Общепринято и вполне закономерно высказывание, что зарождение и развитие практического ракетостроения у нас в стране связано, прежде всего, с работой коллектива конструкторского бюро (КБ), возглавляемого Сергеем Павловичем Королёвым, который был назначен 9 августа 1946 г. приказом министра вооружений главным конструктором «изделия №1» — баллистической ракеты дальнего действия, являющейся фактически копией германской управляемой ракеты А–4 с дальностью полёта 260 км.
Созданная немецкими конструкторами исследовательского центра Пенемюнде в рекордно короткие сроки в тяжелейших условиях войны, А–4 была, конечно, значительной вехой в истории всего человечества, резко расширив горизонты и фактически проложив дорогу к звездам. Однако она была ещё очень далека от совершенства и имела ряд «врожденных» недостатков схемы (ненесущие топливные баки, несовершенный двигатель, неотделяющаяся головная часть (ГЧ), ненадёжная система управления), мешающих ее развитию как перспективного летательного аппарата. По основным конструктивным решениям она стояла ближе к самолету, чем к современным баллистическим ракетам.
Немецкая ракета А-4 на мейлервагене перед установкой на стартовый стол
После окончания Второй мировой войны союзники по антигитлеровской коалиции получили в свои руки не только отдельные элементы немецкого ракетного оружия и документацию на него, но и коллективы специалистов, участвовавших в создании и эксплуатации этого оружия. Больше повезло американцам — они захватили «сливки»: сам Вернер фон Браун 2 мая 1945 г. сдался в плен Седьмой армии США. Уже 20 сентября он и другие ученые и специалисты (всего около 400 человек, 150 из которых составляли непосредственные разработчики А–4; «отцами» А–4 были Вернер фон Браун (главный конструктор), Вальтер Дорнбергер (руководитель центра Пенемюнде), Ханс Линденберг (главный технолог, ответственный за серийное производство), Бернард Тесман, Курт Дебус и другие. Большая часть из них, за исключением Вальтера Тьеля (главный разработчик двигателя, погиб при налете английской авиации на Пенемюнде) в ходе операции «Пейперклип» была вывезена в Америку) прибыли в Соединенные Штаты для того, чтобы помочь американцам освоить «азы» создания техники дальних баллистических ракет. Используя большой запас вывезенных из Германии А–4, с 16.04.1946 г. по 28.06.1951 г., было осуществлено 66 запусков этой ракеты с полигона Уайт Сэндз в Нью–Мексико, в том числе восемь пусков двухступенчатого варианта по проекту «Бампер».
В Америке к ракетчикам из Пенемюнде поначалу долго присматривались. Лишь в 1950 г. смешанный коллектив (130 немецких ученых и инженеров и 800 американских военнослужащих и гражданских специалистов фирмы «Дженерал Электрик») начал полномасштабную разработку на армейском арсенале Редстоун в Хантсвилле, штат Алабама, завершившуюся выпуском 1 апреля 1952 г. проекта ракеты с дальностью полёта 370 км. Корпорация «Крайслер» воплотила в металле систему, разработанную под руководством бригадного генерала Т.Винсента командой В.фон Брауна и получившую название SSM–А–5 «Редстоун». Ракета представляла собой максимально продвинутый вариант А–4 с использованием большинства отработанных на прототипе решений: кислородно–спиртового ЖРД, газовых рулей в сочетании с аэродинамическими стабилизаторами и т. д. Однако вдвое большая стартовая масса, отделяющаяся ГЧ и несущие топливные баки позволили на 42% увеличить дальность полёта и более чем втрое — массу забрасываемого груза.
Нам повезло меньше — в качестве «военных трофеев» нам достались далеко не самые первоклассные специалисты. Единственным стоящим ракетчиком можно признать, пожалуй, только Хельмута Греттрупа — заместителя В.фон Брауна по электронике. Его и ещё около 150 других инженеров рангом значительно ниже, а также академических ученых, которые могли помочь разобраться в особенностях немецкого ракетного оружия, 23.10.1946 г. вывезли из советской оккупационной зоны Германии в Москву. В специально организованном закрытом от внешнего мира подразделении — «шарашке» мирного времени — в г.Осташков на острове Городомля (озеро Селигер, примерно 150 км от Москвы), на базе А–4 германские специалисты проектировали ракету Г–1. К середине 1947 г. эскизный проект был разработан и 25.09.1947 г. обсужден на научно–техническом совете (НТС) института НИИ–88, но затем тихо «задвинут», так как наши собственные проекты уже достигали достаточно высокого уровня. Мы поняли, что уже можем «жить своим умом», и немецкие специалисты в 1951–1953 годах возвратились в Германию.
