Для полного решения проблемы была создана специальная газовая холодильная машина на кислородном уровне температур, которая, будучи установлена на емкости с жидким кислородом, конденсировала испарившийся из емкости газообразный кислород и возвращала его обратно в емкость уже в жидком состоянии. Так впервые в отечественной практике была решена проблема хранения жидкого кислорода практически без потерь.
Более того, цеолит очень пригодился в дальнейшем, так как после модификации использовался в качестве катализатора в реакторе для получения биотоплива. (http://media.gorod.dn.ua/smi/view_article.cgi?sid=12&nid=2861&aid=32584)
Р-9 также предполагалось использовать в качестве опытовой ракеты для отработки тяжёлой ракеты-носителя «Днепр» (АИ, в реальной истории — для отработки технологий для Н-1)
Параллельно разрабатывалась третья ступень, и несколько вариантов боевых частей, в том числе одна — в виде орбитальной бомбардировочной системы, для глобального варианта ракеты. Королёв в своей заочной конкуренции с Янгелем задумал «поставить планку так высоко, чтобы Михаил Кузьмич не допрыгнул».
Хотя это и не добавило энтузиазма Королёву, одним из вариантов боевого оснащения Р-9 было решено сделать маневрирующую ГЧ разработки Владимира Николаевича Челомея.
(АИ частично, такую ГЧ Челомей действительно разрабатывал, см. гл. 02-43 и www.e-reading.link/chapter.php/85671/51/Pervushin_-_Bitva_za_zvezdy-2._Kosmicheskoe_protivostoyanie_(chast»_I).html).
Челомей испытывал свою маневрирующую головную часть запусками на ракетах Р-5. Первый пуск оказался неудачным, боеголовка получила повреждения при входе в атмосферу, хотя и благополучно приземлилась на парашюте. (Там же) По результатам были внесены изменения в конструкцию, и уже во втором пуске головная часть приземлилась без повреждений. Она именно приземлялась, а не падала, чтобы свести к минимуму расходы.
В третьем пуске произошла неожиданная авария, и опытный образец головной части был потерян. Как оказалось, при осмотре после второго пуска не заметили трещину, образовавшуюся в теплозащитном покрытии, и при входе в атмосферу ТЗП прогорело. (АИ)
Были сделаны ещё два опытных образца, усилен послеполётный контроль. Результат не замедлил сказаться. Четвёртый и пятый пуски были полностью удачными. Р-5 стартовала из КапЯра, головная часть после входа в атмосферу, активно маневрируя, выходила в заданный район Семипалатинского полигона, после чего с высоты около 5 км опускалась на парашюте.
В 6-м пуске имитировали боевой запуск, нужно было оценить точность попадания в цель. Испытание было приближено к боевым условиям. Головная часть наводилась на цель, по радиосигналу. Для этого посреди боевого поля полигона поставили радиоретранслятор. Приёмник в боеголовке наводил её по равенству уровней сигнала, принимаемого 8-ю антеннами, выдвигаемыми из днища в стороны от конуса, между аэродинамическими решётчатыми рулями. (АИ) Разумеется, была и резервная инерциальная система наведения.
Точность оказалась удовлетворительной — воронка от попадания боеголовки была обнаружена в 400 метрах от ретранслятора — для 1959 года более чем неплохо. Челомей пошёл на усложнение эксперимента. В систему управления запрограммировали смещение по азимуту в сторону от радиомаяка — в боевых условиях это позволяло бы, прицеливаясь по передатчику популярной радиостанции, попасть, скажем, в лужайку перед Белым Домом.
Янгель, понимая, что Королёв его обходит, старался изо всех сил, но на нём, помимо Р-14 и Р-16, висела ещё двухступенчатая версия Р-12, получившая наименование 63С1, она же лёгкая ракета-носитель «Космос». Она разрабатывалась с момента испытаний Р-12 летом 1957 г, (АИ, см. гл. 02-43). Вторую ступень для неё с начала 1957 года разрабатывал Мишин, получивший Омский механический завод (АИ). Одновременно в ОКБ-586 разрабатывался эскизно-технический проект ракеты.
Янгелю очень повезло — успехи атомщиков, вовсю использовавших несостоявшийся мораторий на ядерные испытания для отработки новых типов зарядов, позволили сделать вместо моноблочной БЧ массой 1300 кг более лёгкую «голову» с тремя боевыми блоками по 250 килограммов каждый, аналогичными тем, что использовались в «баллистическом самосвале», сделанном для Р-7. Мощность термоядерного микрозаряда составляла 40-50 килотонн. За счёт полегчавшей головной части дальность удалось увеличить примерно на 1000-1500 км, что давало возможность из района Плесецка достать до Южной Каролины, а из района бухты Провидения можно было простреливать всю территорию США вплоть до южной Флориды.
