Помню крупного, крепкого человека, который


КАК ОТРАБАТЫВАЛИСЬ СИСТЕМЫ



Скачать 10.79 Mb.
страница29/48
Дата09.05.2018
Размер10.79 Mb.
ТипУрок
1   ...   25   26   27   28   29   30   31   32   ...   48

КАК ОТРАБАТЫВАЛИСЬ СИСТЕМЫ

Созданные в конструкторском бюро "Южное" и принятые на вооружение ракеты отличались высокой надежностью в эксплуатации. Это стало возможным благодаря всесторонней, тщательной и комплексной отработке узлов и агрегатов в лабораторных условиях и на специальных стендах, целью которой

являлось подтверждение правильности принятых решений.

Понимая всю важность этого этапа становления совершенства создаваемых ракет, М.К. Янгель с первых шагов своей конструкторской деятельности поставил перед коллективом задачу организации собственной инженерно-исследовательской лабораторно-испытательной базы. В результате в кратчайшие сроки возникает куст экспериментальных подразделений, в которых производится широкомасштабная отработка будущих ракет. Это, прежде


всего, лаборатории статических и динамических испытаний прочности ракет,

отработки элементов пневмогидравлических схем, стенды для проливки топливных систем и стенды для огневых испытаний жидкостных и твердотопливных двигателей, лаборатории климатических испытаний, антенный зал. Был разработан и создан уникальный испытательный комплекс, на котором


воспроизводились нагрузки, возникающие при транспортировке ракеты, и подвижная лаборатория для испытаний в натурных условиях при перевозке по железной дороге. Для создания условий, отличных от земных, испытательное оборудование стало пополняться барокамерами и центрифугами, позволявшими имитировать внеземные условия, приближающиеся к космическим.

Впервые в лабораторных условиях было реализовано силовое нагружение конструкций, моделирующих корпус головной части неравномерным, типа аэродинамического, поверхностным внешним давлением. Был разработан и создан не имевший аналогов стенд, на котором за счет пропускания электрического тока удалось имитировать разогрев и разрушение теплозащитного покрытия, нанесенного на металлические образцы с одновременным силовым нагружением. Эти исследования подтвердили обоснованность расчетной схемы, учитывающей влияние теплозащитного покрытия при определении прочности конструкции корпуса головной части.

Параллельно с развитием собственной экспериментальной базы были предложены и внедрены в практику новые и во многом оригинальные в методологическом плане подходы к отработке функционирования различных систем и агрегатов, работающих в стандартных условиях при экстремальных параметрах нагружения и экстремальных условиях окружающей среды. Эти испытания, как правило, проводились в смежных организациях, а способы и методы их реализации отличались большим разнообразием.

Для отработки запуска двигателя в невесомости и системы ориентации и стабилизации головной части широко использовались самолеты и вертолеты. Впервые была разработана и отработана комплексная методика бросковых испытаний для отработки минометного старта ракеты и процессов, связанных с разделением головных частей, широкое развитие получили функциональные испытания для отработки отстрела и раскрытия конструктивных элементов ракет. Проводились испытания на функционирование и прочность, при которых нагрузки создавались за счет разгона на специальных ракетных треках. Важная новая проблема возникла при отработке стойкости головных частей к поражающим факторам ядерного взрыва. Для имитации нагрузок, возникающих при воздействии рентгеновского излучения, использовалось пластиковое взрывчатое вещество, которое наносилось на боковую поверхность корпуса. Испытания проводились в специальных боксах.

Снимаемые с вооружения ракеты использовались для отработки как систем противоракетной обороны, так и средств преодоления ПРО противника. Наибольшее количество летных испытаний по сохранному приземлению головных частей в районе падения с помощью парашютных систем осуществлено в конструкторском бюро М.К. Янгеля.