Ракета «Редстоун» совершила первый полет 20 августа 1953 г. на полигоне Мыс Канаверал во Флориде. Через пять лет эти ракеты разместили в Германии
Что представлял собой НИИ–88? Назначенный в 1946 г. головным предприятием по разработке управляемого ракетного оружия, этот институт был создан на базе артиллерийского завода №88, приписанного Министерству вооружения и расположенного на подмосковной станции Подлипки.
Коллектив С.П.Королёва, входящий в отдел №3 Специального конструкторского бюро (СКБ) НИИ–88, последовательно прошёл все этапы освоения А–4 — от изучения на месте (в поверженной Германии) документации на прототип, до его воспроизводства в отечественных условиях и летных испытаний. Для их проведения, согласно Постановлению Совета Министров (СМ) от 13.05.1946 г., предусматривалось создание Государственного центрального полигона (ГЦП) №4 Министерства обороны. Его создали в междуречье Волги и Ахтубы в 100 км юго–восточнее Сталинграда (ныне Волгоград) недалеко от населенного пункта Капустин Яр Астраханской области, давшего впоследствии название полигону. 26.07.1947 г. было подписано Постановление СМ о проведении в сентябре–октябре 1947 г. опытных пусков А–4 с ГЦП №4. В октябре–ноябре 1947 г. стартовали одиннадцать таких ракет, из них пять успешно. (Первое огневое испытание ракеты А–4 на стенде в Капустином Яру состоялось 16 октября 1947г., а через два дня ракета №010Т, стартовав в 10 ч 47мин, пролетела 206,7 км, поднявшись на наибольшую высоту 86 км и отклонившись от намеченной цели на 30 км влево. Большой воронки на месте падения не оказалось – ракета разрушилась при входе в плотные слои атмосферы.)
Параллельно с летно–конструкторскими испытаниями (ЛКИ) А–4 и оценками результатов пусков, коллектив СКБ С.П.Королёва делал ее советский аналог — ракету Р–1, частично свободную от недостатков прототипа (в основном, в части надежности). Разработкой ЖРД для Р–1 занималось Опытное конструкторское бюро №456 (ОКБ–456) под руководством В.П.Глушко, разработкой системы управления — коллективы Н.А.Пилюгина, В.И.Кузнецова и М.С.Рязанского, созданием наземного комплекса средств обеспечения запуска ракеты — Государственное союзное конструкторское бюро специального машиностроения (ГСКБ «Спецмаш») под руководством В.П.Бармина. Первая отечественная баллистическая ракета Р–1 стартовала с ГЦП №4 17.09.1948 г. Начальный этап ЛКИ был крайне неудачным, однако разработчикам удалось преодолеть полосу невезения. После выполнения в 1948–1949 годах обширного цикла летных испытаний (всего запустили 30 ракет в два этапа) Р–1 вместе с комплексом наземного оборудования принята на вооружение Советской Армии согласно Постановлению СМ от 25.11.1950 г., с присвоением индекса 8А11.
Подготовка к пуску Р-1
К сожалению, большинство принципиальных недостатков системы типа А–4, быстро ставших очевидными нашим специалистам, можно было преодолеть только перейдя к ракетам новой схемы. Однако задание Партии, Правительства и лично товарища Сталина было однозначным — воспроизвести ракету А–4 без каких–либо изменений.
Еще будучи в составе группы советских специалистов в Германии и изучая трофейную технику, С.П.Королёв понял, что на основе А–4 можно создать более совершенную ракету с дальностью 600 км. Установив, что немецкий жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) поддается форсированию по тяге на 16–35%, он предложил несколько вариантов новой ракеты, один из которых был принят за основу. Предполагалось, что ракета, получившая обозначение Р–2, будет в основном аналогична А–4, за исключением удлиненного отсека баков увеличенной емкости.
Схема семейства ракет, созданных на базе Р-1. Слева направо: Р-1, В-1А, В-1С, В-1Б, В-1Е, В-1Д,
После воспроизведения А–4 нашими специалистами в отечественных условиях, высшее руководство предполагало начать разработку ракеты на дальность 3000 км. Однако трезво оценив трудности такого качественного скачка и соизмерив цели с возможностями отечественной техники и технологии, С.П.Королёв предложил двигаться к цели постепенно, шаг за шагом проходя определенные этапы. Одним из них и должна была стать Р–2. В апреле 1947 г. состоялась защита эскизного проекта Р–2 с существенным изменением концепции: в конструкцию ракеты ввели отделяющуюся ГЧ и несущий бак горючего. Летные испытания экспериментальной Р–2Э, имеющей определенные отличия от основного проекта Р–2, проводились в сентябре–октябре 1949 г. на полигоне Капустин Яр. Преодолевая трудности, связанные с «периодом роста и мужания», королёвские ракетчики провели в 1949–1952 годах полный цикл ЛКИ и, согласно постановлению СМ от 27.11.1951 г., сдали ракету Р–2 на вооружение под индексом 8Ж38.
В 1952–1953 годах шесть бригад особого назначения резерва ставки верховного главнокомандования (БОН РВГК) были вооружены ракетами Р–1 и Р–2 с ГЧ обычного (фугасного) снаряжения. В марте 1953 г. эти формирования переименовали в инженерные бригады РВГК, к которым к 1955 г. прибавилась ещё одна бригада. Дальнейшему развитию баллистических ракет как нового самостоятельного вида вооружений мешала недостаточная дальность их полета, которая ограничивала возможность их боевого применения, не позволяя использовать против стратегических целей, расположенных в глубоком тылу вероятного противника.
Вскоре после окончания Второй мировой войны политический климат в мире резко охладился. В воздухе снова «запахло грозой». По мнению советских руководителей, угроза новой войны исходила теперь от Вашингтона и его союзников на западе Европейского континента. Несмотря на то, что после возникновения блока «социалистических стран–союзниц» непосредственная угроза была отодвинута от границ Советского Союза, базирование бомбардировщиков потенциального противника с атомным оружием в Западной Европе и Азии делали нашу оборону весьма уязвимой. В создавшихся условиях в качестве средства противодействия было решено использовать баллистические ракеты с большой дальностью полёта.
Семейство ракет, разработанных на базе Р-2.
Слева направо: Р-2, В-2А, В-2Б
Уже в апреле 1947 г. на уровне Правительства СССР обсуждалась возможность создания «сверхдальних» ракет. 14.04.1948 г. было принято Постановление СМ о продолжении работ по Р–1 и Р–2 и исследовании ракет на дальность полёта 3000 км. После обсуждения различных вариантов летательных аппаратов в качестве основного остановились на баллистической ракете.
Геофизическая ракета В-2А («гражданская» модификация ракеты Р-2) в павильоне «Космос». На заднем плане – геофизическая ракета В-5Б
Новый проект, получивший обозначение Р–3, должен был вобрать в себя весь опыт, полученный при создании предыдущих ракет. Ракету делали одноступенчатой, с несущими баками, хвостовым отсеком без аэродинамических стабилизаторов и с отделяющейся ГЧ. Двигатель для Р–3, обладающий исключительно высокими для своего времени характеристиками, на конкурсной основе проектировали два конструкторских коллектива — ОКБ–456 В.П.Глушко и НИИ–1 Министерства авиационной промышленности (МАП) под руководством А.И.Полярного. Отдельные конструктивные решения для новой ракеты предполагалось отработать на модифицированной Р–2 и специально созданной экспериментальной летающей модели — ракете Р–3А.
Особые трудности возникли при разработке двигателя и обеспечении требуемого конструктивного совершенства (высокого отношения массы заправленной ракеты к сухой массе). Не все было ясно с обеспечением целостности ГЧ при ее входе в атмосферу с высокими гиперзвуковыми скоростями. Эскизный проект Р–3 утвердили в декабре 1949 г. с рекомендацией принять в качестве ближайшей задачи создание ракеты Р–3А дальностью 935 км для отработки в натурных условиях конструкции, двигателя и системы управления ракеты Р–3. (Небезынтересно отметить, что проект ракеты Г–1, разработанный немецкими специалистами с острова Городомля под руководством Х.Греттрупа двумя годами раньше, содержал в себе не менее интересные, а в некоторых случаях и более прогрессивные решения. Впрочем они казались тогда отечественным экспертам сомнительными — несущие баки и отделяемая ГЧ с абляционным деревянным покрытием, система радиоуправления. Однако все это давало высокое конструктивное совершенство и в совокупности с экономичным ЖРД оригинальной замкнутой схемы позволяло достичь проектной дальности 1000 км.)
Планировалось начать ЛКИ ракеты Р–3А в октябре 1951 г., но проектные проработки показали, что несколько изменив назначение ракеты, можно достаточно быстро получить качественно новое изделие — боевой ракетный комплекс с дальностью действия более 1000 км.
К исходу 1949 г. рамки отдела №3 НИИ–88 стали тесны для быстро растущего и динамично развивающегося конструкторского коллектива под руководством С.П.Королёва, и 30.04.1950 г. вышел приказ Министра вооружений о преобразовании СКБ в Опытное конструкторское бюро №1 (ОКБ–1) по разработке ракет дальнего действия (начальник и главный конструктор С.П.Королёв) и ОКБ–2 по разработке зенитных ракет (и.о. начальника и главного конструктора К.И.Тритко). 16.06.1950 г. заместителем начальника ОКБ–1 назначили Василия Павловича Мишина, а заместителем главного конструктора — Василия Сергеевича Будника.
Работы по проекту Р–3 ещё не закончились, а С.П.Королёву было ясно, что дальность полёта 3000 км недостаточна. Актуальным становилось создание мощной межконтинентальной ракеты. Для решения этой задачи в соответствии с Постановлением СМ от 4.12.1950 г. в научно–исследовательских разработках (НИР) по темам Н–1, Н–2 и Н–3 провели углубленные и расширенные исследования по новым схемам ракет, двигателей и топлив. Однако необходим был и ракетный комплекс, позволяющий поражать цели в оперативной глубине обороны противника. Такой ракетой стала машина на базе Р–3А, получившая обозначение Р–5. Эскизный проект на нее был готов к 30.10.1951 г.
Схема ракет Р-5 с одной (слева) и тремя (в центре) фугасными ГЧ. Справа – стратегическая ракета Р-5М с ядерной ГЧ
Р–5 имела ЖРД разработки В.П.Глушко, созданный на базе двигателя ракеты Р–1 путем его максимального форсирования, снабженный специальным сопловым насадком. Оба бака (окислителя и горючего) стали несущими и оснащались системой уменьшения невыработанных остатков топлива, приборы системы автономного управления (СУ) располагались в двух отсеках — хвостовом (над двигателем) и межбаковом и дополнялись приборами радиоуправления боковой дальностью, позволяющей уменьшить рассеивание головных частей на максимальной дальности. Для управления на активном участке полёта применялись сверхзвуковые газовые рули новой конструкции. Все решения, направленные на улучшение основных конструктивных показателей ракеты, стали стандартными и применялись впоследствии на всех изделиях разработки ОКБ–1.
Кроме основной ГЧ ракета могла нести от двух до четырех подвесных (боковых) боеголовок, снаряженных обычным взрывчатым веществом. При этом максимальная дальность полёта снижалась до 810 и 560 км соответственно. Минимальная дальность для всех вариантов составляла 270 км.
13.02.1953 г. вышло Постановление СМ о проведении ЛКИ ракеты Р–5 в три этапа, а также Постановление о работах по теме Т–1 — создание двухступенчатой ракеты с дальностью полёта 7–8 тысяч км.
В марте–мае 1953 г. начался первый этап летных испытаний Р–5 (восемь пусков) — сначала на минимальную, а затем и на максимальную дальность. Первый удачный пуск на полную дальность состоялся 19.04.1953 г. В ходе испытаний выявилась недостаточно надежная работа системы управления из–за неучёта упругих колебаний ракеты. До начала второго этапа ЛКИ (октябрь–декабрь 1953 г.; семь пусков на дальность 1185 км) проводились определенные мероприятия по повышению надежности СУ, оказавшиеся, однако, недостаточными. Третий этап проводился с августа 1954 г. по февраль 1955 г. на 19 ракетах.
В рамках проведения ЛКИ ракеты Р–5 ГСКБ «Спецмаш» разработало и испытало штатный стартовый комплекс наземного оборудования для этой ракеты на основе унифицированного комплекса для ракет Р–1 и Р–2.
Будучи самой перспективной из имевшихся баллистических ракет, Р–5 вызвала появление множества самых различных модификаций, самой значительной и серьезной из которых стала стратегическая ракета Р–5М, способная доставить ядерный боезаряд на дальность 1200 км. Для ракеты разработали специальную (более короткую) ГЧ, имеющую уменьшенную скорость встречи с землей. Аэродинамическая схема Р–5М в связи с этим несколько изменилась — увеличилась площадь пилонов под воздушные рули.
Для увеличения надежности каждая из систем этой модификации ракеты претерпела значительные изменения, направленные на повышение безотказности работы. Больше всего это коснулось СУ ракеты, перенесенной в межбаковый отсек: все электрические цепи ее бортовой части и радиокомплекса были дублированы, автомат стабилизации получил два независимых канала, возросло количество рулевых машинок. Усовершенствовали и технологию подготовки ракеты к старту путем введения узлов стыковки с наземными системами в торцевой части хвостового отсека.
Подготовка к пуску ракеты Р-5М
Летные испытания Р–5М начались 21.01.1955 г. и проводились на 14 ракетах, 13 из которых достигли целей. В августе–ноябре 1955 г. осуществили пристрелочные ЛКИ на 10 машинах, а с 11.01.1956 по 06.02.1956 г. — пристрелочные испытания на пяти ракетах, четыре из которых имели действующие макеты ядерного боезаряда (без делящегося вещества). Пятый запуск, выполненный 02.02.1956 г., стал первым в мире пуском ракеты с реальной боевой ГЧ с выполнением наземного ядерного взрыва мощностью около 80 кт.
Ракету Р–5М, получившую индекс 8К51, с учетом результатов испытаний приняли на вооружение в соответствии с Постановлением СМ от 21.06.1956 г.. В 1959 г. два полка, вооруженных этими ракетами, заступили на боевое дежурство в городах Симферополь и Гвардейск.
Серийное производство Р–5М, также как и ранее ракет Р–1, Р–2, было передано на Государственный союзный завод №586 в Днепропетровске, превратившийся в соответствии с Постановлением СМ от 09.05.1951 г. из вполне открытого Днепропетровского автомобильного завода (ДАЗ) в ракетный. Освоение новой техники на ГСЗ–586 шло особенно трудно — ведь это была принципиально иная технология производства. Для конструкторского сопровождения изделий ОКБ–1 к лету 1951 г. на заводе создали специальное конструкторское бюро (СКБ–586), которое в июле возглавил В.С.Будник — заместитель С.П.Королёва по конструкторской части. На новом месте Будник организовал коллектив из инженеров и конструкторов, переведенных вместе с ним из ОКБ–1 с привлечением местных специалистов, сохранив структуру КБ такой же, какой она была у Королёва.
Запуск ракет в серийное производство проходил с большим напряжением сил — и сам главный конструктор СКБ–586 и весь его коллектив работали на заводе по 14–16 часов в сутки без выходных. Многократно приезжая на завод, С.П.Королёв не скрывал своего восхищения работой конструкторов и технологов по внедрению ракет в серийное производство. Однако, как и любой творец, проявляющий отеческую заботу о своих детищах, он каждый раз просил конструкторов ничего не менять в чертежах без его согласия.
28.11.1952 г. завод №586 начал выпускать Р–1, а с июня 1953 г. — Р–2. К этому времени СКБ–586 стало работать над собственными проектами. Так, начиная с 1953 г., в Днепропетровске проходили проектно–конструкторские работы по модернизации Р–1, направленные на повышение технологичности производства и улучшение ее эксплуатации. В итоге ракета Р–1М отличалась от прототипа упрощенной конструкцией и значительно модифицированной СУ, что позволило вдвое увеличить точность стрельбы, уменьшив площадь рассеивания. В 1955 г. успешно завершились летные испытания Р–1М (10 пусков), однако ракета уже во многом не удовлетворяла возросшим требованиям заказчиков, прежде всего из–за малой дальности полёта.
Новое качество в развитии Советских Вооруженных сил давал ракетный комплекс Р–5М. Именно принятие его на вооружение означало появление в СССР ракетно–ядерного оружия средней дальности. Однако во второй половине 1950–х гг. требования к боеготовности и живучести ракетных комплексов значительно возросли. Военные требовали более точных ракет, приближающихся по эксплуатационным свойствам к артиллерийским орудиям (широкий диапазон температур, простота и легкость применения). На передний план в связи с большими объемами серийного производства и значительными масштабами развертывания ракетных комплексов в войсках выходили также производственно–экономические требования.
Семейство ракет на базе Р-5М.
Слева направо: Р-5М, В-5А, В-5Б, В-5Б
Большие сложности при использовании и обеспечении боеготовности ракет Р–1, Р–2, Р–5 и Р–5М возникали из–за применения низкокипящего окислителя — жидкого кислорода. По результатам эксплуатации Р–5М в войсковых частях были сделаны неутешительные выводы: применение существующих вариантов базирования данных изделий становится особенно затруднительным именно в случае возникновения международной напряженности, могущей привести к вооруженному конфликту. В моменты, когда ракету необходимо долгое время держать на стартовом столе постоянно готовой к пуску, комплекс Р–5М не мог находиться в заправленном состоянии более 30 суток — не хватало запаса жидкого кислорода в ракетной части. Для пополнения потерь на испарение из баков приходилось использовать целый флот танкеров и термостатированных автоцистерн для перевозки жидкого кислорода с кислородных заводов к месту дислокации ракет, либо иметь такие заводы в районах базирования ракетных частей, что лишало комплекс подвижности, делало легкоуязвимым, ограничивая возможность его применения. В будущем С.П.Королёв предлагал усовершенствовать технологию получения и хранения жидкого кислорода, сделав ракету простой и удобной в эксплуатации. Основным вдохновителем перспективы применения кислорода в ОКБ–1 выступал В.П.Мишин.
Ракета Р-5М перед установкой на стартовый стол
Однако другие ракетчики думали иначе. Так, например, основываясь на результатах НИР по теме Н–2, проведенных к декабрю 1950 г., Михаил Кузьмич Янгель, бывший с мая 1952 г. по апрель 1954 г. директором НИИ–88, то есть руководителем С.П.Королева, предлагал начать разработку дальних ракет на высококипящих окислителях — азотной кислоте и производных окислов азота. Перспективность направления он обосновывал тем, что новые компоненты позволяли сравнительно просто обеспечить длительное нахождение «изделия» в заправленном состоянии на пусковой установке, что значительно сокращало время подготовки и пуска ракеты. Его поддерживали создатели ЖРД В.П.Глушко и А.С.Исаев: новые компоненты могли обеспечивать самовоспламенение топлива, что упрощало схему двигателя и давали при сгорании газы с более низкими температурами, чем топлива на основе жидкого кислорода, что снижало требования к систем теплозащиты камеры ЖРД.
Ни Янгель, ни Глушко с Исаевым не открыли Америку, предлагая в первой половине 1950–х гг. начать разработку дальних ракет на долгохранимом топливе. Окислители на основе азотной кислоты и окислов азота начали осваиваться у нас стране ещё в 1930–х годах, а первые проекты мощных ракет на высококипящем топливе в Германии появились в начале 1940–х годов. Достаточно вспомнить проект А–8 коллектива В.фон Брауна, который, правда, остался на бумаге. По этому проекту усовершенствованная ракета А–4, работающая на топливе «азотная кислота — дизельное горючее», должна была иметь дальность 600 км.
Королёв был в принципе не против высококипящих окислителей. Однако его смущали низкие энергетические свойства такого топлива, его агрессивность по отношению к конструкционным материалам и высокая токсичность. Однако уже в ноябре 1951 г. одно из подразделений его конструкторского бюро, работавшее под руководством ведущего конструктора В.П.Макеева, подготовило проект тактической ракеты Р–11 на относительно малотоксичных компонентах — азотной кислоте и производных керосина. При этом был использован опыт и наземное оборудование разработанной ранее в НИИ–88 зенитной ракеты Р–101 (главный конструктор Е.В.Синильщиков) на базе немецкого аналога «Вассерфаль». Эту тему закрыли после проведения в 1949–1950 гг. 30 пусков Р–101.
