ней предполагалось использовать крупногабаритный твердотопливный двигатель, который должен был применяться и на первой ступени лодочной ракеты 3М65, разрабатываемой КБ Машиностроения. Естественно, это требовало компромиссов в выборе характеристик «единого» двигателя. Он получался не оптимальным для МБР. Но прельщала возможность сократить время разработки и необходимые затраты.
Техническое предложение по ракете 15Ж44 со стационарным стартом было разработано в конце 1973 г. Хотя в целом на Совете главных конструкторов оно было одобрено, но заказчиками был высказан ряд замечаний и пожеланий по дальнейшему повышению характеристик ракеты. В июле 1974 г. РВСН были выставлены новые, еще более жесткие требования к комплексу. В результате было принято решение о разработке дополнения к техническому предложению.
Надо сказать, что на протяжении всей работы по комплексам семейства РТ-23 заказчик постоянно повышал требования к характеристикам. Это, с одной стороны, требовало от разработчиков, прежде всего от КБ «Южное», постоянной работы по поиску путей их реализации, и в ряде случаев это приводило к оригинальным решениям, а с другой, безусловно, увеличивало время создания комплекса. Шла наглядная иллюстрация известного выражения «лучшее — враг хорошего».
Разработка дополнений к техническим предложениям или эскизным проектам была для КБ «Южное» стандартной практикой. В них представлялись материалы по повышению характеристик, устранению замечаний, выявленных при обсуждении этих документов. В некоторых случаях это было несколько книг. А иногда такие изменения вели к разработке практически нового проекта. В случае эскизного проекта это была стопка книг и альбомов чертежей высотой примерно метр. Естественно, все эти материалы выполнялись на бумаге и имели твердый переплет, обычно вишневого цвета с золотым тиснением.
В декабре 1974 года было разработано дополнение к техническому предложению. В нем были рассмотрены ракеты различной размерности и стартовой массы — 96 т (диаметром 2400 мм), 130 т (диаметром 2800 мм) и 155 т (диаметром 3000 мм). Повышение уровня энергетических характеристик обеспечивалось, в том числе, за счет применения ряда новых решений по маршевым двигателям — использования нового смесевого топлива и высокопрочного органопластика для изготовления корпусов двигателей, применения конструкции корпусов маршевых двигателей типа «кокон», «утопленных» в камеры сгорания сопловых блоков двигателей и др.
Совет главных конструкторов 31 января 1975 г. рекомендовал для опытно-конструкторской разработки комплекс с ракетой массой — 100 т и массой полезного груза ~3 т как наиболее оптимальный. При этом исходили, прежде всего, из необходимости обеспечить требуемые характеристики у комплекса со стационарным стартом. В тот момент это было главной задачей.
В то же время ракета должна была допускать размещение не только в стационарных, но и на подвижных пусковых установках. В качестве такого варианта предусматривались железнодорожные пусковые установки. Это существенно ограничивало разработчиков в части стартового веса создаваемой ракеты.
Однако не для всех это было очевидно. РВСН в своем заключении настаивали на продолжении работы по варианту с массой 130 т., считая, что в этом случае ракета будет нести более мощное оснащение. Это было действительно так, но делало практически невозможным использование ракеты с такой массой в БЖРК. Все еще были сильны взгляды на то, что главное обеспечить мощность удара, а не обеспечить выживаемость подвижного комплекса и использовать его для ответного удара.
Вариант ракеты с массой порядка 100 т. отстаивал генеральный конструктор КБ «Южное» В.Ф. Уткин, которого поддержали Е.Б. Волков, начальник головного института 4-го НИИ МО, и Ю.А. Мозжорин, директор отраслевого института ЦНИИмаш. Этот вариант после горячих обсуждений и был принят для дальнейшей работы. Как сейчас представляется, это было безусловно правильным решением. Тем самым РТ-23 определялась как «легкая МБР», разрешённая к разработке в соответствии с советско-американскими договоренностями. А с другой стороны, стартовые массы в 130 и 155 т. практически исключали создание с ними подвижного комплекса.
На заседании секции НТС № 1 Минобщемаша СССР, проведенной в июне 1975 г., были одобрены материалы технического предложения и дополнения к нему, в том числе принятая размерность ракеты. Было решено последующее эскизное проектирование ракеты вести с обеспечением стойкости конструкции ракеты к поражающим факторам ядерного взрыва на активном участке траектории. Ведь ракеты предназначались для ответного удара, когда по позиционному району нанесен удар вероятным противником. Как мы потом шутили, что ракете придется пробиваться через тучу летающих в воздухе кирпичей и булыжников, навстречу «бодрящему» воздействию поражающих факторов высотных блокирующих позиционный район высотными ядерными взрывов. Предлагалось также рассмотреть вопрос о возможности использования ракеты с различными типами старта: стационарным шахтным и подвижных — грунтовым и железнодорожным.