При плотной совместной работе с Мишиным на создание эскизного проекта ушло около 8 месяцев. Хрущёв торопил, разработка технического проекта началась сразу же. Комплект чертежей был подготовлен к ноябрю 1958 года, одновременно заложили серию опытных образцов для испытаний, но запаздывал двигатель второй ступени из-за большой загруженности Глушко. Янгель, не дожидаясь, провёл несколько предварительных испытаний с габаритно-весовым макетом 2-й ступени и полезной нагрузки, что позволило отработать некоторые моменты, в частности отказы одного из приборов системы регулирования скорости вследствие вибраций на шахтном участке полёта. (Реальная причина аварии ракеты 63С1 в первом пуске 27 октября 1961 г РИ). Как только были получены несколько первых рабочих экземпляров двигателя второй ступени, Янгель провёл сначала наземные испытания на стенде, определив все необходимые параметры, в том числе — истинный расход топлива, а затем начал полноценные испытания с февраля 1959 года. (Причина 2-го неудачного пуска в реале — преждевременное отключение двигателя 2-й ступени после выработки топлива.)
Благодаря принятой в ОКБ-586 тщательной отработке конструкции ракета уже в первом полноценном пуске при неполной заправке показала дальность в 6000 километров. Подготовка к серийному производству была начата немедленно, не дожидаясь окончания испытаний. Сами испытания продолжались до октября 1959 года. Их результаты были признаны успешными, и уже в ноябре 1959 года первая советская МБР лёгкого класса была принята на вооружение и запущена в серийное производство на Омском механическом заводе, где уже выпускались серийно ракеты средней дальности Р-12. (АИ)
Параллельно Бармин спроектировал единую шахтную пусковую установку, пригодную для всех проектируемых типов ракет. Её глубина могла варьироваться. В шахту помещался амортизированный контейнер с ракетой, а на безопасном расстоянии в другой подобной же шахте вывешивался на амортизаторах аналогичный вертикальный цилиндрический контейнер, в котором был оборудован защищённый командный пункт. Сверху шахты накрывались многотонными крышками, открывавшимися с помощью порохового аккумулятора давления. Подобная защита позволяла выдержать даже близкий ядерный взрыв. Первые пусковые шахты для ракет 63С1 уже строились на Чукотке, где вблизи бухты Провидения располагался первый позиционный район для новых МБР.
Куда тяжелее шла разработка твердотопливной РТ-2. Начатая в марте 1954 года (АИ), она ещё продолжалась. С апреля 1958 г главным координатором работ по РТ-2 и своим заместителем по твердотопливной тематике Королёв назначил Игоря Николаевича Садовского. Также большую роль в разработке твердопливного заряда ракеты играли дирекор НИИ-125 академик Борис Петрович Жуков и начальник отдела в НИИ-125 Юрий Александрович Победоносцев.
К разработке и производству первых отечественных смесевых твердых топлив приступили Ленинградский Государственный институт прикладной химии (ГИПХ), возглавляемый Владимиром Шпаком, и завод имени Морозова, Пермский НИИ—130, возглавляемый Александром Михайловичем Секалиным, (позднее — НИИ полимерных материалов, с 1964 г — директор ЛеонидНиколаевич Козлов), и Пермский завод № 98 (Пермский завод имени С. М. Кирова; позднее НИИПМ и завод имени С. М. Кирова объединены в НПО имени С. М. Кирова), и Алтайский НИИ химической технологии, с 1959 года возглавляемый Яковом Фёдоровичем Савченко.
Трудность проектирования состояла не столько в конкретной разработке технической документации для производства, сколько в резко возросшем объеме согласований между КБ, расположенными в различных городах.
Тем не менее, чертежи ракеты были готовы ещё в 1956-м. Химический состав топлива был известен. Но на первый план вышли технологические трудности. Необходимо было подобрать дополнительные компоненты топлива: катализаторы горения, пластификаторы, отвердители и прочие добавки, улучшающие эксплуатационные характеристики заряда. Найти способы уберечь огромную топливную шашку от растрескивания, приводившего к немедленному взрыву, от стеклования и оплывания при хранении, и от других напастей. Удобный и безопасный в использовании, заряд твёрдого топлива оказался при хранении крайне капризным. К тому же заряды каждой ступени работали в различных условиях, и для достижения максимальной дальности требовали различного состава топлива.
Ещё одна беда была связана с меньшей точностью твердотопливных ракет. Жидкостный ракетный двигатель прекращает работу почти сразу после отсечки топлива. Горение прекращается, давление спадает быстро. Импульс последействия тяги, который в основном и вносит неопределённость на конечном этапе активного участка полёта, у ЖРД относительно невелик.
Иное дело — твердотопливный двигатель. Топливо последней ступени может сгорать неравномерно, большой объём камеры сгорания приводит к постепенному снижению давления. В результате на третью ступень действуют большие возмущающие воздействия. Вместе с несовершенными ещё гироскопами они приводили к большому разбросу боевых частей у цели.
В итоге на первой ступени серийной РТ-2 были установлены двигатели с твердотопливными зарядами, разработанные Алтайским НИИ химической технологии совместно с Пермским СКБ-172. На второй ступени — двигатели, разработанные Алтайским НИИ химической технологии совместно с Ленинградским ЦКБ-7. На третьей ступени — двигатели разработки Пермского НИИ-130 совместно с Пермским СКБ-172. (Источник http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/a-i-k/1998/4/pervov/mbr/mbr16.htm)
Королёв доложил Никите Сергеевичу, что ракета, скорее всего, выйдет на испытания в 1960-м. Это было долго, но другого выхода не было.
У Макеева дело шло быстрее. Главным образом, потому, что он начал разрабатывать свою ракету — на присланных технических решениях ещё не существовавшего американского «Поларис А-3», когда отработка состава твёрдого топлива уже была почти закончена, а его баллистические характеристики — подтверждены экспериментами.
Пуски с подводного стенда начались в 1958 г. (АИ, см. гл. 03-12) До зимних штормов на Чёрном море успели отработать старт с двумя заряженными топливом ступенями, с марта 1959-го начались испытательные пуски с полным зарядом топлива третьей ступени.
И тут как раз проявилась капризная сущность твёрдотопливной ракеты — из-за импульса последействия тяги разброс точек попадания боевых частей составил аж 8 километров (АИ). Хотя к дальности полёта претензий не было — при старте с морского полигона близ Феодосии трёхступенчатая ракета без проблем долетала до полигона Кура на Камчатке, пролетая семь с половиной тысяч километров. И это был не предел, топливную шашку третьей ступени в первых пусках немного уменьшали, чтобы ракета не перелетала Камчатку.
Макеев был сильно огорчён — итог большой и очень сложной работы мог обернуться полной неудачей. Несколько дней он ломал голову, а затем поехал советоваться к Королёву.
Перед Сергеем Павловичем стояла, в общем, аналогичная задача, применительно к его твердотопливной РТ-2. Поэтому он позвал Садовского, попросил принести чая, и они втроём устроили небольшой мозговой штурм.
Первое, что приходило в голову — сделать 1-ю и 2-ю ступени твердотопливными, а 3-ю — жидкостной. В присланных из 2012 года документах такое решение встречалось — было упоминание об одной ракете с мобильной ПУ. Но это решение было не лучшим — в этом случае ракета унаследовала недостатки как жидкостной, так и твердотопливной схемы. Если для шахтного базирования это было не фатально, то моряки, во главе с адмиралом Кузнецовым, резко возражали против жидкостных ракет на лодке.
И тут Сергей Павлович, вспомнив проходившие параллельно обсуждения, «как растолкать по орбитам несколько спутников», предложил:
— Не надо делать полноценную ступень. Надо всего лишь сделать что-то вроде разгонного блока, причем простейшего. Пара тороидальных ампулизированных баков с «вонючкой» (НДМГ+АТ), вытеснительная подача, камера сгорания от рулевого двигателя или что-то подобное. Этакий «автобус», на котором «едут» боевые блоки. И запускать его ещё до полного выгорания 3-й ступени. Заодно и небольшой прирост по дальности получить можно, но не это главное.
— Хорошая мысль, Сергей Палыч, — Макеев замер на несколько секунд, с отсутствующим видом сосредоточенно обдумывая конструкцию. — Попробуем что-то подобное проработать.
— В вашем случае, Владимир Петрович, ещё одна выгода вырисовывается, — добавил Садовский. — Электроника у нас развивается быстро. Пока что полноценная БЦВМ стоит слишком дорого, но можно поставить полупроводниковое программно-временное устройство, и отделять боевые блоки от «автобуса» не одновременно, а по очереди. Тогда при точном расчёте можно попробовать наводить боевые блоки индивидуально на несколько разных целей, пусть даже близко расположенных.
Королёв с уважением взглянул на своего заместителя. Он-то читал об разделяющихся головных частях индивидуального наведения в документах из будущего, но Садовский, похоже, додумался до этой идеи самостоятельно. Сам Сергей Павлович считал, что до появления полноценной и недорогой БЦВМ поднимать эту тему вообще не стоит. Но ведь рассчитать траектории можно и заранее, на значительно более мощной ЭВМ подводной лодки. И записать результаты расчёта в память каждой ракеты.
Макеев тоже сообразил, какие выгоды может принести ему идея Садовского:
— Отличная мысль, Игорь Николаич, надо будет с управленцами эту возможность обсудить.
После всестороннего обсуждения, макеевские специалисты по системам управления решили двигаться постепенно. Для начала добиться приличной точности попадания, а уж потом говорить об индивидуальном наведении боеголовок.
Конструкцию первого «автобуса» намеренно сделали как можно проще, чтобы не затягивать отработку изделия. Идея сработала — три головные части легли со вполне приемлемым разлётом относительно точки прицеливания — КВО составило около километра. Для стрельбы одиночной боеголовкой — многовато, но для «букета из трёх гвоздик», как выразился Макеев — вполне подходяще.
В ходе испытаний янгелевской 63С1, как только после первых удачных пусков в феврале 1959 года появилась уверенность в безотказной работе матчасти, Королёв уже официально вышел на Первого секретаря ЦК, Председателя Совета Министров и Председателя Военно-промышленной комиссии с предложением развёрнуть спутниковую систему связи при помощи новой ракеты. Вопрос был согласован заранее, Янгель тоже готовил ракету с учётом возможности её применения в качестве лёгкого носителя.
