Первушин Антон. Битва за звезды: Ракетные системы докосмической эры

Подождите немного. Документ загружается.

«Крылатая ракета — летательный аппарат, приводимый в

движение двигателем прямой реакции и имеющий поверх-

ности, развивающие при полете в воздухе подъемную силу.

Будем считать, что взлет, набор высоты, дальнейший по-

лет и затем планирование и посадка такого аппарата

принципиально тождественны аналогичным эволюциям са-

молета.

Полет может преследовать достижение наибольшей вы-

соты подъема с последующим планированием и посадкой

или дальности, т. е. покрытие наибольшего расстояния по

прямой или по заданному маршруту».

Итак, Королев вовсе не отказывается от планов строи-

тельства ракетного самолета — наоборот, в самом определе-

нии крылатых ракет он указывает на определенное сходство

схем.

Уже в 5 мая 1934 года «гирдовцами» была испытана пер-

вая крылатая ракета серии «06/1», разработанная инжене-

ром Евгением Щетинковым и представлявшая собой модель

бесхвостого планера с двигателем от ракеты «09». В ходе ис-

пытаний ракета пролетела около 200 метров.

Следующая ракета «06/2» являлась прототипом будущей

большой ракеты «06/3» (другое обозначение — «216»). «Сер-

дцем» ее был такой же двигатель, как и у первой жидкост-

ной ракеты «09». Эта ракета предназначалась для пуска с

земли по удаленным целям (крупным объектам и площа-

дям). Она имела длину 2,3 метра, а размах крыла — 3 метра.

Полетный вес ее доходил до 100 килограммов. Расчетная

дальность составляла 15 километров. На вид это был миниа-

тюрный самолет со свободнонесущим крылом толстого про-

филя и двухкилевым оперением. Баки для окислителя дела-

лись в виде труб, они одновременно служили и силовыми

элементами крыла. Баки для горючего размещались в фюзе-

ляже. Окислитель и горючее подавались в двигатель под дав-

лением сжатого воздуха из баллона Двигатель располагался в

хвосте, а автоматика и боевой груз — в носовой части.

Вот что вспоминает о полете крылатой ракеты «06/2»

Михаил Тихонравов. Кроме него на старте тогда находились

Королев, Щетинков и механики. После взлета ракета устре-

милась вверх и пошла на петлю. Замкнув петлю, она проле-

262 Глава 3

Ракеты и ракетопланы Советской России 263

тела недалеко от стартовиков на высоте двух метров, пошла

на вторую петлю и в конце ее врезалась в землю.

Когда вопросы динамики полета на модели «06/2» были

отработаны, началась постройка ракеты «06/3», имевшей

вид миниатюрного самолета с размахом крыла в 3 метра. На

ней был установлен двигатель «02» (поздняя «спиртовая» мо-

дификация двигателя «ОР-2» конструкции Цандера).

Позже стали проектировать и строить четзертую крыла-

тую ракету — «06/4» (другое обозначение — «212»). Это бы-

ла ракета дальнего действия. Внешне она опять же напоми-

нала небольшой самолет с трапециевидным крылом, хвосто-

вым оперением и рулевым управлением. Длина фюзеляжа

составляла 3,16 метра, размах крыла — 3,06 метра и диа-

метр фюзеляжа — 0,3 метра. Полетный вес достигал 210 ки-

лограммов, из них 30 отводилось на топливо и еще 30 — на

боевой заряд. Расчетная дальность ракеты оценивалась

в 50 километров. Внутри фюзеляжа размещались: в носо-

вой части — боевой заряд, далее — аппаратура гироскопи-

ческой стабилизации и автономного управления. В хвосто-

вой части располагался жидкостный реактивный двигатель

«ОРМ-65-1» конструкции Валентина Глушко. Он устанавли-

вался на специальной раме и закрывался обтекателем-капо-

том с металлическим козырьком для защиты рулей ракеты

от огня реактивной струи.

Управляемая крылатая ракета «212»

264 Глава 3

Ракету «212» построили в 1936 году. 29 апреля 1937 года

состоялось первое огневое испытание. А всего таких испыта-

ний в 1937-1938 годах было 13.

Другие две крылатые ракеты имели индексы «201»

и «217». Ракета «201», по современным представлениям,

может быть отнесена к классу «воздух — земля»; ракета

«217» — к зенитным. На обоих вариантах устанавливался

пороховой двигатель.

Ракета «201» (или «301») предназначалась для пусков с

самолета по движущимся воздушным целям, а также и по

земным объектам. Для нее создавалась особая аппаратура

радиоуправления. Руководил этой работой профессор Шо-

рин. Автоматы должны были командовать: «правый пово-

рот», «левый поворот», «выше», «ниже», «взрыв».

На практике удалось проверить лишь одну команду, и то

на другой ракете — «216». В нее вмонтировали приемник и,

когда она находилась в полете, передали команду «взрыв». Бы-

ла взорвана дымовая шашка, и Королев с товарищами наблю-

дал, как в небе по радиосигналу образовалось дымное облачко.

Интересно также то, что на многих ракетах вместо

взрывчатого вещества в носовую часть закладывали неболь-

шой парашют. В определенный момент парашют выстрели-

вался, и ракета плавно спускалась на землю. Позже этот

принцип был распространен Королевым на более мощные

научные ракеты.

Разработка крылатой ракеты «217» производилась по за-

казу и тактико-техническим требованиям Центральной ла-

боратории проводной связи (впоследствии — Ленинградский

филиал Государственного института телемеханики и связи).

Работы были согласованы с ВВС и Управлением связи Крас-

ной Армии.

Ракеты «217» предназначались для поражения с земли

движущихся воздушных целей, причем стабилизация и

управление в полете, а также приведение в действие взрыва-

телей должно было осуществляться телемеханическими при-

борами, при полете ракет по световому лучу прожектора,

освещающего цель.

Для разрешения поставленной задачи ракета «217» была

выполнена в двух вариантах.

Первый вариант «217/1» представлял собой ракету по

нормальной самолетной схеме. Корпус ракеты имел цилинд-

рическую форму с обтекаемой носовой частью и слегка ко-

ническим отсеком на хвосте. Крыло свободнонесущего типа

имело нижнее расположение. Хвостовое оперение состояло

из стабилизатора, рулей высоты, киля и руля направления.

В центральной части корпуса была расположена камера по-

рохового ракетного двигателя.

Носовой отсек предназначался для телемеханических

приборов, а в головной части - для взрывчатого вещества. За-

пуск ракеты предусматривался со специального пускового

станка, позволяющего делать грубую наводку на цель.

Вес конструкции ракеты без заряда, телемеханики и бое-

вого груза составлял 82,5 килограмма; с телемеханикой и бо-

евым грузом — 102,5 килограмма. Согласно расчетам, при

вертикальном старте ракета могла развить скорость около

260 м/с, выйдя на высоту 3000 метров. Максимальная ско-

рость полета при горизонтальной траектории — 280 м/с,

наибольшая горизонтальная дальность (без участка планиро-

вания) — до 6800 метров, наибольшая дальность с участком

планирования — 32 километра.

Второй вариант ракеты — «217/И» — принципиально от-

личается от первого и от общепринятых самолетных схем

ввиду специфических условий и особенностей. Так как, пре-

следуя подзижную цель, ракета должна быть весьма манев-

ренной и быстро отклоняться от траектории установившего-

ся движения в любую сторону, у «гирдовцев» возникла

мысль о схеме ракеты, симметричной в аэродинамическом

отношении относительно продольной оси. «217/П» пред-

ставляла собой четырехкрылую бесхвостую ракету с малым

удлинением и симметричным расположением и профилем

крыльев. Корпус и размещение в нем порохового двигателя и

отсеков для телемеханики и боевого груза аналогичны перво-

му варианту. Рули были расположены на конце каждого

крыла и соединены специальной системой управления.

Максимальная скорость при вертикальной траектории для

ракеты «217/П» — 265 м/с, наибольшая высота при вер-

тикальном подъеме — 3270 метров, максимальная скорость

полета при горизонтальной траектории — 300 м/с, наиболь-

Ракеты и ракетопланы Советской России 265

266

Глава 3

шая горизонтальная дальность (без участка планирова-

ния) — 6835 метров, наибольшая дальность с участком пла-

нирования — 19 километров.