Созданию комплексов РТ-23 руководство страны придавало очень большое значение, так как это позволяло обеспечить ввод в эксплуатацию новых современных комплексов с ракетами, оснащенными моноблочными ГЧ, которые не должны были уступать по боевой эффективности перспективным комплексам США. Это считалось важным в связи с принятыми ограничениями на развертывание ракет с разделяющимися ГЧ. Создавалась потенциальная возможность создания подвижного железнодорожного комплекса, обеспечивающего требуемую живучесть группировки РВСН после 1983-1985 гг.
Последовал новый цикл интенсивной проектной работы, в результате на Совет главных конструкторов в июле 1976 г. были представлены новые материалы, на базе которых были утверждены основные положения разработки ракеты РТ-23, в соответствии с которыми в конструкцию ракеты закладывались следующие технические решения:
• двигатель первой ступени максимально унифицировался с двигателем первой ступени морской ракеты 3М65;
• повышенная стойкость ракеты к воздействию поражающих факторов ядерного взрыва;
• управление полетом на участках работы первой и второй ступеней ракеты за счет системы вдува горячего газа в закритическую часть сопла маршевых двигателей, а третьей ступени — разрезным управляющим соплом маршевого двигателя и креновыми РДТТ;
• новые эффективные смесевые топлива на первой ступени НПО «Алтай», в двигателях второй и третьей ступеней ЛНПО «Союз»;
• двигатели второй и третьей ступеней выполнялись со складывающимися сопловыми насадками;
• боевое оснащение ракеты — моноблочная ГЧ. Для построения ее боевых порядков применялась ступень разведения на базе твердотопливного двигателя «тянущей» схемы;
• надувной наконечник обтекателя.
Были уточнены также и массогабаритные характеристики разрабатываемой ракеты: стартовая масса — 106 т (с учетом ограничений по договору ОСВ-2) и длина в транспортировочном положении — 21,9 м (для обеспечения планируемого размещения в пусковой установке БЖРК).
Принятые характеристики ракеты были очень напряженными, и с их обеспечением возникли серьезные проблемы. Проработки КБ «Южное» показали, что в принятой стартовой массе не удержаться. Не обладают необходимыми характеристиками маршевые двигатели. Потребуется очень большой объём их отработки и соответственно длительные сроки. На переходных участках полета, при разделении ступеней не обеспечивалась управляемость ракеты. Все это усугублялось большими разбросами тяги и времен работы двигателей. Это были только самые главные проблемы.
Первоначально прорабатывался вариант управления полетом на всех ступенях с помощью вдува газа в закритическую часть сопла из камер сгорания двигателей. Прорабатывался также вариант сделать все ступени статически устойчивыми путем установки на каждой ступени мощных стабилизаторов. Это приводило к существенному усложнению конструкции ракеты, увеличению ее габаритов и стартовой массы, в то время, когда она и без того уже значительно превышала стартовую массу американской MX. Необходимо было искать новый способ управления.
Фото 22. Отклоняющаяся головная часть ракеты семейства РТ-23 для БЖРК с «надутым» наконечником обтекателя
Незадолго до этого в отделе КБ «Южное», руководимом И. М. Игдаловым, занимались исследованием принципиально нового способа управления ракетой путем поворота головного отсека в двухстепенном карданном шарнире. Этот способ был использован в КБ «Южное» еще раньше в проектно-конструкторских проработках по ракете 15Ж41. В этом случае управление осуществлялось за счет использования двух составляющих управляющего усилия: аэродинамического — в плотных слоях атмосферы и массового, смещения центра массы, относительно направления тяги двигателей — на всем участке полета.
Учитывая зашедшие в тупик работы по проблеме управляемости ракеты, руководство предприятия обратилось к этой новой идее, которая могла стать перспективной. Были проведены продувки модели такой ракеты в ЦАГИ и ЦНИИмаш, в ходе которых были подтверждены первоначальные многообещающие результаты.
Датой рождения нового способа управления, который в просторечии стал называться «качанием головой», можно считать декабрь 1976 года, когда главный конструктор В.Ф. Уткин утвердил отчет, содержащий результаты проектной оценки варианта ракеты, управляемой путем поворота головного отсека. Научно-технический совет КБ «Южное» рекомендовал этот вариант ракеты для эскизного проектирования. Аналогов такого технического решения на таких больших ракетах не существовало. Это было очень смелым решением В.Ф. Уткина. Авторами этой идеи были И.М. Игдалов и А.Д. Гордиенко. В разработке и отработке этого уникального способа управления приняло участие все руководство и ведущие специалисты КБ «Южное».
