Tehnologiile rachetelor Burya: bazele pentru viitor
Produs experimental „Storm” pe rampă. Fotografie de Wikimedia Commons
Din august 1957 până în decembrie 1960, la terenul de antrenament Kapustin Yar au fost efectuate teste de zbor ale promițătoarei rachete de croazieră intercontinentală (MKR) „350” / La-350 / „Storm”. În conformitate cu cerințele tactice și tehnice, acest produs trebuia să prezinte cele mai înalte performanțe de zbor. Pentru a îndeplini această sarcină, o mulțime de organizații și instituții au trebuit să fie implicate în dezvoltarea proiectului, care a trebuit să găsească și să stăpânească soluții, materiale și tehnologii promițătoare.
Produs gata
Dezvoltarea Burya a început în 1954, în conformitate cu Rezoluția Consiliului de Miniștri privind crearea a două sisteme de rachete cu rază intercontinentală. Dezvoltarea unui complex cu o rachetă de croazieră a fost atribuită OKB-301 S.A. Lavochkin. N.S. a devenit designerul șef al temei „350”. Chernyakov, supraveghetor - M.V. Keldysh. În toate etapele, sa planificat implicarea multor alte organizații și specialiști în proiect.
Aproximativ trei ani au fost petrecuți în partea de cercetare a proiectului cu căutarea soluțiilor de bază și proiectarea ulterioară. Documentația tehnică pentru Tempest a fost pregătită în 1957, ceea ce a făcut posibilă lansarea producției unui lot experimental de rachete pentru teste viitoare.
Proiectul Burya a propus construirea unui sistem de rachete la sol în două etape. Prima etapă a inclus două blocuri laterale cu motoare rachete lichide. Marșul, echipat cu aripi, penaj, comenzi și focos, efectuat cu un motor ramjet. Zborul urma să fie efectuat conform comenzilor sistemului de control, care includea ajutoare de navigație inerțiale și sistemul de astro-corecție AN-2Sh. Focosul este o încărcătură nucleară care cântărește 2350 kg.
Schema rachetei în configurația de lansare. Grafică Testpilot.ru
Lungimea totală a produsului „350” în configurația de lansare a ajuns la 19 m. Diametrul etapei de susținere a fost de 2,2 m, blocurile primei etape au fost de 1,6 m. 7,75 de tone au reprezentat etapa de marș. Conform cerințelor, viteza etapei de marș pe traiectorie trebuia să atingă 97 M. Raza de zbor necesară a fost de 34,68 mii km. În timpul testelor, un interval de aprox. 3,2 mii km
Problemă de încărcare
Cerințele de viteză au impus cele mai serioase restricții asupra rezistenței structurii și rezistenței acesteia la diferite sarcini, inclusiv. termic. Pentru a studia aceste probleme, în 1954, NII-1 a dezvoltat și construit o conductă de căldură aerodinamică supersonică cu posibilitatea de a studia încălzirea și transferul de căldură. În 1957, NII-1 a început să opereze standul termic gaz-dinamic Ts-12T, în care putea fi amplasat un model de rachetă de dimensiune completă cu toate echipamentele. Acest lucru a făcut posibilă studierea efectului sarcinilor asupra întregului ansamblu.
Calculele și studiile au arătat că în zbor marginea anterioară a aripii și admisia de aer, precum și canalul motorului, se pot încălzi până la 420°C. Temperatura pielii exterioare a fost mai scăzută, aprox. 350°C, care a fost asociată cu eliberarea unei părți din energia termică în mediu.
Conform rezultatelor unor astfel de studii, a fost efectuată căutarea materialelor și tehnologiilor adecvate. Pentru fabricarea corpului aeronavei au fost alese mai multe clase de titan și oțel inoxidabil rezistent la căldură. VIAM și MVTU im. Bauman a dezvoltat tehnologii pentru prelucrarea și sudarea unor astfel de metale și aliaje. De asemenea, au fost create noi materiale nemetalice pentru utilizare în etanșări, geamuri, acoperiri și așa mai departe. În special, GOI Leningrad a dezvoltat o tehnologie pentru fabricarea panourilor de cuarț de dimensiuni mari. Au fost menite să formeze un felinar peste senzorii de astrocorecție.
Lansatorul cu rachetă în poziție. Fotografie de Wikimedia Commons
Luând în considerare cerințele, sarcinile de proiectare și tehnologiile disponibile, a fost dezvoltat un design avansat al celulei aeronavei. Fuzelajul rachetei a fost făcut cilindric cu secțiune variabilă. În prova era un difuzor supersonic cu un corp central conic, în interiorul căruia se afla un compartiment pentru focos. Conducta de aer al motorului a trecut prin centrul corpului aeronavei și un compartiment răcit al instrumentelor de control și rezervoarelor de combustibil a fost plasat în jurul lui.
