Техника и вооружение 2013 07
Шрифт:
Но идею разработки специальных машин с электрическими двигателями в НИИ-58 и НИИ- 88 не оставили. Впрочем, это уже совсем другая история…
Помощь в подготовке статьи оказали М. Соколов и Л. Вершинина.
1. Белянчиков М.П. Тракторы. — М… 1930.
Судьба «Титанов» Часть 1
А. Чечин
Разработка межконтинентальных баллистических ракет (МБР) в США началась практически сразу после окончания Второй мировой войны. 31 октября 1945 г. технический отдел Американского воздушного командования (так назывались тогда американские ВВС) запросил ведущие авиастроительные фирмы о предложениях по новым системам
Ракета «Атлас» принципиально отличалась от своих «собратьев», разработанных в гитлеровской Германии, необычной конструкцией корпуса. Он изготавливался из стали толщиной от 0,25 до 1 мм, с полным отсутствием силового набора — подкрепляющих элементов в виде стрингеров и шпангоутов. Такой корпус, разделенный перегородкой на два бака-отсека (один — для горючего, а другой — для окислителя) обладал существенным преимуществом в весе, но не мог поддерживать свою сигарообразную форму без наличия избыточного давления внутри баков. Это техническое решение было достаточно рискованным и имело большое количество противников как среди военных, так и специалистов в ракетной области. Они единодушно считали, что Америке необходимо иметь еще одну баллистическую ракету с традиционной конструкцией — на случай неудачи с «Атласом».
Начальник отдела баллистических ракет ВВС США бригадный генерал Бернард Шривер полностью согласился с мнением скептиков по поводу «Атласа» и в 1953 г. обратился на фирмы Martin, Douglas, и Lockheed с предложением разработать проекты двухступенчатых баллистических ракет с традиционной конструкцией корпуса.
Интересно, что выбор будущего производителя определялся не столько техническими характеристиками предлагаемой ракеты, сколько географическим расположением его производственной базы. Этот необычный подход проистекал из так называемой «стратегии рассеивания» администрации президента Эйзенхауэра. Производство оружия должно было равномерно распределяться по всей территории США, чтобы противник не мог уничтожить всю промышленность серией ядерных ударов по одному региону. В идеальном варианте Эйзенхауэр вообще хотел разнести производства на разные побережья североамериканского континента. Таким образом, фирмы Douglas (Санта Моника), Lockheed (Бербанк) и Convair (Сан Диего), расположенные в штате Калифорния и попадающие в условный круг диаметром 180 км, никак не вписывались в эту стратегию. За пределами этой «промзоны» находилась только фирма Martin из Балтимора в штате Мэриденд, на восточном побережье США. Поэтому ее и выбрали основным контрактантом для разработки и выпуска новых баллистических ракет.
27 октября 1955 г. с фирмой Martin (далее — Мартин) был подписан официальный контракт на разработку и производство двухступенчатой баллистической ракеты в рамках «Приоритетной национальной программы № 1» под кодовым названием Weapons System- 107А-2 (Система вооружения-107А-2). Новой ракете присвоили название «Титан» (Titan) в честь древнегреческих богов.
Ракетный завод фирмы Мартин, где выпускались ракеты «Титан». Начало 1960-х гг.
По срокам разработки новая ракета отставала от «Атласа» примерно на год. Но это обстоятельство не смущало конструкторов, ведь их работа подкреплялась большим количеством накопленных знаний и новейшей техникой, которые были получены в ходе создания “Атласа». Это позволило не нарушать относительно строгий график разработки, несмотря на исключительно жесткие технические условия, особенно в части полезной нагрузки и дальности.
Заказ оценивался примерно в 384 млн. долл. Используя эти средства, фирма Мартин создала в городе Дэнвэр шт. Колорадо специальный завод, который на то время являлся самым большим ракетным заводом в Западном мире. Его строительство началось в феврале 1956 г. и длилось всего год. Большие средства были вложены в экспериментально-испытательную базу. В горах построили четыре мощных стенда для испытаний ракетных двигателей. На первом стенде испытывалась ракета в сборе, с макетами баков, выполненными из толстых листов нержавеющей стали. На остальных — первая и вторая ступени отдельно. Обе ступени устанавливались рядом (тандем) и включались последовательно для воспроизведения вибро-акустических нагрузок в полете, а при работе двигателей тандем вторая ступень закреплялась над первой для оценки их согласованности.
Фирма должна была предоставить ВВС готовую ракету через 18 месяцев после первого запуска «Атласа», который планировался на 1957 г. Десять серийных ракет с наземными незащищенными пусковыми установками предполагали сдать в эксплуатацию во II квартале 1959 г.
К 1960 г. Стратегическое авиационное командование ВВС США планировало иметь на вооружении 120 ракет: 80 «Атласов» и 40 «Титанов».«Титан» представлял собой цельнометаллическую двухступенчатую ракету. Корпуса как первой, так и второй ступени монококовой конструкции изготавливались из панелей алюминиевого сплава с высоким содержанием меди. Панели сначала сгибались, затем подвергались механической обработке и химическому травлению. После этой операции на них появлялся рельеф стрингеров и шпангоутов. Далее панели соединялись между собой в цилиндрическую конструкцию с помощью дуговой сварки в атмосфере гелия. Внутрь полученных цилиндров вваривались полусферические перегородки, разделяющие корпус на баки для топлива и окислителя. Трубопроводы, оборудование и силовые рамы для двигателей крепились к стенкам болтами.
Диаметр первой ступени составлял 3 м, длина — 16 м; диаметр второй ступени — 2,45 м, длина — 9,8 м. Ступени соединялись между собой рядом продольных швеллерных профилей длиной по 1,52 м, которые жестко прикреплялись в верхней части первой ступени и несли вторую ступень, которая имела свой ряд профилей, свободно входящих в профили первой ступени. Для снижения трения профили перемещались относительно друг друга по направляющим, опираясь на стальные шарики. Получалось, что когда ступени разделялись, то первая ступень просто скатывалась на шариках вниз. Эта система очень похожа на современную мебельную фурнитуру для выдвижных ящиков. До момента разделения ступени скреплялись взрывными болтами.
Двигатель первой ступени LR-87 с двумя шарнирно закрепленными камерами сгорания разрабатывался фирмой Аэроджет Дженерал (Aero Jet General). Тяга каждой камеры у земли составляла 68 т. Управление ракетой по тангажу и рысканью обеспечивалось отклонением камер сгорания, а управление по крену (вращение вокруг собственной оси ракеты) — выхлопной струей газогенератора турбонасоса. Первый серийный двигатель LR-87 поступил на испытания в ноябре 1957 г.
Двигатель второй ступени LR-91 имел одну шарнирно закрепленную камеру с большим коэффициентом расширения сопла, соответствующим условиям космического полета. Номинальная тяга двигателя в вакууме составляла 36,6 т. Управление полетом ступени обеспечивалось поворотом сопла и четырьмя рулевыми двигателями, работающими от газогенератора.
В качестве топлива для двигателей применялся керосин и жидкий кислород, которые подавались в камеры сгорания при помощи турбонасосов.
Ракета должна была стартовать вертикально. Примерно через 20 с после отрыва от стартового стола она наклонялась в заданном направлении и летела в течение 80 с. За это время она набирала скорость около 8530 км/ч. В заданное время срабатывал автоматический программный механизм, который выключал двигатель первой ступени и подрывал взрывные болты, скрепляющие ступени. В этот момент включались два небольших твердотопливных ракетных двигателя, которые отводили вторую ступень. Затем включался газогенератор, приводящий в действие турбонасос, и зажигание двигателя второй ступени. В момент, близкий к достижению максимальной скорости (29000 км/ч), двигатель второй ступени выключался, а газогенератор продолжал работать. Тяга рулевых двигателей реверсировалась, за счет чего происходило отделение головной части, которая продолжала самостоятельный полет к цели по баллистической траектории.
Первый летный экземпляр ракеты «Атлас А» на стартовой позиции. Внизу: неудачный пуск «Атлас А» 11 июня 1957 г. Энергичные маневры неисправной ракеты подтвердили прочность ее конструкции.
Головная часть (ГЧ) разработанная фирмой Авко (Avco) имела форму полуэллипсоида, изготавливалась из нержавеющей стали и покрывалась слоем никеля. Ее стабилизация в полете обеспечивалась газовыми рулями, которые начинали работу на высоте 90000 м. Внутри ГЧ должно было размещаться термоядерное устройство мощностью 5 Мт.
Первая партия ракет оснащалась комбинированной (радио-инерциальной) системой наведения. Радиоуправление работало только на активном участке траектории. В процессе совершенствования ракеты планировалось перейти на чисто инерциальную систему, которая была лишена недостатков комбинированной системы — низкой помехозащищенности и невозможности одновременного управления несколькими ракетами, во время группового старта.
Когда фирма Мартин закончила проектирование и начала собирать первые образцы своей ракеты, финансирование программы неожиданно прекратилось. Это стало результатом подковерной борьбы в правительстве и руководстве ВВС между противниками и сторонниками одновременной разработки двух ракет. Заочные дебаты продолжались уже несколько лет.