Далеко не все в окружающем мире, и в частности, руководстве положительно оценили такой экстравагантный способ управления. Было много обсуждений. Но В.Ф. Уткину оказали серьезную поддержку главный конструктор НИИАП Н.А. Пилюгин, ответственный за систему управления и директор ЦНИИмаш Ю.А. Мозжорин, без положительного мнения которого ничего бы не получилось.
С целью отработки способа управления «качанием головой» были осуществлены исследования во многих организациях. Для экспериментальной отработки были изготовлены специальные нагрузочные стенды, на которых были проведены циклы почти натурных испытаний.
Предложенный способ управления имел дополнительные достоинства, не требовал затрат энергетики при создании управляющих усилий маршевым двигателем. Возмущения по крену были минимальными, что давало возможность упростить систему управления.
Благодаря близости карданного узла к жидкостной двигательной установке ступени разведения удалось совместить источники гидравлического питания двигателей разведения и рулевых машин, обеспечивающих отклонения головного отсека, выполнив их в виде централизованного источника питания. Это существенно упростило конструкцию ракеты. Но самое главное заключалось в том, что создание твердотопливных двигателей второй и третьей ступеней и системы управления ракеты оказались развязаны между собой. При этом стала возможной любая модернизация двигателей без существенного изменения системы управления, что и было осуществлено в ходе дальнейшей разработки ракет РТ-23 и РТ-23 УТТХ.
В конструкции ракеты было внедрено множество оригинальных технических решений. К ним, в частности, относилось минометное разделение ступеней. При нем от порохового аккумулятора давления наддувался межотсечный объем. Затем при помощи удлиненного кумулятивного заряда происходило разделение ступеней. Не традиционными были и наконечники обтекателя ракеты изменяемой формы и многое другое.
Постановлением правительства в июне 1976 г. КБ «Южное» было поручено начать полномасштабную разработку стационарного РК РТ-23 шахтного базирования с МБР легкого класса 15Ж44, оснащаемой моноблочной ГЧ, а также начать работы по БЖРК с МБР 15Ж52, разрабатываемой на базе ракеты 15Ж44. Предписывалось также создать на НИИП-53 (Плесецк) испытательный комплекс с необходимой инфраструктурой в составе пусковых установок и командного пункта, а также дооснастить измерительный комплекс полигона.
Эскизный проект ракеты 15Ж44 был в июне 1977 года рассмотрен и одобрен Советом главных конструкторов. В решении совета отмечалось, что ракета 15Ж44 по заявленным характеристикам двигателей, топлив, основных систем вполне отвечает прогнозируемому уровню отечественного ракетостроения и превосходит по техническим характеристикам ранее разработанные отечественные образцы ракет на твердом топливе, а по реализованной массе полезной нагрузки примерно находится на уровне перспективной ракеты США MX, имеющей стартовую массу около 88,5 т.
В это время руководство ВПК, РВСН, головные институты Минобороны СССР и Минобщемаша СССР непрерывно проводили сопоставление основных тактико-технических характеристик разрабатываемых ракет с ракетой MX. На основе информации из различных источников шла непрерывная работа по определению достоверных характеристик американской ракеты, что было очень важно для обеспечения объективности проводимого сравнительного анализа, результаты которого непосредственно влияли на формирование предъявляемых требований к разрабатываемым ракетам РТ-23. Накопление этой информации шло в разных управляющих органах программы РТ-23, в том числе и в 1-м Главном управлении Минобщемаша СССР. Видимо, аналогичная работа проводилась и в США по нашим ракетам.
В решении совета главных конструкторов отмечалось, что разрабатываемая ракета 15Ж44 существенно уступает ракете MX по ряду показателей, определяющих боевую эффективность комплекса (стойкость к поражающим факторам ядерного взрыва, точность стрельбы, боеготовность). Были названы и причины отставания в части энергомассовых показателей. Это было использование на первой ступени ракеты неоптимального унифицированного маршевого двигателя (3Д65-15Д206), низкое массовое совершенство маршевых двигателей ракеты из-за недостаточной удельной прочности органопластика в корпусах двигателей, применение внутренней теплозащиты двигателей из материалов с большой удельной массой, пониженные значения удельного импульса двигателей ракеты из-за относительно невысоких степеней расширения сопловых блоков.
По сути, в этом решении были определены направления дальнейших работ по повышению энергомассовых характеристик ракеты.
В заключении РВСН на эскизный проект было указано, что основные требования к создаваемому комплексу могут быть выполнены, и его разработка даст возможность отечественному ракетостроению подняться на новую ступень в области создания ракет на твердом топливе. Но для достижения уровня ракеты MX еще предстоит долгий путь из-за общего отставания материальной базы твердотопливного ракетостроения. Рекомендовалось принять безотлагательные меры по обеспечению научно-технического задела для дальнейшего повышения уровня характеристик ракеты, обратив особое внимание на повышение удельной мощности боевых блоков, точности стрельбы, разработку и внедрение высокоэнергетических топлив, эффективных конструкционных и теплозащитных материалов.