Широкое развитие в конструкциях ракет получил принцип унификации. Это, в первую очередь, преемственность принципиально новых решений, а также максимальное использование наиболее удачных отработанных элементов конструкций, применение существующей оснастки для изготовления проектируемых ракет. Особо следует подчеркнуть, что принятые базовые диаметры ракет и схема построения ступеней существенно ускорили разработку новых машин. В практике проектирования использовались унифицированные для ракет различного класса боевые блоки, блоки жидкостных и твердотопливных ракетных двигателей, а в последующем и унифицированная разделяющаяся головная часть для трех вариантов комплектации боевыми блоками различного класса. Широко применялись ставшие стандартными разрывные болты, пиротехнические устройства и элементы автоматики.

Для реализации преимуществ, связанных с переходом на высококипящие компоненты топлива, были разработаны и последовательно внедрены многие принципиально новые конструктивные решения. Важными шагами в совершенствовании пневмогидравлической схемы ракеты стали работа турбонасосного агрегата непосредственно от основных компонентов топлива, наддув топливных баков продуктами сгорания топлива, а затем применение предварительного химического наддува баков. Следующим этапом явилось введение на топливных магистралях мембран, замена плоскопрокладочных, ниппельных и резьбовых соединений на штуцерно-торцевые и сварные, введение триметаллического разделительного днища в топливном отсеке. Осуществлена была также герметизация приборного отсека. Все это подготовило почву для создания ампулизированной ракеты с высокой степенью герметичности, которую контролировала дистанционная система определения загазованности.

Предметом особого внимания при проектировании всегда был процесс разделения первой ступени от второй. Для уменьшения неучтенного участка траектории после прохождения команды на разделение и подрыв разрывных болтов необходимо как можно быстрее начать полет второй ступени.

Первоначально был отработан самый простой вариант - разделение с помощью использования специально устанавливаемых для этих целей пороховых ракетных двигателей. Но это дополнительный вес.

Поиски более экономичных путей привели к анализу всегда имеющихся внутренних резервов. Для этих целей стали использовать силу отбрасываемых в межступенное пространство газов работающего двигателя второй ступени. Кроме того, был отработан вариант: специально запускавшиеся аккумуляторы давления. Такая динамика процесса разведения ступеней получила название "горячего" разделения.

Не остался без внимания и "холодный" способ, основанный на использовании избыточного давления в баках отделявшихся частей первой ступени.
В этом случае газы под давлением поступали в специальные сопла, которые выполняли роль реактивного двигателя, осуществлявшего торможение отделившихся частей.

В серьезную техническую проблему вылились возникающие в полете колебания жидкости в баках. Они влияли на устойчивость полета ракеты, создавая дополнительные трудности в работе автомата стабилизации и обеспечения безопасности полета. На определенных режимах частота колебаний оставшейся в баках жидкости могла совпасть с собственной частотой колебаний корпуса ракеты и, естественно, привести к резонансным явлениям с самыми непредсказуемыми последствиями.

Проблема была решена старым как мир способом - с помощью крестообразных успокоителей, плавающих на зеркале жидкости. Кроме того, в баках устанавливались продольные перегородки - успокоители, расположенные параллельно оси ракеты. При их конструировании учитывалось, что, когда баки достаточно заполнены, частота колебаний жидкости и собственная частота колебаний конструкции баков сильно разнесены. Поэтому при подобных режимах полета резонансных явлений не возникает. Однако по мере убывания топлива частоты все больше сближаются. Выясненные особенности механической реакции конструкции и жидкости дали возможность установить продольные перегородки в баках большой длины лишь в нижней их части. В коротких же баках они устанавливались на всю длину.

Целую эпоху в развитии военной техники составило обеспечение неуязвимости и мобильности пусковых установок. Начавшись с шахтных стартов, проблема нашла свое законченное решение для стационарных пусковых установок в ставшем шедевром конструкторской мысли минометном старте.

