Ракета К-27 (Р-27, «изделие 470»)

Ракета К-27 (Р-27, «изделие 470»)

К началу 1970-х гг. как в США, так и в СССР осуществлялись программы создания истребителей четвертого поколения. На этапе выпуска аванпроекта по будущему МиГ-29 в качестве основного вооружения перспективных истребителей рассматривались ракеты, предназначенные для самолетов третьего поколения и уже находившиеся на завершающем этапе разработки: Р-60, Р-23 и копия «Сперроу» — отечественная Р-25. Но к середине 1970-х гг. назрела необходимость создания вооружения, по боевым возможностям опережающего американские образцы, а не копирующего их с более чем десятилетним отставанием.

С началом заданных постановлением партии и правительства от 26 июня 1974 г. опытно-конструкторских работ по будущим МиГ-29 и Су-27 на «Вымпеле» в том же году подготовили техпредложения по ракете К-27-соответственно «изделию 470». В 1975 г. работу поручили коллективу во главе с А. Л. Ляпиным. Проектирование осуществлялось под руководством П.П. Дементьева и В.Т. Корсакова.

Перспектива одновременной разработки двух истребителей практически одинакового назначения еще на стадии техпредложения 1974 г. подсказала принципиальное решение создать систему унифицированных ракет: К-27А для легкого МиГ-29 и К-27Б для тяжелого Су-27. Предполагалось, что варианты ракеты будут отличаться только двигательными установками и, соответственно, дальностью пусков. Исходя из сложившейся практики сочли целесообразным предусмотреть для каждого варианта ракеты с различными двигательными установками исполнение с «радийной» и «тепловой» ГСН. Так определилась концепция «модульной» ракеты с варьируемыми ГСН и двигательными установками и унифицированной центральной частью. Вслед за первым техпредложением на «Вымпеле» разработали два дополнения к нему по ракетам К-27В, а затем и по К-27ВУ Многовариантность технических решений в значительной мере определялась отсутствием соответствующего ТТЗ Заказчика.

Однако реализация данной схемы унификации потребовала изыскания специальных мер для сближения аэродинамических характеристик вариантов ракет с почти полуторакратной разницей масс. Еще больше отличались моменты инерции и геометрия изделий.

Эффективность одного из этих мероприятий, а именно применения дестабилизаторов разной площади для компенсации различий аэродинамических характеристик вариантов ракет уже была убедительно подтверждена на ракетах с тепловыми и «радийными» ГСН семейства Р-23/Р-24.

Представлялось очень заманчивым добиться взаимозаменяемости двигательных установок, исключив кабельные и газовые связи аппаратуры управления и газогенератора в центральном блоке с хвостовой частью ракеты. Однако принятая схема «утка» традиционно связывалась с необходимостью размещения в хвостовой части рулевых машин привода управления элеронами. Дело в том, что при свойственном данной схеме переднем расположении рулей их отклонение порождает скос воздушного потока, воздействующего на установленные в хвосте крылья таким образом, что при определенном сочетании углов отклонения рулей и углов атаки и скольжения возникает явление реверса управления по крену — момент от аэродинамических сил на крыльях действует в направлении, противоположном моменту от сил на рулях, и превышает его. Поэтому практически на всех ракетах, выполненных по схеме «утка», рули служат только для управления по тангажу и рысканию, а по каналу крена используются либо обеспечивающие стабилизацию элероны, либо роллероны, ограничивающие скорость вращения ракеты по крену.

Однако конструкторам «Вымпела» удалось прервать этот «порочный круг» и обеспечить управление ракетой по всем каналам дифференцированным отклонением рулей, отказавшись от элеронов. Для этого применили рули уникальной формы — «бабочка» с отрицательным сужением — с хордой в корне, почти вдвое меньшей, чем у законцовок, с отрицательным углом стреловидности по передней кромке и положительным у задней. В результате область наиболее возмущенного рулями потока воздуха оказалась отнесена от корпуса ракеты и оказывала минимальное воздействие на крылья малого удлинения, размах которых был в полтора раза меньше, чем у рулей.

Принятая схема не получила единодушного одобрения. Так, по мнению специалистов НИИ-2 (ныне ГосНИИАС), условиям применения К-27 более соответствовала «нормальная» схема с размещением рулей для управления ракетой в ее хвостовой части. В этом случае снижалось сопротивление при малых углах атаки, увеличивалось аэродинамическое качество. Однако нормальная схема требовала разнесения элементов управления между носовыми и хвостовым отсеками ракеты, что нарушало модульный принцип построения. Ставилась под вопрос и унификация хвостовых отсеков ракет с двигателями разного диаметра. Поэтому конструкторы «Вымпела» проработали и «нормальную» схему», но, опираясь на поддержку ЦАГИ, сохранили избранную ими схему — нечто промежуточное между «уткой» и «поворотным крылом».

Принципиально новые технические решения реализовали и в бортовой аппаратуре ракеты. При реализации обычной полуактивной ГСН на перспективных советских ракетах не удавалось достигнуть превосходства над «Сперроу» А1М- 7М, так как отечественные самолетные РЛС и ГСН ракет уступали американским аналогам по потенциалу подсветки и чувствительности приемника.

Поэтому в ходе разработки для ракет с «радийными» ГСН специалисты НИИП на основании результатов исследований приняли комбинированную схему функционирования. Следует отметить, что на «Сперроу» использовалось более примитивное техническое решение: даже не простое инерциальное управление без коррекции по радио, принятое на Р-24, а стартовая, так называемая «английская» поправка, аналогичная схеме, реализованной в Р-23.

Разрабатывавшаяся в НИИ радиостроения коллективом под руководством заместителя главного конструктора В.В. Чуброва полуактивная радиолокационная головка самонаведения РГС-27 (9Б1101 К) работает по отраженному от цели излучению функционирующих в дискретно-импульсном режиме бортовых РЛС Н0-01 и НО-19, установленных соответственно на самолетах Су-27 и МиГ-29. Впервые в ГСН применена антенная система с трехосной стабилизацией. Применяемые в ГСН цифровые вычислительные устройства обеспечивают реализацию адаптивной логики при воздействии естественных и организованных помех.

Наряду с основным вариантом полета с реализацией метода пропорциональной навигации могут применяться особые режимы наведения, обеспечивающие более благоприятные режимы работы ГСН и радиовзрывателя.

Тепловая головка самонаведения обеспечивает режим длительной работы (до 3 ч) под носителем с включенной системой охлаждения. Углы целеуказания составляют до ±55°. Старт ракеты производится после захвата цели ГСН. Головка самонаведения имеет оживальную форму со сферическим притуплением. Ее удлинение составляет 1,6–2 против 2,5–3 у чисто оживальной «радийной» ГСН.

За головкой самонаведения во втором отсеке последовательно расположены радиовзрыватель и автопилот, в третьем отсеке находится энергоприводной блок с турбогенератором с силовым приводом гидронасоса и электрогидравлическими рулевыми машинами. Четвертый отсек — стержневая или осколочно-фугасная боевая часть с радиусом поражения 11 м. Все варианты ракет унифицированы в зоне от второго до четвертого отсека. Пятый отсек представляет собой твердотопливный двигатель с титановым корпусом. На К-27 применен однорежимный двигатель диаметром 0,23 м и длиной 1,5 м, на К-27Э — двухрежимный длиной 2,2 м при диаметре 0,26 м.

Применение в составе более тяжелых ракет мощной двигательной установки с большим запасом твердого топлива позволило не только увеличить максимальную дальность пусков, но также и поднять среднюю скорость этого варианта Р-27. Последнее дает существенные тактические преимущества над «Сперроу» в «дуэльной» ситуации. При одновременном пуске ракет истребителями на встречных курсах более скоростная отечественная ракета с большей вероятностью поразит цель. В результате пораженный самолет прекратит подсветку цели, что приведет к срыву наведения его ракеты, а его противник останется невредимым.

Стыковка отсеков осуществляется с применением запирающих элементов эксцентрикового типа. Ракета поступает в войска в собранном, за исключением крыльев и рулей, виде.

Пуск всех типов ракет производится с АПУ-470 рельсового типа, а «радийных» изделий — также и с катапультных установок АКУ-470. Пусковые установки АПУ-470 оснащаются встроенной системой охлаждения.

Окончательный вариант определился в 1 976 г. при выпуске эскизного проекта, отразившего требования постановлений от 19 января 1975 г., уточнивших требования к МиГ-29 и Су-27 соответственно. Были установлены и сроки представления ракет на государственные испытания: 1978 г. для К-27 на МиГ-29 и 1979 г. для К-27Э на Су-27. При этом исследовался вопрос оснащения К-27 также и самолетов МиГ-23. Следующий 1977 г. наряду с защитой эскизного проекта ознаменовался первыми вылетами прототипов МиГ-29 и Су-27, а также началом натурной отработки ракет — проведением двух пусков баллистических «изделий 472» с наземной пусковой установки.

Компоновка ракеты Р-27Р:

1 — ГСН; 2 — радиолокационный НВ; 3 — автопилот; 5 — гидронасос; 6 — турбогенератор; 7 — газогенератор; 8 — ПИМ; 9 — боевая часть; 10-двигатель.