Конечно, как это обычно бывает, по мере разработки масса ракеты росла. Но нужно было, чтобы учетом ограничений, накладываемых советско-американским договором ОСВ-2, стартовая масса ракеты не превышала стартовой массы самой тяжелой из «легких МБР». Такой ракетой в СССР была ракета УР-100У. Однако для разработчиков РТ-23 было не совсем ясно, а какой, собственно, был максимальный вес этих ракет. Ведь при пусках вес разных экземпляров ракет несколько отличался друг от друга в силу естественного разброса, отличия комплектации. Разработчики РТ-23 были, конечно, заинтересованы в расширении этого ограничения, но превышать договорные ограничения было нельзя. Нужно было определить конкретную величину этого параметра. Мне пришлось провести специфическую исследовательскую работу со специалистами НПО машиностроения и Машиностроительного завода им. М.В. Хруничева, которые разработали и изготавливали ракеты УР100Н. Поднимались и изучались архивные материалы. В результате был установлена предельная стартовая масса РТ-23, которая не должна была быть более 105,6 т, а забрасываемая масса — более 4,35 т. Новая ракета должна была укладываться в данные параметры, и конструкторам КБ «Южное» удалось выполнить эту задачу
В эскизном проекте были рассмотрены вопросы создания комплекса с моноблочной ракетой и стационарным шахтным стартом. БЖРК было посвящено техническое предложение, выпущенное несколько позднее, в январе 1978 года.
Основные отличия первого варианта ракеты 15Ж52 для железнодорожного старта от ракеты 15Ж44 для стационарного старта состояли в применении разделяющейся ГЧ с твердотопливной двигательной установкой ступени разведения, работающей по «толкающей» схеме, умеренным уровнем стойкости к поражающим факторам ЯВ на земле и в полете, обеспечении «заклона» ракеты после выброса из ТПК.
Дополнение к эскизному проекту, в которое вошли все нововведения, было рассмотрено и одобрено на заседании секции № 1 НТС Минобщемаша СССР и только что образованным Межведомственном координационном совете по программе. Уровень представительства на этих заседаниях был очень высоким. Они состоялись в мае 1978 года, в один день.
Я буквально только что пришел на работу в 1-е Главное управление Минобщемаша СССР, и мне с ходу была поручена тематика комплексов РТ-23 и двигателя 3Д65. Я уже имел разноплановый предшествующий опыт в ракетной технике. Но в данном случае для меня все было новым: сама программа, ее история, кооперация предприятий, их руководители, правила работы в министерстве. А мне нужно было не только подготовить проекты решений этих этапных заседаний, со всеми техническими подробностями, но и просто организовать эти заседания, с соблюдением всех строгих требований. В ходе заседаний нужно было усвоить все возможные замечания и предложения, для того чтобы включить их в окончательный вариант решений. Причем мое непосредственное руководство заблаговременно отбыло в отпуск, отправив меня в самостоятельное плавание. День у меня выдался, мягко говоря, насыщенным. Не скрою, поздно вечером, после завершения всех неотложных заключительных операций, я вышел в сквер на Миусской площади у Минобщемаша СССР, сел на лавочку и задумался: «Туда ли я попал?» Туда! И больше тридцати лет я над этим вопросам больше не задумывался, это просто стало частью моей жизни.
Параллельно с рассмотрениями и обсуждениями КБ «Южное» и ПО «Южный машиностроительный завод» велась разработка конструкторской документации на ракету 15Ж44, изготавливалась технологическая оснастка для изготовления и снаряжения корпусов маршевых двигателей. Надо отметить, что это были весьма сложные и крупногабаритные изделия. Например, канал твердотопливного заряда при его заливке топливом и последующей его полимеризации образовывался весьма сложной разборной металлической конструкцией с высокой чистотой поверхности — назывались она «игла». Сколько было игл, столько можно было формовать заряды в корпусах двигателей.
Изготавливались многочисленные стенды и множество разнообразной материальной части для статических и функциональных испытаний. Начинался этап наземной экспериментальной отработки.
Но в это время в государственном руководстве, командовании РВСН произошло очередное изменение требований к комплексу. И начался новый круг согласования уточненного тактико-технического задания (ТТТ), а затем и проекта Постановления правительства. Подготовка нового директивного документа закончилась выпуском постановления правительства от 1 июня 1979 г. № 514-175 по комплексу РТ-23, которым были определены:
• основные характеристики комплексов;
• замена моноблочной головной части на разделяющуюся, способную нести до 10 боевых блоков и набор средств преодоления противоракетной обороны;
• сроки проведения работ, которые из-за изменения требований и соответствии конструкции ракеты сместились на более поздние. Был установлен новый срок начала летных испытаний — 1-й квартал 1982 г.;
• создание не только стационарного комплекса с ракетой 15Ж44, но и боевого железнодорожного комплекса с ракетой 15Ж52, разрабатываемой на основе ракеты 15Ж44;
• место проведения испытаний комплекса (53 НИИП МО).