Более трудным путем шли к мобильным стартам. Реализацию идеи сдерживало отсутствие удовлетворительных по энергетическим характеристикам

твердых ракетных топлив. Поэтому на первом этапе вынуждены были пойти по пути создания комбинированной твердотопливно-жидкостной двухступенчатой ракеты на самоходной гусеничной пусковой установке - РТ-20П. Говоря о совершенствовании органов управления, нельзя не упомянуть, что при создании этой ракеты были впервые применены поворотные управляющие сопла на твердотопливном двигателе и управление вектором тяги за счет вдува газа в сопло камеры сгорания на жидкостном двигателе.

Прошедшие проверку летными испытаниями конструктивные и технологические решения были в дальнейшем использованы при проектировании последующих ракет на жидком и твердом топливах. Опыт, накопленный при разработке, но по разным причинам не принятой на вооружение ракеты РТ-20П, позволил создать боевой железнодорожный ракетный комплекс, не имевший аналогов в практике мирового ракетостроения.

"ПАНЧА ШИЛА"

Развитие боевой ракетной техники на этапе ее становления при создании ракет первого и второго поколений шло в направлении увеличения дальности полета и наращивания мощности боевого заряда. К середине шестидесятых годов военный потенциал двух ведущих держав мира - СССР и США был отнюдь не равным. Соединенные Штаты Америки имели подавляющее преимущество в ядерных вооружениях. Советскому Союзу надо было догонять в гонке вооружений, тем более в решающей области. В то же время вторая половина этого десятилетия - время идейного разброда, поиска новых путей дальнейшего совершенствования боевой ракетной техники.

В Советском Союзе внимательно следили за развертыванием в Соединенных Штатах Америки фронта работ, направленных на наращивание военной мощи. Положение усложнялось тем, что СССР фактически был окружен государствами, каждое из которых могло стать потенциальным агрессором, предоставив свою территорию для размещения ракет США.

Хотя в СССР господствовала оборонная доктрина, и именно с этих позиций рассматривалось возникновение военных конфликтов, тем не менее не исключалась и возможность в конкретной обстановке нанесения превентивного удара.

При рассмотрении возможных ситуаций, связанных с нанесением первого удара, невольно возникал вопрос: что он дат, если у одной стороны не выдержат нервы? При каких условиях будет эффективен и может ли принести "пользу"?

А какие объекты уничтожать в первую очередь? Экономические центры? Тогда оставшиеся боеспособными ракеты ударят по нападающей стороне. Возможно, лучше "выбивать" базовые ракеты? Но в этом случае фактор точности стрельбы, получив дополнительное подкрепление с позиций выбора первоочередного объекта атаки, приобретал решающее значение.

Было известно, что в США интенсивно разворачивались работы по совершенствованию создаваемых атомных бомб за счет расширения диапазона
поражающих факторов ядерного взрыва с выходом на различные виды энергии: нейтронное, рентгеновское и электромагнитное излучения. Так, в повестку дня был поставлен принципиально новый и сложнейший вопрос - стойкость узлов конструкции ракеты и головной части к воздействию ударной волны, пылевого облака, светового, рентгеновского и проникающего излучений.

По сложившейся традиции круг "созревших" концептуальных вопросов становился предметом анализа при проведении работы конструкторского бюро совместно с ЦНИИмашем и научно-исследовательскими институтами Заказчика. Анализ показал, что дальнейший путь модернизации тяжелых

ракет, связанный с увеличением мощности заряда, бесперспективен.

При выработке новых требований к ракетному комплексу в процессе детального изучения возможностей наиболее эффективного выполнения боевой задачи атакующей ракетой выяснилось, что вопросы возникали по принципу цепной реакции: решение одного сразу ставило на повестку дня следующий.

