История

ВЫСОКОДИНАМИЧНЫЕ РАКЕТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ДЛЯ ЗУР И АНТИРАКЕТ

В 1960-1980 гг. в нашей стране были созданы ракеты для систем противоракетной и противовоздушной обороны, обеспечившие надежную и эффективную защиту СССР и союзных государств. Эти системы существенно укрепили оборонную мощь страны, что способствовало переходу в 70-х годах к новой политике мирного сосуществования между СССР и США. Основу успеха в этой области заложила разработка высокодинамичных двигателей, легких и экономичных, работающих в условиях значительных вибраций и знакопеременных перегрузок, обусловленных эволюциями ракеты в полете.
Автор настоящей статьи принимал непосредственное участие в создании двигателей и возглавлял межведомственные комиссии по их наземной отработке.

Специалистами ОКБ под руководством выдающегося конструктора академика П.Д. Грушина был создан ряд высокоэффективных ракет ПРО и ПВО. Среди них высокодинамичная ракета дальнего перехвата А-350 и ее модификации, принятые на вооружение в составе Московского кольца системы ПРО, а также высокоманевренные зенитные ракеты средней и большой дальности В-860, 5В55 и их модификации для комплексов войск ПВО и Военно-Морского Флота.
Головные НИИ совместно с двигательными ОКБ принимали непосредственное участие в работах ОКБ П.Д. Грушина в части создания и отработки многорежимных жидкостных и простых в эксплуатации твердотопливных ракетных двигателей.
Рассматриваемые ниже двигатели входили в состав двигательных установок (ДУ) вторых ступеней противоракет и ЗУР А-350, В-860 и их модификаций. Первые ступени этих ракет оснащались твердотопливными ДУ, которые, обеспечив разгон ракеты на начальном участке полета, вместе со ступенью отделялись от ракеты. Вторая ступень, несущая полезную нагрузку, продолжала управляемый полет с помощью жидкостной ДУ, работающей на стабильных компонентах топлива. В процессе полета в составе ДУ функционировали многокамерные ЖРД системы управления ракетой, выполненные по открытой схеме. Двигатели являлись многорежимными с одно- и двукратным запуском. Баки всех двигателей были ампулизированы. Двигатели отличались высокой экономичностью и небольшими габаритами, обеспечивающими компактное размещение их на ракете и минимальную массу ДУ. Разработка таких двигателей явилась сложной научно-технической задачей.
Характерной особенностью условий работы двигателей ракет класса "поверхность-воздух" является наличие значительных знакопеременных перегрузок. Для обеспечения непрерывной подачи топлива устанавливаются специальные системы забора топлива маятникового, сильфонного и центробежного типа. Значения действующих на элементы конструкции ДУ максимальных суммарных эксплуатационных перегрузок, а также возникающих при переходных режимах работы и старте ракеты ударно-импульсных воздействий превышают 50 g.
Для огневой отработки автономных ЖРД и их межведомственных испытаний (МВИ) НИИ совместно с ОКБ был разработан ряд способов и средств, обеспечивавших гидродинамическое моделирование, а также позволявших имитировать некоторые из указанных выше натурных условий. Огневые испытания двигателей в составе ракетных блоков, включая МВИ, проводились на вертикальном огневом стенде. Это позволило в определенной мере воспроизвести при испытаниях динамические и прочностные характеристики ракетных и двигательных систем, а также действовавшие на них вибрационные нагрузки.
В процессе испытаний был выполнен большой объем измерений. Регистрировалось до 400 различных переменных параметров. Все применявшиеся измерительные каналы по уровню точности и быстродействия подразделялись на три группы: статические с высокой точностью измерения (0,5…1 %); динамические (точность 2…5 %); динамические для регистрации очень быстрых динамических процессов (точность 10…15 % по амплитуде колебаний).
При испытаниях была получена обширная информация о работе двигателей и ДУ на переходных и установившихся режимах.
