Авиация и космонавтика 2002 02

РАКЕТА К-13 ( изделие 300)

На первом этаже Эрмитажа, вдали от людных залов, можно увидеть один из самых знаменитых античных шедевров "малых форм" – камею Гонзаго. Более двух тысячелетий назад александрийские мастера на протяжении многих лет по доли миллиметра стачивали разноцветные слои полудрагоценного камня, сохранив на века очарование давно исчезнувших молодых соправителей Египта – Птолемея II и Арсинои II.

Совершенно неожиданно нашим соотечественникам и современникам, далеким от изящных искусств инженерам и ученым, пришлось овладевать навыками древнеегипетских ювелиров для того, чтобы своевременно дать нашей авиации крайне необходимое ракетное оружие.

В ходе боев над Тайваньским проливом и прибрежными районами материкового Китая чанкайшисты 24 сентября 1958 г. впервые в мире применили управляемые ракеты класса "воздух-воздух". "Сейбры" американского производства несли уже достаточно массовые в авиации США и их союзников ракеты ближней дальности "Сайдуиндер" (Sidewinder) AIM-9B.

Проиграв "Битву за Тайвань", маоисты получили "утешительный приз". Несколько ракет "Сайдуиндер", не найдя цели, упали на территории КНР. Обломки ракет были разбросаны в зоне площадью 100 км2 . Как обычно, для выполнения вроде бы неодолимой работы привлекли солдат, благо в Народной освободительной армии Китая их было больше, чем где-нибудь в мире. Почти все элементы трех ракет собрали. В дальнейшем удалось разыскать и почти не поврежденные образцы. Согласно некоторым данным, одну неразорвавшуюся ракету привез в своем фюзеляже счастливо уцелевший от гибели "МиГ". Для решения всех возникающих вопросов на месте по решению Президиума ЦК КПСС от 13 ноября 1958 г. в Китай была направлена группа из трех десятков советских специалистов во главе с главным конструктором завода № 134 И.И. Тороповым

Горячая "великая дружба" советского и китайского народов к тому времени уже поостыла. Согласно воспоминаниям Н.С. Хрущева, китайцы переправили большую часть обломков ракеты в Советский Союз, но "забыли" передать самую важную систему – тепловую головку самонаведения. Однако отношения между Мао и Н.С. Xрущевым еще не были окончательно испорчены, Китай рассчитывал на поставки новой техники из СССР и после многократных напоминаний дослал недостающие элементы.

Изучение американской ракеты в московских конструкторских бюро и институтах оказалось процессом долгим и трудным. Для надежной фиксации элементов аппаратуры в условиях больших статических и вибродинамических нагрузок американцы залили соответствующие блоки герметиком, так что поэлементная разборка этих систем по трудоемкости и точности работы приближалась к труду древнеегипетских ювелиров.

Тем не менее советским специалистам хватило энтузиазма и усердия. По результатам анализа обломков ракеты был сделан вывод о возможности достаточно оперативного воспроизводства американского образца силами советской промышленности. Целесообразность этого мероприятия определялась в первую очередь отсутствием в то время отечественных головок самонаведения, доведенных до годности к принятию на вооружение и запуску в серийное производство. Проходившие испытания еще весьма громоздкие образцы могли быть установлены только на намного более крупных ракетах и эффективно работали лишь ночью или в сумерках.

Для заокеанского "подкидыша" не пожалели тринадцатого места в системе индексации отечественных авиационных ракетных комплексов, ранее в силу распространенного предрассудка не заполненного для обозначения "родных" разработок.

Соответствующая ОКР по ракете, получившей наименование К-13, была поручена заводу N» 134 Постановлением от 28 ноября 1958 г. за N9 1313-631. При определенной схожести обстоятельств эта разработка отличалась от освоения нашей промышленностью американского В-29 и немецкой V-2 тем, что в данном случае советские специалисты не были ограничены указанием Сталина не вносить никаких изменений в копируемый зарубежный образец.

Во главе разработки К-13 на заводе N« 134 наряду с И.И. Тороповым находился В.В. Журавлев, который в дальнейшем также руководил и работами по созданию модернизированных образцов ракет данного семейства.

А ракета "Сайдуиндер" очень существенно отличалась от советских, да и от других зарубежных аналогов. Уже накопивших опыт собственных разработок советских ракетчиков прежде всего поражала плотность компоновки отсеков ракеты. При примерно равных с К-5М стартовой массе и длине выполненный также по схеме "утка" "Сайдуиндер" имел вдвое меньшую площадь миделя. Стремясь хоть как- то скомпенсировать тупой лоб прозрачного обтекателя тепловой головки самонаведения, собственно и определившей минимально возможный диаметр ракеты, американцы для уменьшения аэродинамического сопротивления пошли на невиданное удлинение корпуса ракеты – более двадцати. В "Сайдуиндере" практически отсутствовали не только пустоты, характерные для компоновки К-5, но и ряд, казалось бы, абсолютно необходимых систем и агрегатов.

Взамен установленных на советской ракете ампульной батареи для электропитания бортовой аппаратуры и шар- баллона воздушного аккумулятора давления для запитки рулевых машин американцы применили объединенные в компактный единый блок с рулевыми машинами турбогенератор и твердотопливный газогенератор, продукты сгорания которого использовались не только для вращения турбины, но и в качестве рабочего тела рулевого привода аэродинамических рулей, служащих для управления по каналам тангажа и рысканья. Клапаны перепуска газа находились на поршнях рулевых машин и задействовались электромагнитами с размещенными в этих поршнях катушками.

Что самое интересное, рулевые машины канала крена на ракете вообще отсутствовали. Она попросту не управлялась по крену. Угловая скорость вращения ракеты относительно продольной оси ограничивалась под действием оригинальных устройств – установленных на крыльях роллеронов. Они представляли собой своего рода свободно вывешенные, не связанные ни с каким приводом элероны, внутри каждого из которых был размещен отдаленно напоминающей фрезу диск с зубцами по окружности. В районе законцовки крыла зубцы выступали в набегающий поток, под действием которого диски роллеронов при полете самолета раскручивались до нескольких сотен оборотов в секунду. При провороте ракеты по крену под действием гироскопических сил роллерон отворачивал от плоскости своего крыла, при этом его отклонение создавало аэродинамические силы, препятствующие провороту ракеты. Угловая скорость относительно продольной оси не превышала одного радиана в секунду, так что рулевые машинки успевали за время проворота ракеты по крену на 180 перебросить рули в противоположное положение, поддерживая требуемую ориентацию управляющей аэродинамической силы в "абсолютной", не связанной с ракетой системе координат. Замечательно то, что роллероны действовали в результате проявления чисто механических эффектов, без каких-либо команд от системы управления ракеты. Необходимая ориентация координатора тепловой ГСН обеспечивалась применением однороторного гиростабилизитора.

Советские специалисты вначале просто отказывались понять то, что на "Сайдуиндере" в принципе отсутствует автопилот, во всяком случае в привычном понимании этого устройства как содержащего гироприборы для определения поперечных перегрузок. Оказалось, что на американской ракете в контуре управления используется обратная связь не по перегрузке, а по шарнирному моменту рулей. Перемещение рулей приостанавливалось при достижении равенства между моментами, созданными аэродинамическими силами и рулевыми машинами. По мере падения скоростного напора отклонение рулей увеличивалось, но аэродинамическая сила, а вслед за ней – и поперечная перегрузка автоматически оставались примерно постоянными, что благотворно сказывалось на процессе наведения на цель. В ракетах с обратной связью по положению руля подобный эффект достигался только за счет применения специальной аппаратуры.

Даже, казалось бы, простой твердотопливный двигатель ракеты преподнес свои сюрпризы. Взглянув на него, любой выпускник советского ракетостроитель но го ВУЗа сразу сказал бы, что такого "не может быть, потому что не может быть никогда". Поколения студентов сдавали задания и лабораторные работы с применением определенного критерия, лимитирующего удлинение топливного заряда. При превышении параметра, определявшего максимально возможную длину двигателя при данном диаметре внутреннего канала заряда, скорость продуктов сгорания приближалась к звуковой и происходило "запирание" канала. Американский двигатель не ложился и в эти привычные представления, в основном из-за использования в нем смесевого топлива.

В конце пятидесятых годов в нашей стране подобные твердые топлива только осваивались, что определило отказ от простого копирования американского двигателя. ОКБ-2 завода № 81 предложило собственную конструкцию заряда из более традиционного для СССР нитроглицеринового топлива НМФ-2К.

Различный уровень состояния элементной базы чувствительных элементов тепловых головок самонаведения исключил и возможность полноценного воспроизводства американской ГСН. При этом работа по ГСН велась входящим в структуру Госкомитета по судостроению НИИ-10 (ныне – НПО "Альтаир"), в котором коллектив конструкторов во главе с Н.Н. Государовой разрабатывал ИГС-59, а также НИИ-569 Госкомитета по оборонной технике (в настоящее время – СКБ "Геофизика"), где под руководством главного конструктора Д.М. Хорола разрабатывалась ТГС-13, ставшая победительницей в этом конукрсе.

Наряду с боевым вариантом ракеты – "изделием 300" – были разработаны аэродинамические ("301"), баллистические или пусковые ("302"), телеметрические ("303") "изделия", а также варианты последнего с неконтактным взрывателем ("304"), и с ГСН ("305").

Так как Постановлением были заданы крайне сжатые сроки работ по воспроизведению "Сайдуиндера", первые четыре пуска с наземного стенда провели уже в марте 1959 г. В том же месяце выполнили два сброса и 12 пусков баллистических ракет с самолета СМ-9/ЗТ – доработанного МиГ-19. Однако 25 апреля после трех пусков для отработки самоликвидации и пяти выполненных с неудовлетворительными результатами пристрелочных пусков телеметрических ракет без ГСН по наземным целям, испытания были прерваны.

В течение лета основные усилия были сосредоточены на доводке ГСН, разработке в ЦКБ-589 блока питания рулевых машин.

Однако еще в начале лета была предпринята попытка поставить под вопрос целесообразность воспроизводства "Сайдуиндера". Удалось раздобыть и представить руководству информацию, свидетельствующую о низкой боевой эффективности применения этих ракет в воздушных схватках над Тайваньским проливом. К счастью, авиапромышленность отнеслась к этим сообщениям достаточно скептически. Не отрицая недостаточного уровня отработки ракет "Сайдуиндер" – об этом свидетельствовал хотя бы тот факт, что на радость советским специалистам не нашедшие цели американские ракеты не всегда самоликвидировались – председатель Госкомитета П.В. Дементьев в докладе заместителю председателя Совета Министров Д.Ф. Устинову резонно указал на нехватку боевого опыта у чанкайшистов и единичный характер применения нового оружия. По данным, которыми располагали советские ВВС, было проведено всего 5 пусков ракет.

К-13 под крылом СМ-9/ЗТ

Так как МиГ-19 уже снимался с серийного производства, в августе 1959 г. было принято решение подключить к испытаниям К-13 более перспективный МиГ-21 в варианте перехватчика, назначив летчиком-испытателем К.К. Коккинаки. Однако этот вариант истребителя еще не был достаточно доведен, так что фактически на испытания К-13 был представлен один из прототипов МиГ-21 ф – самолет Е-6/3, доработанный под обозначением Е-6/ЗТ, а проведение полетов поручили А.В. Федотову. Забегая вперед, отметим, что позднее на этой машине наряду с подкрыльевым размещением пусковых устройств для ракет в интересах разработки тяжелого перехватчика Е-152 испытывалась и установка пилонов на законцовке специально доработанного крыла с двойной стреловидностью по передней кромке и увеличенной концевой хордой. Вследствие недостаточной жесткости на массовых самолетах предпочтение было отдано ставшему уже традиционным для нашей авиации размещению ракет на подкрыльевых пилонах АПУ-28, затем АПУ-13.

К испытаниям подготовили 2 усовершенствованных МиГ-19 со сверхзвуковым воздухозаборником СМ-12/ЗТ с радиодальномером "Квант" и СМ-12/4Т с "Квант-1".

В целом отработка отставала от директивных сроков, и первый управляемый пуск К-13 с МиГ-19 по парашютной мишени был выполнен только 21 октября 1959 г. Спустя 5 дней Дементьев потребовал от Микояна и Торо- пова срочно выехать во Владимировку для личного руководства испытаниями.

В ходе испытаний было немало досадных неурядиц – не загорался трассер на парашютной мишени, было несколько случаев преждевременного срабатывания неконтактного взрывателя, отказывала телеметрия ракеты, перед полетом не запускался двигатель самолета СМ-12/ЗТ.

Наконец, после генеральной репетиции, проведенной в последний день ноября, 1 декабря оба самолета – СМ-12/ЗТ и СМ-12/4Т осуществили пуски двух телеметрических и одной боевой ракеты по беспилотной мишени – МиГ-15. Было зафиксировано срабатывание имитатора боевой части на одной телеметрической ракете у цели, а на двух других – с недолетом. При второй боевой работе 8 декабря СМ-12/ ЗТ сбил беспилотный МиГ-15, так что другой перехватчик стрелял по уже падающей мишени. Он же сбил мишень и 12 декабря при совместной работе всех испытывавшихся носителей. Таким образом, на первом этапе испытаний из трех МиГ-15 два были сбиты, а один условно "поражен" срабатыванием имитатора боевой части.

Все пуски проводились с ракурса 0/4 – строго с хвоста цели, на высотах от 11,8 до 13 км с дистанции от 1,7 до 2,6 км.

С 12 декабря начались совместные испытания, в ходе которых сбили 5 МиГ-15, в том числе два из них – ракетами, запущенными с МиГ-21. Результаты первых успешных пусков позволили Постановлением от 2 февраля 1960 г. передать ракету в серийное производство на заводе № 43 (ныне – "Коммунар") в Москве и на киевском заводе № 485 ("Завод им. Артема").

Особые заслуги китайских товарищей в эпопее воспроизведения "Сайдуиндера" были достойно вознаграждены – долг платежом красен! В соответствии с советско-китайским соглашением от 30 марта 1961 г. по Постановлению Правительства от 30 мая 1961 г. №513-214 документация по К-13 и натурные образцы этой ракеты были переданы в Китай. Ракета была освоена в серийном производстве под обозначением PL-2, а в дальнейшем неоднократно модернизировалась в результате работ китайских конструкторов.

Ракеты были продемонстрированы на подвеске под МиГ-21 во время парада 9 июля 1961 г. и получили за рубежом обозначение АА-2 "Atoll". Зарубежные эксперты то ли всерьез, то ли в застенчивом стремлении скрыть свидетельствующую об использовании "специальных каналов" излишнюю информированность о советской технике, не узнали родное изделие и сочли, что при общей схожести с "Сайдуиндером" советская ракета выполнена в существенно большем калибре, "что вполне естественно при общем отставании советской технологии от западной".