Поскольку было установлено, что при взрыве бомбы активно реализуется в качестве поражающей только порядка 60-70 % выделяемой энергии, а остальное тратится впустую, стало очевидно, что наращивание мощности заряда равносильно стрельбе "из пушки по воробьям". Вывод напрашивался сам собой: не лучше ли суммарную мощность одного заряда разнести на несколько отдельных блоков и направить по различным целям, так как для выведения их из строя не требуется такой огромной мощности. В этом случае автоматически решался вопрос о нанесении одновременного удара не только по высокозащищенным стратегическим военным объектам, но и по чисто промышленным экономическим районам. В результате в словаре ракетной техники появилось понятие, определяющее новый вид конструкции, - разделяющаяся головная часть. Экономия от удара разделяющейся головной частью, если в данном случае уместен такой термин, налицо. Но эта идея в СССР, впрочем как и в США, не сразу нашла поддержку. Дело в том, что для реализации поражения одной ракетой нескольких объектов требовалось дальнейшее наращивание точности стрельбы и соответственно создание принципиально новых высокоточных систем управления и наведения. Уменьшение мощности заряда при сохранении или даже увеличении эффективности удара должно было обеспечиваться точностью попадания.

Курс на разделяющиеся головные части породил и еще одно новое понятие - деление баллистических стратегических ракет на "малые" и "большие". Они различались между собой по энергетическим и соответственно габаритным характеристикам носителей, определявшихся количеством боевых блоков в разделяющейся головной части.

Очень сложная проблема возникла в связи с тем, что, как уже было сказано выше, выход ядерной энергии в боевых блоках системы противоракетной обороны противника становился многофакторным. На повестку дня был поставлен вопрос о создании головных частей, стойких к поражающим факторам ядерного взрыва. Только в этом случае, при ответном ударе, можно было осуществить эффективный акт возмездия.

Но противник не лыком шит. Он начинает защищать свои шахтные позиции. В результате возникает острая дискуссия: какие делать шахты - прочные или непрочные, но в большом количестве? Однако, если создавать прочные стартовые комплексы, то, поскольку назывались повышенные параметры ударной волны американских боевых блоков, а также высокая точность попадания в шахтные пусковые установки, очень остро встал вопрос о требованиях, которые необходимо предъявлять к защищенности шахтных пусковых установок.

Было известно, что в США технология возведения стартовых позиций позволяла обеспечивать уровень защищенности, когда давление во фронте ударной волны, приходящей к ШПУ, достигало ста сорока килограмм на квадратный сантиметр. Поэтому считалось, при ожидаемых точностях попадания и мощности заряда уровень защищенности шахты такого же порядка вполне приемлем.

Решение перечисленных вопросов имело смысл только при повышении боеготовности стартовой позиции. Если противник вывел из строя соседнюю шахту, то из оставшейся неповрежденной надо быстрее "удирать", чтобы состоялся ответный удар. Сколько времени потребуется с момента принятия решения - нажатия кнопки "пуск" до выхода ракеты из шахты? На рассматриваемый период оно составляло несколько (порядка пяти) минут. А требова-лось сократить до одной минуты, а то и того меньше. Ведь полетное время головной части противника доходило до восьми минут. За этот промежуток ракета должна была "выскочить" из шахты и нанести ответный удар, преодолев предварительно систему противоракетной обороны противника. В Соединенных Штатах Америки широко разворачивались работы по созданию перспективной системы противоракетной обороны на основе ракет "Спринт" и "Спартан". Для прорыва через этот заградительный кордон ракета должна была иметь свое "противоядие", что, естественно, накладывало отпечаток на содержание перспективных проектов.

Следующий комплекс вопросов, которые стали в повестку дня, связан был с сохранением функциональных возможностей систем ракеты. Если удар противника пришелся на соседнюю шахту, то это еще не значит, что оставшиеся неразрушенными шахты с ракетами могут выполнить свою задачу. У находящейся на боевом дежурстве ракеты система прицеливания настроена на поражение конкретной цели. При воздействии ударной волны, в процессе возникших колебаний почвы, она должна сохранить неизменными все параметры настройки, определяющие возможность и точность выполнения задачи.