Для всех двигателей рассматриваемого типа основными факторами, определяющими условия запуска, являются температура порохового стартера перед началом запуска и величина начального раскрытия проходного сечения регулятора. В процессе испытаний было установлено, что с увеличением температуры заброс тяги существенно возрастает и может достичь опасных значений при недостаточном быстродействии регулятора или при большой величине раскрытия его проходного сечения.
На процесс останова исследовавшихся двигателей внешние факторы влияли значительно слабее. Более существенными здесь являлись режимы работы двигателей перед остановом и интенсивность послепусковой продувки.
В процессе выполнения работ были применены разработанные методики и программы огневых и холодных испытаний, предусматривавшие разнообразные сочетания внешних факторов и режимов работы двигателей, а также огневые испытания ракетных блоков с ДУ после вибрационных испытаний, имитировавших виброперегрузки от работающих двигателей первой ступени.
Проведенными испытаниями была подтверждена работоспособность ДУ.
Разработанные методы нашли применение при проведении межведомственных испытаний двигателей и ДУ для ЗУР и противоракет, созданных в период 1960-1980 гг.
МВИ двигателей ракеты А-350 были успешно завершены в 1967 г. Это был большой успех коллектива ОКБ и его главного конструктора.
Через три года ракета А-350 была принята на вооружение в составе системы ПРО Москвы А-35.
В 1969 г. были успешно завершены МВИ двигателя для ЗУР В-880 большой дальности, способной поражать цели на расстоянии более 200 км, летящих со скоростью до 3500 км/ч. В начале 70-х годов ракета была принята на вооружение и находилась на боевом дежурстве в СССР и странах Варшавского договора. До настоящего времени она не имеет аналогов ни в нашей стране, ни за рубежом. В восьмидесятых годах во время боевых действий на Ближнем Востоке этой ракетой был сбит самолет-разведчик на большом (190 км) расстоянии, что явилось неожиданностью для противника.
В 60-70-е годов ОКБ П.Д. Грушина была разработана зенитная ракета средней дальности 5В55, способная поражать цели, летящие со скоростями более 2500 м/с в широком диапазоне высот их полета. Двигатель успешно прошел полный объем наземной отработки, включая МВИ и этапы летно-конструкторских испытаний.
В 1979 г. ракета 5В55 была принята на вооружение в составе комплекса ПВО С-300 и комплекса "Риф" Военно-Морского Флота. Я принимал участие в заключительных пусках ракеты, в ходе которых было сбито четыре мишени, причем все они были уничтожены первыми же ракетами. Модернизация ракеты, проведенная в середине 80-х годов и связанная с внедрением нового более эффективного двигателя, позволила существенно повысить ее характеристики, по которым в настоящее время 5В55 превосходит американскую ракету комплекса "Пэтриот".
Мне посчастливилось многие годы работать с коллективом ОКБ Петра Дмитриевича Грушина. Более пятнадцати лет я возглавлял межведомственные комиссии, имея возможность тесного общения с Петром Дмитриевичем. Это был выдающийся конструктор. На протяжении почти сорока лет Петр Дмитриевич был неизменным руководителем созданного им высококвалифицированного коллектива ОКБ, занимавшегося разработкой уникальных ракет, которые стали надежным щитом нашей Родины и союзных с нами государств.
Первая зенитная управляемая ракета В-750, созданная в ОКБ П.Д. Грушина, была принята на вооружение в 1957 г. в составе комплекса ПВО С-75. 1 мая 1960 г. с помощью этой ракеты был сбит в районе Свердловска высотный самолет-разведчик У-2, пилотировавшийся американским летчиком Ф.Г. Пауэрсом. Использование этой ракеты и ее модификаций в боевых условиях во Вьетнаме и на Ближнем Востоке позволило уничтожить большое количество самолетов противника (по некоторым оценкам, более двух тысяч).
За прошедшие после этого три десятилетия специалистами ОКБ П.Д. Грушина были разработаны и приняты на вооружение сверхдинамичные и высокоманевренные ракеты, составившие основу отечественного ПРО и ПВО. На протяжении многих лет они надежно охраняли границы СССР и стран Варшавского Договора. Эти ракеты и в настоящее время остаются в составе Вооруженных Сил России.

Ракета В-880
комплекса С-200
Пусковая установка
комлекса С-300В