Летные испытания ракет производились на Софринском

артполигоне под Москвой запуском с пускового станка,

представлявшего собой сварную трехгранную ферму длиной

10 метров, имевшую направляющие угольники, по которым

при старте скользила ракета. Для проведения всевозможных

предварительных исследований, опытов и проверки разных

схем крыльев и оперения были изготовлены небольшие мо-

дели пороховых ракет.

Испытания уменьшенных моделей ракет велись в тече-

ние 1935-1936 годов параллельно с работами по ракетам

«217», что позволило с минимальными затратами получить

обширный экспериментальный материал. Наибольшая даль-

ность полета составила у моделей 2 километра при высоте

подъема 700 метров, а у ракет «217» — 1 километр при вы-

соте подъема 300-500 метров.

Всего было сделано значительное количество пусков мо-

делей и несколько пусков ракет «217» без приборов стабили-

зации и телемеханического управления (при этих полетах

рули ракет закреплялись неподвижно). Ракета первого вари-

анта «217/1» после старта значительно уходила в сторону от

первоначального направления (на дальности в 1 километр до

100 метров), ложилась в плавный вираж, переходивший за-

тем в падение. Ракета второго варианта «217/Н» двигалась

точно в плоскости пускового станка, не уходя никуда в сто-

рону. После окончания горения порохового заряда двигателя

ракета продолжала устойчивый полет по инерции, который

ничем заметно не отличался от полета с двигателем. Было от-

мечено, что симметричная схема ракеты с крыльями малого

удлинения обладала гораздо большей устойчивостью по срав-

нению с другими схемами.

После успешных полетов крылатых ракет Сергей Павло-

вич стал начальником сектора, а потом и целого отдела.

Позднее под его руководством была разработана ориги-

нальная методика испытания ракет, для чего построили

специальные стенды и приспособления. Так, Королев и его

помощники впервые применили старт ракеты с катапульты.

Для этого ими был построен длинный рельсовый путь, по ко-

торому ходила тележка. На ней — пороховые двигатели. Они

служили стартовыми ускорителями, разгоняли тележку и

установленную на ней стартующую ракету. После отрыва от

тележки ракета летела уже под действием тяги собственного

двигателя. Ракета набирала высоту в зависимости от запаса

топлива на борту, а после выключения двигателя автоматиче-

ски переводилась в планирование или пикирование на цель.

Большое внимание «гирдовцы» уделяли вопросам управ-

ления и стабилизации полета крылатой ракеты. Была даже

предложена система самонаведения и заказано оборудова-

ние, необходимое для этого. Но, к сожалению, оно так и не

поступило в РНИИ.

Непосредственно этими вопросами занимался инженер

Пивоваров. По его чертежам были построены несколько ги-

роскопических приборов стабилизации (ГПС). Опробовали

эти приборы сначала на пороховых крылатых ракетах. По-

том перенесли автоматы на ракеты с ЖРД. Наиболее полно

управление с помощью автоматов было применено на раке-

те «06/4» (или «212»).

Были последовательно разработаны и испытаны гиро-

скопические автоматы на одну, две и три степени стабили-

зации. Автопилоты разрабатывались с учетом специфики

их работы на ракетах. Например, для объектов, пускаемых

с земли (типа «216» и «212»), характерными особенностя-

ми являлись: значительные перегрузки при старте, быстрое

нарастание скорости и увеличение угла подъема при набо-

ре высоты, последующий переход к полету по инерции до

скорости планирования, затем планирование на угле и так

далее.

В последние годы существования РНИИ было сделано

еще несколько десятков огневых пусков жидкостных крыла-

тых ракет. Максимальная достигнутая высота подъема соста-

вила около километра и дальность полета от 2,5 до 3 кило-

метров. При этом следует отметить, что устойчивый полет в

плоскости полета был достигнут только в нескольких отдель-

ных случаях: на дальности не более 1000 метров и на высотах

400-500 метров. В дальнейшем с ростом скорости полета и

угла подъема автопилоты оказывались неспособными удер-

Ракеты и ракетопланы Советской России 267

268

Глава 3

жать ракету, и последняя начинала «петлять», делала крутые

виражи с набором высоты и наконец переходила в падение.

Даже первые эксперименты с моделями крылатых ракет

убедили Королева в том, что ракетоплан будущего, способ-

ный подниматься в стратосферу и выше, должен быть спро-

ектирован на основании других принципов, нежели обыкно-

венный самолет.

Наиболее детальный анализ существовавших в то время

возможностей для создания такого аппарата содержится в

выступлении Сергея Королева на I Всесоюзной конференции

по применению ракетных аппаратов для исследования стра-

тосферы, состоявшейся 2 марта 1935 года в ЦДКА имени

Фрунзе. В этом выступлении Королев впервые четко опреде-

лил особенности и возможные схемы пилотируемой ракеты,

рассчитал ее весовые и летные характеристики.

«Различными изобретателями, — говорил Сергей Павло-

вич, — было предложено в разное время множество всяче-

ских ракетных аппаратов, которые, по мысли авторов, долж-

ны были внести переворот в технику. В большинстве своем

эти схемы были очень слабо и в собственно ракетной своей

части малограмотно разработаны. В последнее время многие

предложения сводились к простой постановке ракетного

двигателя (на твердом или на жидком топливе) на общеизве-

стные типы самолетов. Нет надобности много говорить о

всей несостоятельности подобного механического перенесе-

ния ракетной техники в авиацию».

Тогда же Королев пояснил, что при всем сходстве ракет-

ного и винтового летательных аппаратов есть различие в ди-

намике их полета, траектории и весовых данных. Ракетоплан

представлялся Королеву в виде свободнонесущего моноплана

с центрально расположенным фюзеляжем и хвостовым опе-

рением на нем. Ракетоплану присущи малый размах, малое

удлинение, малая несущая поверхность. Фюзеляж будет

иметь значительную длину, и в нем расположатся в основ-

ном двигатели и баки, питающие двигательные устройства.

Возможно, что крыло также будет использовано для разме-

щения различных агрегатов двигателя и приборов.

В своем выступлении Сергей Павлович указал те узловые

пункты в создании ракетоплана, от которых зависит успех

всего дела. Первый — создание мощного двигателя на жид-

ком топливе. Именно от решения этой задачи, считал Коро-

лев, зависит «осуществление стратосферного полета человека

на ракетном аппарате». Второй — создание герметической

кабины больших габаритов, что представляет собой серьез-

ную трудность. Третий — создание и эксплуатация «такого

громадного высотного аппарата и необычайная трудность

работы с громадными количествами жидких газов».

Сергей Павлович рассмотрел пути преодоления этих

трудностей. И сделал он это на основе точного расчета, иллю-

стрируя свои выводы многочисленными графиками. Концен-

трированное выражение его мысль нашла в приведенных им

данных простейшей крылатой ракеты для полета человека в

стратосферу при условии ее минимального веса. Таким ве-

сом Сергей Павлович назвал 2 тонны. Пилоту в скафандре он

отводил 5,5% всего веса аппарата, двигателю — 2,5%, аккуму-

лятору давления — 10%, бакам — 10%, конструкции — 22%.

Остальную половину веса составляло топливо. Сергей Павло-

вич считал, что при тяге 2000 килограммов ракета такого ве-

са смогла бы поднять человека на высоту 20 километров.

Полет крылатой ракеты (или ракетоплана) с более совер-

шенным двигателем рисовался Королеву в таком виде: аппа-

рат разгоняется по земле отбрасываемыми пороховыми уско-

рителями до скорости 80 м/с, взлетает и начинает набор вы-

соты под углом 60 градусов на собственном двигателе. После

выработки всего топлива ракета переводится в вертикальный

полет по инерции и достигает высоты 32 километров. С этой

высоты она пикирует на скорости 600-700 м/с (т. е. на ско-

рости вдвое выше звуковой). Время полета предполагалось

18 минут и дальность — 220 километров.

«В итоге наших расчетов, — говорил Сергей Павлович, —

мы получили очень скромные высоты, порядка 20 километ-

ров. Заглядывая несколько вперед, отказываясь от техниче-

ски невыгодных конструкций, совершенствуя двигатель, мы

видим возможность достижения высот порядка 30 километ-

ров. Даже и эти, сравнительно небольшие, высоты не даются

легко».

«Что же можно сделать еще? — задавал Королев сам себе

вопрос и сам же отвечал: — Надо искать новые схемы».