Появились высокие требования и к нахождению боевого ракетного комплекса в автономном режиме, на случай если государственная линия электропередачи выйдет по какой-либо причине из строя. В этом случае боевой ракетный комплекс должен переключаться на высокозащищенную систему автономного электропитания. Одной из таких причин вывода из строя линии электропередач могли бы стать обыкновенные военные действия между противоборствующими странами. А все ракетное "хозяйство" - это сложнейшая электрическая система. В результате, до возможности ведения ядерной войны у одной из сторон дело может и не дойти. Возникшая в этом случае ситуация в развитии дальнейших событий может стать равноценной поражению. Поэтому на такой период необходимо обеспечить автономию комплекса шахт и командного пункта.

Поскольку удар по противнику мог наноситься не залпом, нужно было сначала оперативно разобраться, с какой стороны произведено нападение. В этом случае, на той части ракет, которые еще находятся в шахтах, необходимо произвести переприцеливание на другие театры возможных действий. И, наконец, были выдвинуты наиболее высокие эксплуатационные требования: обслуживание ракетного комплекса необходимо обеспечивать минимальными людскими ресурсами. Старт должен быть безлюдным при нахождении ракеты в автономном режиме боевого дежурства, недоступным для диверсионных групп противника. Процесс постановки на боевое дежурство производится за минимальное время и минимальным количеством обслуживающего персонала. При осуществлении контроля в режиме мирной эксплуатации также должно быть задействовано как можно меньше людей.

Очень высокие требования предъявлялись для исключения возможности любого несанкционированного пуска.

Изложенный круг концептуальных вопросов, выдвинутых всем ходом становления ракетной техники, лег в основу разработанных М.К. Янгелем пяти принципов построения развития и совершенствования новых ракетных комплексов. В развернутом виде содержание их заключалось в следующем:

1. Высокая степень защищенности ракеты, установленной в шахте.


Неуязвимость шахтной стартовой позиции должна обеспечиваться на весь период нахождения на боевом дежурстве и не только за счет повышения стойкости сооружения, но и малого времени подготовки к пуску, дающего возможность "ускользнуть" от нападения противника и произвести ответный удар. Исключение возможности проведения любой диверсии, способной снизить боеготовность комплекса. Должна быть обеспечена высокая стойкость ракеты и боевых блоков к поражающим факторам ядерного взрыва. В свою очередь, для прорыва системы противоракетной обороны противника необходимо оснащать ракеты ложными целями и другими средствами маскировки, не позволяющими обнаружить боевые блоки. Принятие самых серьезных мер во избежание несанкционированного пуска должно обеспечиваться высокой защищенностью "пульта автономного пуска" с его кодированной командой не только непосредственно на стартовой позиции, но и с командного пункта дивизии, а также центрального пункта высшего командного звена. Эти меры были предпосылкой для нанесения гарантированного ответного удара.

2. Нанесение высокоэффективного удара по противнику. Выполнение этой задачи должно обеспечиваться высокой степенью вероятности за счет применения разделяющихся головных частей с боевыми блоками достаточно большой мощности. Их количество, в зависимости от вида ракеты, может изменяться в пределах от 4 до 10 блоков. Высокая степень точности попадания в цель. Точность стрельбы всегда и при всех обстоятельствах является определяющей при нанесении удара. Однако при постановке задачи могут возникать компромиссы, решение которых достигается за счет варьирования времени движения боевого блока на нисходящем атмосферном участке, зависящего от изменения угла входа его в плотные слои атмосферы. Должна быть предусмотрена возможность реализации трех программ: максимальной точности, минимального времени полета и программа доставки максимального "полезного" груза. Если необходимо наносить удар по площадям, то точность попадания не является определяющей. В этом случае должна реализовываться программа минимального времени. Когда объект является единственным - точечным, естественно, необходима высокая степень точности попадания, которая достигается за счет более крутой траектории. Задача доставки максимального груза оказывается промежуточной между минимаксными задачами. Но при этом решаются и две другие задачи.