Это было первое полномасштабное согласование ТТТ на стратегический ракетный комплекс с моим участием и первое постановление правительства по комплексу РТ-23, подготовленное мною. Работа по согласованию этих документов во всех министерствах и ведомствах была очень объёмной и сложной. В ней мне большую помощь оказывали ведущие специалисты КБ «Южное», прежде всего главный ведущий конструктор комплекса В.П. Чеховский. Практически мы действовали одной командой.
Требовалось очередное существенное изменение облика ракеты. На ракете 15Ж44 был принят ряд принципиальных изменений. Одним из основных было применение жидкостной двигательной установки для разведения боевых блоков. К такому решению проектанты пришли через длительный анализ и противоборство технических и не совсем технических мнений — ведь все предыдущие твердотопливные ракеты рассматривались с твердотопливной двигательной установкой разведения. Но для трехступенчатой ракеты 15Ж44, постоянно испытывающей дефицит энергетики, от ступени разведения требовалось не только обеспечение построения боевых порядков из боевых блоков и средств преодоления ПРО, но и обеспечение работы ступени разведения на активном участке траектории в качестве четвертой ступени ракеты, что обеспечивало существенный выигрыш в массе полезного груза.
Но у РВСН применение жидкостной ступени разведения на межконтинентальной твердотопливной ракете, тем более эксплуатируемой в БЖРК, по-прежнему вызывало опасение. Ведь ракета с ядерной боевой частью, начиненная почти 100 тоннами твердого топлива, должна была иметь на борту 700 кг самовоспламеняющегося жидкого топлива и должна быть способна преодолеть с ними в составе БЖРК до 300 тысяч километров по железным дорогам. Заказчик серьезно опасался последствий возгорания компонентов жидкого топлива на маршрутах боевого патрулирования. Вопрос был очень серьезным.
Многие сомневались в целесообразности такого решения. Но применение жидкостной двигательной установки открывало путь для обеспечения важнейших характеристик, а именно максимальной дальности стрельбы, необходимой массы полезной нагрузки и заданного района разведения боевых блоков по целям. Генеральный конструктор В.Ф. Уткин в очередной раз принял и отстоял сложное и рискованное решение.
И это решение было поддержано директором ЦНИИмаш Ю.А. Мозжориным. Надо сказать, что роль ЦНИИмаш в программе РТ-23 на всем ее протяжении была очень весомой и положительной. По принятой в отрасли системе ни один серьезный документ не мог быть принят без положительного заключения ЦНИИмаш. А оно было всегда отнюдь не формальным. Перед каждым пуском на заседании государственной комиссии всегда заслушивалось заключение ЦНИИмаш.
В результате КБ «Южное» для обоих вариантов ракеты была создана уникальная установка, включавшая многофункциональный жидкостной ракетный двигатель большой тяги с комбинированной системой подачи топлива (турбонасосной и вытеснительной) и многократным включением в полете, а также импульсными двигателями малой тяги. Очень существенные изменения произошли и в системе управления ракетой, разрабатываемой НПО АП.
По новому облику конструкции ракеты было разработано дополнение к эскизному проекту. К моменту его разработки уже был проведен значительный объем наземной экспериментальной отработки, в том числе огневые стендовые испытания маршевых двигателей, разработанных КБ «Южное» и НПО «Искра».
Бортовая инерциальная система управления ракеты, предназначенной для БЖРК, разработанная НПО АП, с цифровой вычислительной машиной в основном была аналогична системе управления ракеты для стационарного старта. В ней были приняты специальные меры защиты от поражающих факторов ядерного взрыва при реализации ответного удара. Бортовая аппаратура была размещена в контейнерах, один из которых после выполнения своих функций сбрасывался в начале полета 3-й ступени. Часть приборов системы управления в стационарном комплексе размещалась на транспортно-пусковом контейнере, а в комплексе БЖРК и пункте управления пусковых модулей.
Сложные и весьма специфические вопросы пришлось решать специалистам НПО АП. Например, масса и моменты инерции управляющего органа — головного отсека были несоизмеримы с традиционными, что в сочетании с реально достижимой жесткостью карданного узла обусловило его низкую собственную частоту.
Принимая во внимание сложность динамической схемы ракеты и системы стабилизации, в КБ «Южное» был спроектирован, изготовлен в «Южном машиностроительном заводе» и поставлен в Москву в НПО АП уникальный нагрузочный стенд для проведения функциональных испытаний отклонения головного отсека (ФИ-24), в котором был установлен штатный карданный узел с массово-инерционным имитатором головного отсека, штатными рулевыми машинками и пневматическим имитатором шарнирных моментов. Эти испытания с реальной аппаратурой системы управления проходили в КБ «Южное» и НПО АП. Надо сказать, что зрелище работы стенда, когда имитатор головной части ракеты, размером с небольшой автобус, с огромной скоростью перекладывался из положения в положение, было очень сильным. Казалось, ходуном ходит все здание, где он был установлен.
Оснащение ракеты в зависимости от планируемой дальности и необходимости применения средств преодоления ПРО могло включать до 10 боевых блоков. Их характеристики были близки к американским боевым блокам аналогичного класса.
После отделения боевой ступени жидкостная двигательная установка 15Д264 выводила ступень в заданную точку пространства, где ЖРД малой тяги разворачивали боевую ступень платформой вперед и, соответственно, отделяющимся боевым блоком назад. В нужный момент, после срабатывания пиропатронов крепления происходило безимпульсное отделение боевого блока. После отделения боевого блока ЖРД малой тяги отводили ступень в сторону и разворачивали ступень платформой назад для запуска ЖРД большой тяги, который выводил ступень в точку отделения следующего боевого блока. Процедура повторялась для каждого боевого блока.
Близкая схема разведения боевых блоков использовалась и в тяжелых МБР РС-20, разработанных также КБ «Южное». Этот столь нетрадиционный способ отделения полезной нагрузки вызывал большое удивление владельцев космических аппаратов, запускавшихся позднее на ракете-носителе «Днепр», представлявшей собой доработанные ракеты РС-20. Но точность выведения космических аппаратов была очень высокой, и все к этой схеме быстро привыкли.
Перечисленные выше технические решения были внедрены на этапе разработки эскизного проекта БЖРК с ракетой 15Ж52. Унификация ракет 15Ж44 и 15Ж52 составляла 92%. Однако имелись и серьезные отличия ракет.
Разница была в конструкции наконечников обтекателя ракеты. Для ракеты со стационарным стартом 15Ж44, требующей большей стойкости, ведь ей бы пришлось при ответном или ответно-встречном ударе проходить через облако разнообразных твердых частиц, он был сделан складным из двух прочных половинок — полуконусов. Они схлопывались сразу после выхода ракеты из ТПК. Считалось, что для БЖРК воздействия будут не такими сильными и у ракеты, предназначенной для него, наконечник обтекателя был выполнен более легким, надувным. Металлическая плоская гофрированная вставка на носовой части обтекателя после выхода ракеты из ТПК под действием внутреннего давления, создаваемого специальным аккумулятором давления, в полёте распрямлялась, приобретая вид конуса вращения. Это сокращало длину ракеты, что было очень важным с точки зрения ее размещения в стартовом вагоне. Отсутствовало и многофункциональное покрытие на боковой поверхности второй ступени ракеты для БЖРК.
Отличались схемно-конструктивные решения и по системе управления и системе прицеливания. Отличалась и конструкция ТПК, ведь условия нахождения в нем ракеты у стационарного и железнодорожного стартов были радикально другими. Часть оборудования, размещавшегося в стационарном комплексе на корпусе ТПК, в железнодорожном была вынесена в вагоны.
Эскизный проект по БЖРК с ракетой 15Ж52, разработанной на базе технических решений по ракете 15Ж44, был выпущен в июле 1980 г.
В ходе работ по БЖРК придавалось большое значение обеспечению надежности ракеты и комплекса в целом при длительной эксплуатации. Опыта эксплуатации крупногабаритных твердотопливных ракет в таких условиях не было.
Фото 23. Фото стадий функциональных испытаний по наддуву наконечника головного обтекателя ракеты для БЖРК
Для проверки было необходимо провести испытания для начала в стендовых условиях в составе пускового модуля. Но таких крупногабаритных стендов в СССР ни у кого не было. Удалось найти производителя за рубежом. Но для закупки стенда нужна была валюта. А получить ее в СССР было сложно. Пришлось долго ходить по многим кабинетам Минобщемаша СССР и Минфина СССР, выбивая средства. В результате стенд для транспортировочных испытаний приобрели и установили в КБ «Южное» в 1986 г. На нем проводились испытания реального пускового вагона с загруженным в него макетом ракеты для БЖРК. Испытания шли в течение почти двух лет в круглосуточном режиме, был проимитирован пробег в 300 тыс. км. Замечаний по ракете не было.
Железнодорожное базирование позволяло надеяться на выживание комплекса и использовании его в качестве оружия ответного удара. Обнаружить и выделить БЖРК в те годы для оптической космический разведки США было чрезвычайно сложной задачей. Тем более, что значительная часть территории, где мог курсировать БЖРК, была большую часть времени накрыта облаками. Системы всепогодных радиолокационных разведывательных аппаратов появились спустя много лет. Возможности агентурной разведки были еще ограниченнее. Ведь надо было не только зафиксировать проход БЖРК через какое-либо место железнодорожных путей, но и угадать, куда и с какой скоростью он дальше передвинулся, а главное, в реальном масштабе времени передать это целеуказание в командный пункт вероятного противника. К моменту создания БЖРК протяженность железнодорожной сети СССР составляла около 140 тыс. км.
Генеральный конструктор ГКБ «Южное» В.Ф. Уткин считал: «Нужно много «Першингов» (американские ракеты средней дальности, размещенные в то время в Европе), чтобы уничтожить ракетный поезд. Это схватка не один на один, как при шахтном варианте, а соотношение совсем иное. А потому это, конечно же, уникальный боевой комплекс. Американцы тоже хотели сделать нечто подобное, но их остановили, во-первых, частные железные дороги и, во-вторых, отсутствие разветвленной железнодорожной сети. Вспомним, они пережили трудные времена с железнодорожным транспортом, и лидерство захватили авиация и автотранспорт. Ну а наша страна настолько огромная, что затеряться на наших железных дорогах с нашими поездами легко, а следовательно, для потенциального противника задача поиска таких ракетных комплексов усложняется, что и требуется».
К сожалению, несмотря на все меры, принимаемые разработчиками ракеты, требуемые ее характеристики достигнуть не удавалось. На ракетах 15Ж44 и 15Ж52 не получалось обеспечить заданную максимальную дальность при пусках с полной комплектацией головной части. Это смогли сделать только позднее, в комплексах РТ-23УТТХ.
Учитывая большую новизну конструкции ракеты, в ходе работ было уделено особое внимание наземной экспериментальной отработке.
В результате сложной работы специалистов КБ «Южное» и ПО «Южный машиностроительный завод», совместно со смежными предприятиями удалось составить график экспериментальной отработки ракеты, согласующийся с заданными сроками. Причем его было сложно не только выполнить, но и разработать, согласовать с исполнителями сам график. Слишком большие объемы материальной части нужно было изготовить и испытать в короткие сроки. КБ «Южное» и ПО «Южный машиностроительный завод» создали такой график. Он был на постоянном контроле в головном КБ «Южное» и 1-м Главном управлении. Выполнение работ по графику ежедневно отслеживалось, в случае отставания принимались необходимые меры.
Работы по созданию ракеты 15Ж44 для стационарного старта в соответствии с планом опережали работы по ракете для БЖРК. Они лидировали по времени в отработке. Испытания изготовленной матчасти помогли подтвердить закладываемые в обе ракеты решения, а в ряде случаев — уточнить характеристики узлов. При планировании наземной отработки учитывалось, что автономными испытаниями должны быть охвачены все вновь создаваемые, модернизируемые, дорабатываемые узлы и системы, а также заимствованные изделия, для которых изменены условия функционирования. О масштабах проведенной отработки говорят цифры — были проведены 29 видов статических, 25 функциональных, более десятка видов динамических и вибропрочностных испытаний узлов и агрегатов ракеты, плюс традиционные испытания элементов автоматики, жидкостной двигательной установки и твердотопливных двигателей первой и второй ступеней. А ведь каждое испытание — это своя документация, методики, инструкции со своими особенностями по подготовке и проведению испытаний на стендовых базах.
Наиболее сложными с точки зрения подготовки и оценки проведенных испытаний явились функциональные испытания (ФИ), в процессе которых проводилась отработка систем, обеспечивающих отделение, разделение, увод, преобразование геометрических форм узлов и изделий, работы узлов ракеты, происходящей на участках переходных процессов. Эти испытания должны были обеспечить объективное подтверждение надежности работы сложнейших и потому потенциально аварийноопасных систем ракеты.
Выход на летные испытания, а они должны были начаться в соответствии с Постановлением в 1-м квартале 1982 года, дался очень нелегко, слишком многое нужно было сделать, в том числе и в организационно-документальном плане, получить массу заключений и решений. Нервов тоже было потрачено много.
Фото 24. Ракета 15Ж52 выполняет маневр «заклона» перед запуском маршевого двигателя 1-й ступени.