Blocurile din prima etapă trebuiau să ofere overclocking la 3M și, de asemenea, se confruntau cu problema încălzirii. În acest sens, au fost construite din aceleași materiale ca și scena principală, dar s-au diferențiat printr-un design mai simplu. Acestea au fost realizate sub formă de unități cilindrice cu carene cu cap conic. Aproape întregul volum a fost dat sub rezervoarele de combustibil și oxidant; în coadă erau motoare rachete.
Problema motoarelor
Pentru a obține caracteristicile de zbor necesare, prima etapă a avut nevoie de două motoare cu o tracțiune de 68 de tone fiecare.Dezvoltarea unor astfel de produse a fost încredințată OKB-2 NII-88 sub conducerea lui A.M. Isaev. Biroul avea deja un proiect preliminar pentru un motor de 17 tone și s-a decis să-l folosească în contextul Tempestului. Noul produs a primit denumirea C2.1100.
Noul motor a fost realizat după o schemă cu patru camere; camere și o parte din curele au fost împrumutate din proiectul existent. Trebuia să folosească combustibil TG-02 și oxidant AI-27I. Alimentarea cu componente a camerelor de ardere urma să fie efectuată de o unitate de turbopompă. De asemenea, motorul era echipat cu un circuit separat pentru azotat de izopropil: trebuia să intre în generatorul de gaz și să se descompună în gaz de abur, care a pus în mișcare TNA. Fiecare cameră a motorului S2.1100, conform calculelor, a dat 17 tone de tracțiune - un total de 68 de tone necesare.
Procesul de ridicare a unei rachete în poziția de pornire. Fotografie testpilot.ru
ramjet-ul celei de-a doua etape a fost dezvoltat în OKB-670 de către M.M. Bondaryuk. În ciuda simplității aparente a designului, crearea unui astfel de motor a fost deosebit de dificilă. A fost necesar să se găsească materiale corespunzătoare sarcinilor termice de la arderea combustibilului, să se elaboreze procese aerodinamice la admisie și în interiorul motorului și, de asemenea, să se rezolve o mulțime de alte probleme. Până în 1957, toate aceste probleme au fost rezolvate cu succes, ducând la un motor ramjet supersonic care funcționează pe kerosen și dând o tracțiune de 7,55 tone în modul de croazieră.
Controale
O filială a NII-1 MAP a lucrat la sistemul de control pentru Burya, numit ulterior Pământ, sub conducerea lui I.M. Lisovich și T.N. Tolstousova. Acest proiect a folosit evoluțiile existente ale diferitelor organizații. În special, în anii patruzeci, cercetările pe această temă au fost efectuate de specialiști de la NII-88.
Scopul proiectului NII-1 MAP a fost de a crea un sistem capabil să găsească automat stelele indicate, să le urmărească poziția și să-și determine propriile coordonate din acesta. Pentru a face acest lucru, a fost necesar să se rezolve mai multe sarcini auxiliare, cum ar fi crearea așa-numitului. verticala artificiala sau asigurarea imunitatii la zgomot in toate conditiile. De asemenea, a trebuit să dezvoltăm o mașină de calcul capabilă să convertească datele de astro-corecție în comenzi pentru pilotul automat.
În 1952, înainte de începerea lucrărilor la MCR „350”, a fost fabricat un prototip al sistemului de astronavigație. Testele sale pe aeronava Il-12 au arătat o precizie ridicată în păstrarea direcției de zbor. În 1954-55. acest sistem a fost îmbunătățit și re-testat. Laboratorul de zbor bazat pe Tu-16 a efectuat zboruri la altitudini de 10-11 km cu o viteză de 800 km/h, iar pentru 5-6 ore de zbor s-a acumulat o eroare la 4-6 km.
Complexul este gata de start. Fotografie testpilot.ru
După anumite îmbunătățiri, sistemul de navigație electromecanic cu instrumente inerțiale și astro-corecție a fost gata de instalare pe rachete experimentale. În 1957, a început producția de loturi pilot de astfel de echipamente pentru montarea pe prototipuri de rachete.
Testat
Prima lansare a „Furtunii” a fost programată pentru 1 august 1957, dar nu a avut loc. Defecțiunile sistemului de alimentare cu azotat de izopropil au împiedicat pornirea regulată a motorului din prima etapă. Din fericire, instrumentele motorului au funcționat corect, iar racheta nu a fost deteriorată. După modificările necesare, pe 1 septembrie a fost din nou pregătit pentru zbor. De data aceasta, racheta a părăsit lansatorul, dar sistemul de control a dat prematur comanda de a reseta cârmele de gaz din prima etapă. Racheta a pierdut controlul și s-a prăbușit.