3. Сокращение времени постановки ракеты на боевое дежурство. Решение этой стратегической задачи должно обеспечиваться за счет перехода на индустриальные методы создания шахт и командных пунктов. Сердцевинным при ее реализации должен стать минометный старт. Для этих целей необходимо сконструировать специальный контейнер, в который вставляется ракета. На контейнер устанавливается вся необходимая аппаратура. И все это: и ракета, и контейнер, и установка аппаратуры - производится на одном заводе. Такой подход позволяет разработать специальную упрощенную схему транспортировки контейнера с ракетой к шахте и дальнейшую операцию загрузки их в шахту. Для этих целей создается специальная телега, с которой доставленная ракета перегружается лебедкой на установочный агрегат. Установочный агрегат подъезжает к шахте и без всяких кранов производит загрузку ракеты. Все эти меры не только приводят к сокращению трудоемких и длительных по времени операций, но и позволяют резко уменьшить количество обслуживающего персонала, участвующего в работе, и повысить надежность и качество выполнения работ. Главная цель этих мероприятий - сократить время постановки ракет на боевое дежурство для сокращения отставания от потенциального противника по количеству развернутых ракет и количеству боевых блоков.

4. Повышение гарантийных сроков нахождения на боевом дежурстве за счет ампулизации ракет и соответствующих мероприятий по обеспечению долговременного сохранения возможности всеми системами выполнять свои функции. Как покажет опыт проектирования, эти сроки неуклонно увеличивались. Вначале было 3 года, затем 5, 7 и 15. А на самом деле значительно больше.

5. Возможность нахождения комплекса в автономном режиме и не только при выходе из строя государственной линии электропередач, но и при наступлении времени неопределенности, когда боевые действия начались в других районах. В такие периоды шахтный комплекс может находиться в автономном режиме не один раз. Но поскольку в этот период требуется большое энергопотребление, то и должно обеспечиваться большое энергопитание. Поэтому
возникает потребность создания специальных аккумуляторных батарей,
обладающих наряду с большой мощностью и большим энергоресурсом. Кроме того, в эту же систему должны быть задействованы соответствующие дизель-генераторы, имеющие, исходя из предъявляемых требований, большой
ресурс. Аккумуляторные батареи можно менять, как одноразовые источники питания, а дизель-генераторы, естественно, этого не требуют.

На основе сформулированных пяти принципов вырабатываются требования к системам шахтного комплекса и, в первую очередь, к системе управления, во власти которой находится ракета при дежурстве в автономном режиме. Система управления, исходя из условий боеготовности, должна непрерывно работать в течение всего гарантийного срока. Она должна быстро и точно при необходимости перенацеливаться. Кроме того, должна сама себя калибровать, поскольку в процессе работы гироскопы могут уходить, и поэтому необходимо вносить требуемые поправки. Создание таких систем управления


возможно только на основе быстродействующих бортовых вычислительных
машин, способных принимать решения в считанные доли секунды. Так в повестку дня стал вопрос о создании бортовых вычислительных комплексов.

Имея в виду популярные в то время пять принципов мирного сосуществования между государствами, провозглашенные руководителями Китая и Индии и получившие название "панча шила", основные направления развития ракетной техники, сформулированные Главным, проектанты конструкторского бюро окрестили тоже как "панча шила". И в этой шутке была глубоко символичная аналогия. Каждый из декларируемых принципов по своей роли в развитии ракетной техники являлся революционным.

Реализация новых идей определяла паритет двух ведущих держав на международной арене, формула которого была предельно проста: нападающий первым погибает вторым. Стратегические межконтинентальные баллистические ракеты Советского Союза явились мощным сдерживающим фактором для агрессивных кругов Запада, балансировавших на грани третьей мировой войны, и стали гарантом мирного сосуществования.

Смело и решительно, не оглядываясь назад и вопреки многим авторитетам, придерживавшихся других мнений, выдвинув свою концепцию развития боевой ракетной техники, верный себе Главный разворачивает широким фронтом проектно-конструкторские работы, которые должны подтвердить правильность и реальность выбранного направления. Впервые наиболее полно на государственном уровне перспективы развития боевой ракетной техники были изложены М.К. Янгелем на крымском Совете Обороны, состоявшемся в конце августа 1969 года.





Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   25   26   27   28   29   30   31   32   ...   48


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница