— 'Стрела-2' выходит на рубеж пуска, — доложил оператор БИУС. — 'Стрела-1', 'Стрела-3', 'Стрела-4' готовы произвести пуск.
— Группам 'Стрела' — атаковать цель 'Альфа-2' согласно основному плану атаки, — скомандовал адмирал Олейник.
— 'Стрела-1', 'Стрела-2', 'Стрела-4' произвели электронный пуск по цели 'Альфа-2', — доложил радист. — 'Стрела-3' ожидает команды ведущего.
— Чего они ждут? — спросил Хрущёв.
— Три группы первым пуском атакуют корабли эскорта. Пока те заняты самообороной, четвёртая группа с небольшой задержкой атакует авианосец.
— 'Стрела-3' произвела электронный пуск, — доложил радист.
— Ударные группы повернули на обратный курс, — сообщил оператор БИУС.
Отметки атакующих самолётов на дисплее развернулись в сторону от цели.
— 'Акула-3' и 'Акула-5' докладывают о выходе на рубеж пуска, — сообщил радист.
— А это уже наши подводные лодки. Не те, что в составе завесы впереди нас, а другие, они следили за вражеской АУГ, но, по сценарию учений, ночью авианосец сумел от них оторваться. — Кузнецов указал на дисплее оперативной обстановки их позиции. — Сейчас они получили целеуказание и тоже вышли на рубеж атаки.
Прошло ещё несколько минут напряжённого ожидания.
— 'Акула-3' и 'Акула-5' выполнили пуск, — доложил радист.
— Группы 'Стрела' с первой по четвёртую приближаются к рубежу пуска по мишеням, — сообщил оператор БИУС.
— Вот, сейчас будет самая зрелищная часть учений, — адмирал пригласил Первого секретаря к большому экрану проекционного телевизора. — В районе мишеней у нас находятся беспилотники с телекамерами и дирижабль-ретранслятор. Мы всё увидим по телевизору.
На экране появились низкие баржи с установленными на них щитами и уголковыми отражателями. Они были выставлены в форме круга, напоминающего типичный ордер авианосного соединения. Сначала на экране ничего не происходило. Внезапно одна из мишеней окуталась огненным облаком взрыва. Всё произошло так неожиданно, что Никита Сергеевич даже не разглядел, с какого направления прилетела ракета.
Затем было ещё два попадания в соседние мишени. Тут уже Первый секретарь, впившийся взглядом в экран, успел разглядеть мелькнувшие буквально в считанные доли секунды перед попаданиями светлые полоски, подлетавшие к мишеням на малой высоте. В течение менее чем минуты все мишени были поражены.
— Чем они стреляли? Я едва успел заметить две или три ракеты перед попаданиями.
— Тут сборная солянка, так сказать, — ответил Кузнецов. — Е-57 стреляли ракетами 3М10П, сверхзвуковыми, с прямоточным двигателем. Помимо них, в ударе участвовали Ту-16 с ракетами КСР-5, подводные лодки с ракетами П-6, и крейсер 'Дзержинский' стрелял ракетой В758 зенитно-ракетного комплекса М-2. Все попадания снимали на киноплёнку для подробного изучения. Когда фильм смонтируют, я распоряжусь сделать вам копию.
По окончании активной фазы учений на палубе авианосца устроили общее построение. Первый секретарь, полностью довольный увиденным, похвалил всех за чёткие профессиональные действия в условиях, близких к боевым:
— Молодцы, товарищи! Все молодцы! И моряки, и лётчики. То, что я видел своими глазами, позволяет мне с чистой совестью доложить Центральному Комитету партии, что народные деньги были потрачены не зря. Личный состав показал высокий профессионализм во владении сложнейшей современной боевой техникой. Я поздравляю вас всех, товарищи, с успешным завершением учений, и от всей души желаю вам применять это оружие и впредь только и исключительно по мишеням на полигонах. Не дай и не приведи нам использовать такую мощь в реальной боевой обстановке. Партия и правительство всеми силами постараются этого избежать. Но теперь мы знаем, что при необходимости никто из защитников Родины не подведёт.
#Обновление 14.02.2021
26. Сварка в космосе и первые многоразовые
К оглавлению
Посреди бескрайней приволжской степи, невдалеке от берега Волги, на полигоне глубоко в землю была вкопана массивная конструкция. На платформе из 6 тысяч кубометров бетона, 700 тонн стали и 3000 тонн асфальта, заглублённой в землю, упираясь головной частью через стальную 'подушку' в бетонный упор, лежал 580-тонный твердотопливный ускоритель, вокруг которого заканчивала финальные предпусковые проверки бригада испытателей. Предыдущие три испытания закончились взрывами, вынудив создателей ракеты — Александра Давидовича Надирадзе и Бориса Петровича Жукова, многократно пересматривать и совершенствовать технологию отверждения топливной шашки и конструкцию двигателя.
Подготовка к испытанию завершилась, люди спешно покинули испытательную площадку полигона и скрылись в подземном бункере неподалёку. Из громкоговорителя, висящего на столбе, прозвучали команды обратного отсчёта. Из сопла ударило ослепительно белое пламя горящего алюминиевого порошка, смешанного с полибутадиеном и перхлоратом аммония. Белый дым, моментально смешиваясь с поднятой с земли пылью, жёлто-серо-коричневой тучей прокатился по степи, поднимаясь в небо. Земля задрожала от грохочущего рёва.
(Примерно вот так это выглядит https://www.youtube.com/watch?v=p9xtHKc84bI)
Понадобилось всего 2 минуты, чтобы 500 тонн топлива полностью выгорели. Реактивная струя ослабела и прекратилась, теперь из раскалённого сопла вырывалось вверх жёлто-оранжевое пламя и валил чёрный дым. Резиноподобное теплозащитное покрытие не давало стенкам двигателя потерять прочность и расплавиться за те 123 секунды, пока топливо не сгорело. Теперь покрытие придётся заменить на новое, в процессе восстановления перед следующим запуском, но это всё равно будет дешевле, чем потерять стоящую в несколько раз дороже жидкостную ракету.
— Какая тяга, Александр Давидович? — спросил председатель Государственной комиссии Лев Архипович Гришин.
(В реальной истории Л.А.Гришин погиб 24 октября 1960 г при взрыве МБР Р-16 на Байконуре. В АИ эту катастрофу предотвратили, см. гл. 05-21)
— Примерно 1200 тонн в начале, и в течение первых 20 секунд нарастает до максимума — 1415 тонн, как и рассчитывали, — ответил Надирадзе, разглядывая ленту самописца динамометра. — Потом снижается до 820 тонн к 52 секунде, по расчёту там будет максимальный пик аэродинамического сопротивления. Дальше нарастает до 970 тонн на сотой секунде, и за последние 20 секунд падает до нуля.
— Похоже, соответствует расчётным значениям, — добавил Жуков, заглядывая в график вместе с Надирадзе.
— Самый главный успех — это, что на этот раз оно не бабахнуло, — председатель Государственной комиссии радостно улыбался. — Поздравляю с успешным испытанием, товарищи!
— Надо будет прожечь ещё пару раз, прежде, чем ставить на стартовый стол, — заметил Надирадзе. — Нужно удостовериться, что технология отверждения даёт стабильные результаты, и это не был случайный успех. Так что, Лев Архипыч, в Москву сообщите, что испытание успешное, но лишнего не говорите, чтобы руководство раньше времени не обнадёживать.
Эксперименты с переводом ракетных двигателей на топливную пару 'метан-кислород' были начаты сразу после того, как двигатель РД-33 перестал взрываться на стенде и начал устойчиво работать. Метан при сгорании в кислороде давал немного более высокий удельный импульс, он был дешевле керосина и намного меньше засорял двигатель продуктами сгорания, что было ключевым преимуществом при разработке многоразовых носителей. Впрочем, в 1960-61 гг о многоразовом носителе можно было только мечтать.
Недостатком метана было наличие на ракете двух криогенных компонентов топлива вместо одного. Но и тут природа оказалась благосклонна к людям — температура кипения метана — минус 164 градуса, была достаточно близка к температуре кипения жидкого кислорода — минус 183 градуса.
Поначалу работа шла медленно. Подбирали параметры форсунок, разрабатывали систему газификации сжиженных газов, чтобы в камеру сгорания оба компонента попадали в газообразном состоянии. Военные не были заинтересованы в этой работе — для их целей ракеты с криогенными компонентами топлива были неудобны в хранении и подготовке к пуску. Они и от кислородно-керосиновой Р-9 отмахивались, как чёрт от ладана, и согласились только после того, как её удалось разместить в вагоне и сделать 'ракетные поезда' (АИ).
Тем более, обеспечить посадку первой ступени в 1960-61 году никто и не пытался. До самого 4 марта 1961 года, когда противоракета В-1000, стартовавшая с полигона Сары-Шаган, перехватила боевую часть запущенной из Капустина Яра ракеты средней дальности Р-12. Сергей Павлович Королёв затребовал через ВИМИ описание системы управления противоракетой и внимательно его изучил. После чего передал описание руководителю 'управленцев' Борису Викторовичу Раушенбаху.
— Борис Викторович, почитайте и прикиньте, не поможет ли нам подобная система решить задачу управления возвратом первой ступени?
Предложенная Григорием Васильевичем Кисунько схема управления по методу 'трёх дальностей' включала в себя три мощных радиолокатора, разнесённых треугольником на большое расстояние. Они замеряли расстояние до цели и расстояние до противоракеты, ЭВМ вычисляла координаты и вырабатывала команды управления, передаваемые с Земли на противоракету. Точность оказалась впечатляющей — противоракеты начали уверенно перехватывать малоразмерные баллистические цели на огромных встречных скоростях. Для объектовой системы ПРО такой подход оказался не слишком пригоден — в случае атаки несколькими боеголовками с разных сторон система в исходном виде могла перехватить только одну из них. Развитие систем ПРО пошло по пути создания радаров с фазированными антенными решётками.
Но для управления первой ступенью ракеты на траектории снижения этот метод вполне годился. Более того, размеры ступени были много больше боеголовки, что позволяло использовать менее мощные радиолокаторы, вплоть до серийных станций наведения ракет (СНР) от зенитно-ракетных комплексов. Оставалось придумать, как посадить ракету на землю. Разместить на ступени ЭВМ, способную обеспечить управление посадкой, в начале 60-х было нереально. Управлять ракетой с Земли получалось только на участке снижения. Самый ответственный момент посадки автоматизированному управлению не поддавался.
— Думайте, предлагайте варианты, — распорядился Королёв. — Рассмотрим все предложения и выберем лучшее.
Предложений было высказано много. Предлагали и посадку на воду, что было отвергнуто сразу: окунать раскалённый двигатель в воду — плохая идея. Парашюты не обеспечивали нужной скорости касания земли, а весили прилично. В случае, если купол не отделится сразу после касания, любой порыв ветра повалит ракету. Высказывали и ещё более экзотичные варианты, вроде посадки в котлован, наполненный надувными сферами. Этот вариант даже проверили, зацепив первую ступень с габаритно-весовым макетом двигателя дирижаблем и сбросив с точно рассчитанной высоты, со скоростью, имитирующей скорость снижения на парашюте, в загородку, наполненную баскетбольными мячами. Элементарный тест показал, что при падении плашмя ступень деформируется под собственным весом.
— Если не получается посадить ступень на Землю — давайте попробуем поймать её в воздухе, — предложил Максимов.
— Как её поймать? Сачком, что ли?
— Можно и сачком, но лучше — батутом. Только батут надо подвесить повыше.
— А это мысль... — согласился Королёв, набрасывая эскиз на бумаге. — Американцы же ловят самолётом посадочные капсулы со спутников.
Систему посадки первой ступени сделали в виде сетки из тонких стальных тросов. Диаметр сетки составлял сто метров. Её подвесили к шести оболочкам аэростатов, удерживаемых системой растяжек на высоте около километра. Растяжки не только не давали аэростатам улететь, но и не позволяли им столкнуться, когда в сетку упадёт груз. Сначала провели серию бросковых испытаний — в сетку с дирижабля сбрасывали габаритно-весовой макет. Потом его опускали на землю и тщательно измеряли, выявляя, нет ли деформаций.
Метан-кислородный двигатель и систему посадки первой ступени отрабатывали на носителе 'Союз-2.1', используемой для запусков спутников. Эта ракета, в отличие от 'Союз-2.3', имела один блок первой ступени, с одним двигателем, её запуск был лишь немного дороже пуска баллистической Р-9, а с метановым топливом — даже дешевле. В первых запусках вместо второй ступени и полезной нагрузки устанавливали габаритно-весовые макеты. Первое лётное испытание провели в январе 1964 года. Изделие установили на стартовый стол рано утром 14 января, два дня ушло на последние тщательные проверки — не только самой ракеты, но и систем отслеживания, и 'уловителя'. В ночь с 15 на 16 января ракету заправили криогенными компонентами топлива. В 9.00 16 января был произведён пуск.
Схему полёта первой ступени выбрали относительно простую — после выработки основного запаса топлива и отделения второй ступени, первая продолжила лететь прямо вверх с отключенным двигателем, пока гравитация не замедлила набранную скорость до нуля. Потом ступень начала вертикально падать на Землю, стабилизируясь раскрывающимися решётчатыми рулями. Двигатель снова включился, для этого на борту был предусмотрен резервный запас топлива и немного самовоспламеняющихся компонентов — несимметричного диметилгидразина и тетраоксида азота. Тягу двигателя задросселировали, чтобы уменьшить скорость до нужного значения. В результате ракета не просто падала, а снижалась относительно медленно, без образования сплошного плазменного кокона. В момент снижения её взяли на сопровождение три радиолокатора, расположенные треугольником. ЭВМ рассчитывала текущие координаты ступени, сравнивала их с координатами 'ловушки', вычисляла рассогласование по осям и передавала команды на ракету при помощи аппаратуры передачи команд, также позаимствованной с зенитно-ракетного комплекса, наводя снижающуюся ступень более-менее в центр 'батута', подвешенного на аэростатах.
Высота 'батута' была известна, перед касанием ЭВМ подала команду увеличить тягу двигателя, ракета снизила скорость до минимума, после чего двигатель отключился, и ступень упала в сетку. Перед касанием баки ракеты наддули продуктами сгорания из турбонасосного агрегата, чтобы увеличить их устойчивость. Не будь аэростаты закреплены растяжками, они бы тут же схлопнулись вместе, но привязная система удержала их. Сетка провисла, амортизируя и гася остаточную скорость ступени, после чего 'авоську' с ракетой при помощи лебёдок аккуратно опустили на землю.
Безусловно, у такой схемы был существенный недостаток — для ракеты 'Союз-2.3', с её трёхблочной компоновкой, требовалось уже девять локаторов и три 'батута' — по одному комплекту для каждого блока. При этом размещать их приходилось на трёх позициях, точно рассчитанных по удалению — удлинённый центральный блок работал как вторая ступень, как у Р-7 — все двигатели первой и второй ступеней запускались одновременно, при этом он улетал значительно дальше 'боковушек'. Однако, проблема была решаема, за счёт использования серийных мобильных СНР от комплекса С-75. Для перевозки оборудования 'батута' требовалась целая колонна грузовиков. Но все эти недостатки окупались за счёт повторного использования целой ступени.