Ракеты и ракетопланы Советской России 269

270

Глава 3

Сергей Павлович предлагал попробовать комбинирован-

ные и составные ракеты.

«Большая ракета, - пояснял он, - имеет на себе меньшую

до высоты, скажем, 5000 метров. Далее эта ракета поднима-

ет еще более меньшую на высоту 12000 метров, и, наконец,

эта третья ракета или четвертая по счету уже свободно летит

на несколько десятков километров вверх».

Выдвинул он и другое предложение: «Возможно, будет

выгодным подниматься вверх без крыльев, а для спуска и

горизонтального полета выпускать из корпуса ракеты плос-

кости, которые развивали бы подъемную силу».

И в докладе на конференции, и в статье в журнале «Тех-

ника Воздушного Флота» Сергей Павлович из своих расчетов

сделал практический вывод:

«Если не задаваться установлением каких-либо особых

рекордов, то, несомненно, в настоящее время уже пред-

ставляет смысл постройка аппарата-лаборатории, при по-

средстве которой можно было бы систематически произво-

дить изучение работы различных ракетных аппаратов в

воздухе.

На нем можно было бы поставить первые опыты с воз-

душным реактивным двигателем и целую серию иных опы-

тов, забуксируя предварительно аппарат на нужную высо-

ту. Потолок такого аппарата может достигнуть 9-10 кило-

метров.

Осуществление первото ракетоплана-лаборатории для

постановки ряда научных исследований в настоящее время

хотя и трудная, но возможная и необходимая задача стоя-

щая перед советскими ракетчиками уже в текущем году».

Ракетоплан «РП-318». По свидетельству сотрудника

ГИРДа Николая Ефремова, после организации РНИИ на-

грузка на Королева уменьшилась, и у Сергея Павловича по-

явилось свободное время, чтобы вернуться к отложенным

проектам новых планеров, конструированием которых он

занимался со студенческих лет.

Для разработки одного такого проекта Королев привлек

нескольких энтузиастов, согласившихся работать вечерами и

дома. Эскизное проектирование, аэродинамический расчет и

определение основных характеристик выполнил сам Сергей

Павлович. Все проектная работа заняла немногим более двух

месяцев. На основе этой конструктивной схемы и апробиро-

ванных агрегатов: веретенообразного фюзеляжа со средним

расположением крыла, оперения и других элементов конст-

рукции — был создан двухместный планерлет «СК-9». Один

экземпляр планера изготовили на заводе Осоавиахима. Он

прошел все стадии облета и даже совершил дальний перелет

за буксировщиком из Москвы в Коктебель, показав непло-

хие результаты.

Планерлет «СК-9» имел типичные для рекордных плане-

ров аэродинамические формы. Это был моноплан со средне-

расположенным крылом большого удлинения, с высоко под-

нятым на небольшом киле горизонтальным оперением и вы-

соким обособленным рулем направления. Конструкция была

выполнена из дерева, только рули и хвостовая часть фюзеля-

жа частично обшивались тонкой листовой нержавеющей

сталью. Именно «СК-9» стал основой для проекта высотного

ракетоплана-лаборатории, о котором Королев говорил в

своем докладе.

В конце 1935 года начальник РНИИ Иван Клейменов,

находясь, вероятно, под впечатлением от Всесоюзной кон-

ференции по применению ракетных аппаратов, согласился

на включение в план института эскизного проекта ракето-

плана.

В короткий срок Королев вместе с инженером Евгением

Щетинковым закончили разработку эскизного проекта и

2 февраля 1936 года вынесли его на обсркдение руководства

РНИИ.

В первоначальном проекте ракетоплан имел обозначение

«РП-218» (или «Объект №218» — индекс означает: отдел

№ 2, тема № 18). В приложенной записке Королев излагал

свое видение будущего аппарата такими словами:

«Ракетоплан должен нести следующую нагрузку:

а) экипаж — 2 человека с парашютами — 160 кг,

б) скафандры, с кислородными аппаратами — 2 шт. —

40 кг, всего — 200 кг.

<...> Проектом и расчетами должны быть обеспечены

следующие полетные данные ракетоплана:

Ракеты и ракетопланы Советской России 271