Apoi au mai fost trei lansări nereușite, în care zborul nu a durat mai mult de 60-80 de secunde. În mai 1958, Burya a decolat pentru prima dată în mod regulat, a luat o altitudine predeterminată, a aruncat blocurile primei etape și a pornit ramjetul. Viteza etapei de marș a ajuns la M=3. Apoi au mai fost cinci lansări cu eșecuri la start sau în diferite părți ale traiectoriei. Următoarele patru zboruri au avut succes și au arătat că racheta poate accelera până la Mach 3,2, poate zbura pe o rază de 5500 km și poate efectua manevre, inclusiv. rotire 180°.
În martie 1960, ultimul eșec de zbor a avut loc odată cu pierderea unei rachete. Apoi, în martie și decembrie, au efectuat două lansări pe ținte la terenurile de antrenament din Kamchatka. În primul caz, „Furtuna” în 121 de minute. a zburat în zona țintă, după care nu a putut să intre în scufundare. Următorul și ultimul zbor a fost complet de succes. La o distanta de 6425 km, produsul a deviat de la tinta cu 4-7 km.
Rachetă în primele secunde de zbor. Fotografie militaryrussia.ru
În zborurile recente, au fost folosite rachete experimentate cu un sistem de propulsie îmbunătățit. Ei au folosit motorul rachetă S2.1150 cu tracțiune crescută și motorul ramjet RD-012U mai compact.
O viziune pentru viitor
În primele etape ale testării, MCR „Storm” s-a confruntat cu diverse probleme tehnice și de proiectare. Au reușit să le facă față, iar în viitor racheta a arătat un nivel ridicat de performanță - și capacitatea de a rezolva misiuni reale de luptă. Pe baza rezultatelor perfecționării, îmbunătățirii și introducerii de noi componente, racheta 350 ar putea deveni o strategie eficientă și de succes. arme.
Cu toate acestea, în 1960 - conform diverselor surse, în februarie sau decembrie - Consiliul de Miniștri a dispus oprirea lucrărilor pe tema „Furtuna”. Conducerea țării a decis că rachetele de croazieră intercontinentale sunt inferioare sistemelor balistice în ceea ce privește capacitățile și potențialul lor. Dezvoltarea simultană a celor două direcții a fost considerată imposibilă și nepotrivită.
„Storm” nu a trecut prin întregul proces de reglare fină și nu a intrat în serviciu cu armata noastră. Totuși, și în acest caz, proiectul a produs cele mai vizibile rezultate. Pentru a dezvolta un nou MKR, a fost necesar să se construiască un număr de facilități de cercetare și să se efectueze o mulțime de cercetări. S-a colectat o cantitate mare de informații despre aerodinamica vitezelor supersonice mari, proceselor termice etc.
Modelul complexului din muzeu. Fotografie FAS
În plus, au fost create noi materiale și tehnologii. Cele mai multe dintre rezultatele similare ale proiectului Storm au fost ulterior utilizate cu succes pentru a crea noi mostre. aviaţie și rachete. Deci, titanul, oțelurile rezistente la căldură și alte materiale pentru „Furtuna” sunt încă utilizate în mod activ în construcția de aviație și alte echipamente. Tehnologiile moderne pentru fabricarea unor astfel de structuri se întorc direct la dezvoltările VIAM și MVTU la mijlocul anilor cincizeci.
Unele soluții ale proiectului C2.1100 au fost utilizate ulterior în proiecte noi de motoare de rachetă. Experiența creării de motoare ramjet RD-012/012U a fost, de asemenea, utilă în dezvoltarea unui număr de produse noi, cum ar fi unele rachete antiaeriene. Unele dintre evoluțiile trecutului pot fi folosite și în crearea de arme hipersonice moderne.
Dezvoltarea sistemului Pământului a fost de mare importanță pentru rachetele noastre și tehnologia aviației. Astronavigația și-a demonstrat în mod clar capacitățile și, datorită acestui fapt, a găsit mai târziu aplicație într-o serie de noi proiecte. În special, oferă o precizie ridicată la tragerea de rachete balistice intercontinentale.
Astfel, proiectul Burya / 350 / La-350 nu și-a putut rezolva sarcina principală, iar armata sovietică nu a primit o armă strategică fundamental nouă, cu cea mai înaltă performanță. În același timp, acest proiect a lăsat o mulțime de date științifice și experiență tehnică, care au contribuit la dezvoltarea în continuare a unui număr de domenii. Aceasta înseamnă că Tempest - în ciuda finalizării nereușite a proiectului - nu a fost creat în zadar și a adus mari beneficii, chiar și indirect.
informații