Ракета Р-27ЭР («изделие 470-1Э»).

Ракета Р-27ЭР (вариант обтекателя).

Ракета Р-27ЭА.

Первоначальная отработка РЛС «Рубин» и головок самонаведения ракет проводилась на летающей лаборатории ЛЛ-124, созданной на базе Ту-124. На начальном, автономном этапе летных испытаний пуски четырех баллистических и двух программных ракет выполнили в начале 1979 г. с МиГ-21 бис N91116. Несколько позже в том же году провели и первые пуски шести программных и двух телеметрических К-27 с доработанного МиГ-23МЛ № 123. Тогда же осуществили два программных и три телеметрических пуска К-27Э с Су-15Т № 02–06 (так называемой ЛЛ 10–10, в большей мере, чем МиГ-23, приспособленной для применения тяжелого варианта ракеты).

в соответствии с решением ВП< от 31 января 1979 г. рассматривались вопросы использования радиокоррекции на участке инерциального полета К-27. Bелись также проектные проработки по определению возможности существенного облегчения ракеты класса К-27, но в те годы они не дали положительных результатов применительно к "радийному варианту. Для облегченного теплового варианта было разработано ТЗ. ко в связи 00 значительной разунификацией с остальными модификациями К-27 и это направление не получило развития.

В следующем году объем летных испытаний многократно увеличился. С МиГ-23МЛ провели пуски 22 программных ракет, а также шести ракет с тепловыми ген по парашютным мишеням и Ла-17. Еще 14 ракет с тепловыми головками запустили по аналогичным целям с ЛЯ 10–10 (Су-15Т), завершив в 1980 г. испытания ракеты на этой летающей лаборатории. Наряду с натурной отработкой велись и проектные исследования по облегченной "тепловой» ракете, было подготовлено дополнение к эскизному проекту по вариантам ракеты с усовершенствованными ГСН.

Госиспытания теплового варианта ракеты начались с мая 1980 г. на третьем опытном, еще не оснащенном РЛС, МиГ-29 № 902 (он же 912/3). Этот недостаток комплектации не препятствовал испытаниям ракеты с тепловой ГСН.

В 1981 г. автономными пусками с летающей лаборатории МиГ-23МЛ начался заводской этап испытаний "радийной” ракеты. В дальнейшем испытания проводил исьи на МиГ-29 № 918-первом укомплектованном РЛС, с которого впервые сбили воздушную мишень. Однако облеты РЛС принесли неприятный сюрприз. Выяснилось, что с установкой на МиГ-29 ее дальность обнаружения оказалась почти на треть меньше заданной.

Велась проектно-конструкторская увязка 'радийной" ракеты с катапультным вариантом пусковой установки АКУ-470, атакже натурная отработка АКУ-470 в наземных условиях. Продолжались и испытания теплового варианта ракеты: провели почти четыре десятка пусков программных и телеметрических ракет, в том числе по Ла-17. Первые пуски тепловых ракет по Ла-17 провели и с прототипа Су-27 — самолета Т-10-4.

В следующем году выполнили еще 24 пуска ракет различной комплектации, включай три боевых, завершив при этом первый этап государственных испытаний на МиГ-29.В 1983 г удалось 8 основном выполнить программу второго этапа как на МиГ-29 {пуски производились с самолетов № 902, 919 и 920), так и на Су-27. В 1983 г провели еще 39 пусков К-27 и 66 К-27Э. Кроме того, по специальной программе на МиГ-29 № 921 исследовалась устойчивость работы двигателей при пусках ракет Государственные испытания завершились в 1984 г Оба варианта ракеты К-27 приняли на вооружение в 1987 г как Р-27Р и Р-27Т.

Большой объем испытаний ракет семейства К-27 помимо новизны решаемых задач определялся и тем, что МиГ-29 и Су-27 несли разные радиоэлектронные комплексы с различным математическим обеспечением. Правильность алгоритмов приходилось проверять реальным применением ракет, что увеличило объем испытаний на десятки пусков.

Подвеска ракеты Р-27Р под крылом истребителя Су-27.

Узлы подвески ракет Р-27Р на истребителе Су-27.

Как известно, уже после начала испытаний Т-10 (прототипа Су-27) приняли решение о внесении в проект серьезных изменений, фактически соответствующих разработке самолета практически заново. В частности, радикально пересмотрели и основные решения по бортовой РЛС. Отработка новых вариантов К-27 велась на МиГ-29 (№ 920) с июня по сентябрь 1984 г.

Испытания ракеты К-27Э несколько затянулись и сопровождались введением доработок в ГСН, инерциалыную систему, аппаратуру радиокомандной линии. Только а 1990 г ракету приняли на вооружение в вариантах Р-27ЭР и Р-27ЭТ Производство развернули на Заводе им. Артема в Киеве.

В целом разработанное ракетное вооружение обладало преимуществом над “Сперроу" AIM-7F по дальности пуска, достигнутым за счет реализации инерциального участка наведения. Модульный принцип построения семейства ракет позволил не только разработать не предусматривавшийся американцами «тепловой» вариант Р-27, но и создать модификации ракет с повышенными энергетическими возможностями, по досягаемости приближающихся к современным ракетам большой дальности и обладающих высокой эффективностью в бою на средних и малых дистанциях за счет высокой средней скорости полета. Создателей ракет отметили Государственной премией в 1991 г.

Экспортные варианты ракет Р-27Р-1 и Р-27Т-1 выпускались в связи с поставками за рубеж МиГ-29 в варианте МиГ-29А с 1988 г. и МиГ-29Б с 1986 г., а Р-27ЭР-1 и Р-27ЭТ-1 — с началом поставок Су-27 в 1990-6 гг.

Предусматривается возможность применения ракет семейства Р-27 также и на более ранних образцах истребителей второго и третьего поколений после их комплексной модернизации, в частности, по проекту МиГ-21 -93.

Помимо четырех основных вариантов ракет на базе Р-27ЭР была также создана ракета К-27П с пассивной радиолокационной головкой самонаведения. Работы начались по решению ВПК от 18 августа 1982 г. Еще ранее в омском ЦКВА (бывшем ОКБ-373) коллективом во главе с Г. Бронштейном проектировалась ГСН, а в 1981 г появился эскизный проект. Предварительные испытания провели в 1984–1985 гг в основном на МиГ-29 № 2970 и 971. Испытания завершились с положительным результатом в 1986 г с рекомендациями о принятии на вооружение и передаче в серийное производство. Испытания К-27ЭП в составе вооружения Су-27 велись с 1986 г. на самолетах № 10–21, 10–22, 10–23, 10–31, 10–32 и завершились в 1989 г Длительное время ракета не предлагалась на внешний рынок, но в 2004 г. ее продемонстрировали на выставке Fidae-2004.

На ряде авиационных салонов представлялись материалы по варианту ракеты Р-27ЭАС комбинированной системой наведения. Используется ГСП АРГС-27 — инерциальная, с радиокоррекцией и активным радиолокационным самонаведением на конечном участке, что обеспечивает реализацию принципа «выстрелил и забыл». Развертывание полномасштабных опытно-конструкторских работ по этому варианту началось по решению ВПК от 19 июля 1982 г. Эскизный проект по активной ген был выпущен еще в 1981 г Наиболее сложной задачей для ее конструкторов — сотрудников лаборатории А.М. Сухова в НИИ «Агат» — явилось создание малогабаритного передающего устройства мощностью 30–60 Вт с многолучевым клистроном в качестве выходного вакуумного прибора.

Эскизный проект по ракете в целом закончили в 1983 г. В 1984 г для применения К-27А готовили МиГ-29 № 919, в следующем году- № 925, но эти машины задействовали под более приоритетную работу — испытания РВВ-АЕ. Фактически летные испытания К-27А велись на МиГ-29 № 970 и 971. В 1985 г выполнили три пуска, в следующем году — пять.

В АРГС-27 предусматривалось использование бортовой цифровой ЭВМ «Алиса» на микросхемах серии 588, но ее отработка шла настолько тяжело, что стало рассматриваться и применение вычислителей других типов. Время было упущено, и в 1988–1989 гг в связи с сокращением финансирования исследования по АРГС-27 были практически приостановлены ради продолжения работ по ГОН для ракеты РВВ-АЕ. Тем не менее работы в данном направлении были продолжены НИИ «Агат» в инициативном порядке. Мало того, удалось снизить массу этой модификации ген в полтора раза — с 21,5 до 14,5 кг а также увеличить дальность захвата.

В целом разработка ракет семейства К-27 позволила предельно полно реализовать принцип унификации как по вооружению истребителей «тяжелого» и «легкого» классов, так и по созданию важнейших элементов ракеты, единых для вариантов с различной дальностью и принципами наведения на цель. Большой вклад в разработку ракеты на «Вымпеле» внесли В.Г Карасков, А.Л. Рейдель, П.П. Васильев, А.Б. Пригорникер.

За рубежом эта ракета получила наименование АА-10 Alamo.

Ракета Р-27ЭТ («изделие 470-ЗЭ»).

Ракета Р-27Р («изделие 470-1»).

Ракета Р-27Т («изделие 470-3»).