После выхода из транспортно-пускового контейнера ракета наклонилась под воздействием установленного на поддоне ракеты специального двигателя. После этого пиротехника отрубила поддон, и он уводился в сторону. Затем включался маршевый двигатель
Первый пуск ракеты 15Ж44 из шахтной пусковой установки состоялся 26 октября 1982 г. на полигоне Плесецк. Его можно охарактеризовать как частично успешный — три ступени ракеты отработали нормально и подтвердили работоспособность системы отклонения головного отсека. Отказ произошел из-за выхода из строя питателя «О» двигательной установки ступени разведения в начале ее работы. Но задачи пуска были выполнены — были подтверждены работоспособность систем пусковой установки, решения по минометному старту, отделению поддона и минометному разделению всех ступеней ракеты. На «отлично» сработали все маршевые двигатели ракеты. Но самое главное — была не на бумаге и не на стенде, а в условиях реального пуска подтверждена работоспособность принятого способа управления полетом второй и третьей ступеней за счет отклонения головного отсека. Это был большой успех.
Второй пуск ракеты 15Ж44, проведенный 28 декабря 1982 г., был полностью успешным. Далее пуски проводились с переменным успехом — из восьми пусков четыре были успешными, а четыре — по разным причинам аварийными.
Одновременно разворачивались работы по железнодорожному комплексу с ракетой 15Ж52. Стояла задача обеспечить начало летных испытаний в 1983 году. Для их обеспечения в Плесецке была создана специальная воинская часть. Было развернуто масштабное строительство специальной железнодорожной ветки и других объектов.
К сожалению, к этому времени не была поставлена аппаратура некоторых систем боевого железнодорожного стартового комплекса (БЖСК). Но по основным компонентам комплекс БЖРК был готов к испытаниям.
В то время считалось, что если объект отправлен на полигон, то государственные испытания начались. Они ведь состояли не только из непосредственно пусков. О возможности отправки БЖРК из Павлограда в Плесецк разгорелась нешуточная дискуссия между промышленностью и заказчиками. Истекал срок, заданный постановлением — 1983 год, а готово было не все. Серьезное обсуждение велось на узком совещании первых руководителей Минобщемаша СССР и РВСН, на котором определялось, отправлять или нет первый БЖРК на испытания. На нем решающую роль сыграло грамотное и смелое поведение председателя госкомиссии по испытаниям комплекса Г.М. Малиновского. Он доказывал, что нужно безотлагательно убедиться в правильности концепции комплекса. Пуски из БЖРК уже возможны, и тянуть с этим, ожидая комплектации его второстепенными системами, нельзя. Слишком мало времени.
Надо сказать, что заместитель главнокомандующего РВСН генерал-полковник Г.М. Малиновский, обосновывая свою позицию, шел против своего непосредственного начальника, командующего РВСН В.Ф. Толубко, и реально рисковал своим положением. На меня это произвело очень большое впечатление. Г.М. Малиновский был вообще незаурядным человеком, и я рад, что впоследствии мне пришлось много с ним общаться. Он был очень опытным и знающим инженером, к тому же обладал очень высокой общей культурой, прекрасно знал историю, и не только военную. Любил работать руками и имел соответствующее хобби.
В результате поезд БЖРК с ракетой 15Ж52 в конце декабря 1983 г. ушел в Плесецк. Испытания комплекса начались. Первый пуск ракеты 15Ж52 из пускового модуля БЖРК состоялся 18 января 1984 года. С целью исключения возможного опрокидывания пусковой установки в этом первом пуске стартовый вагон был жестко закреплен на бетонном основании пусковой площадки. Были определенные опасения — насколько будет эффективен «заклон» ракеты при пуске. Но все обошлось благополучно. Дальше таких радикальных мер удержания пусковой установки не применяли. Всего в январе 1984 — апреле 1985 гг. было проведено 10 пусков ракеты 15Ж52 из БЖРК 15П952, из которых был один аварийный и два частично успешных. Испытания шли более успешно, чем у ракеты 15Ж44 для стационарного старта. Причины имевшихся отказов ракеты были уже в основном определены и устранены.
В ходе летных испытаний была подтверждена принципиальная возможность пусков ракеты РТ-23 из железнодорожной пусковой установки, подтверждена правильность технических решений, заложенных в ракету и пусковой модуль.
В 1983 году одновременно с проведением испытаний началось подготовка к эксплуатации БЖРК, оборудование маршрутов движения БЖРК, строительство пунктов постоянной дислокации, мест стоянки.
Однако поставка ряда систем БЖРК все еще отставала. И самое главное, РВСН был не полностью удовлетворен характеристиками комплекса РТ-23, прежде всего стойкостью к поражающим факторам ядерного взрыва.
В этих условиях параллельно с испытаниями комплексов РТ-23 были развернуты работы по улучшению их характеристик, созданию комплексов РТ-23УТТХ. Решением Совета обороны от 10 февраля
1983 г. работы по стационарному комплексу с ракетой 15Ж44 были остановлены, а БЖРК с ракетой 15Ж52 были приняты в опытную эксплуатацию для накопления опыта использования в войсках. Для оценки эксплуатационных характеристик, отработки организации движения, связи, взаимодействия с МПС были изготовлены и переданы РВСН два агрегата БЖСК 15П252.