Авиация и космонавтика 2002 10

Ракета К-27 (Р-27, изделие 470)

Есть мнение, что все ракеты "воздух-воздух" похожи друг на друга как счастливые семьи в определении "зеркала русской революции". Ну что там может быть особенного – головка самонаведения, крылышки, рули, двигатель… Только наметанный взгляд специалиста задержится на штырьке или дырочке непонятного назначения. Но есть на вооружении наших ВВС ракета Р-27, которую даже отпетый пацифист не спутает с какой-либо другой – настолько оригинален ее внешний облик с уникальной конфигурацией рулей – так называемой "бабочки".

К началу семидесятых годов как в США, так и в СССР осуществлялись программы создания истребителей четвертого поколения.

На этапе выпуска аванпроекта по будущему МиГ-29 в качестве основного вооружения перспективных истребителей рассматривались находившиеся на завершающем этапе разработки ракеты, предназначенные для самолетов третьего поколения – Р-60, Р-23, и копия американской "Сперроу" – отечественная К-25. Однако уже к середине семидесятых с достаточной определенностью назрела необходимость создания вооружения, по боевым возможностям опережающего американские образцы, а не копирующего их с более чем десятилетним отставанием.

С началом в 1974 г. опытно-конструкторских работ по будущим МиГ-29 и Су-27 на "Вымпеле" и в ПКПК разработали аванпроекты ракет К-27. По итогам их конкурсного рассмотрения дальнейшую работу поручили коллективу "Вымпела" во главе с АЛ. Ляпиным. Разработка осуществлялась под руководством П.П. Дементьева и В.Т. Корсакова

Перспектива одновременной разработки двух истребителей практически одинакового назначения подсказала принципиальное решение в реализации концепции создания системы из двух унифицированных ракет – К-27А для легкого МиГ-29 и К-27Б для Су-27. Предполагалось, что эти ракеты будут отличаться только двигательными установками и, соответственно, дальностью пусков. Исходя из сложившейся практики, сочли целесообразным предусмотреть для каждой модификации ракеты с различными двигательными установками варианты исполнения с "радийной" и "тепловой" ГСН. Так определилась концепция "модульной" ракеты с варьируемыми ГСН и двигательными установками и унифицированной центральной частью.

Однако реализация столь заманчивой схемы унификации потребовала изыскания специальных мер для сближения аэродинамических характеристик вариантов ракет с существенным отличием геометрии, почти полуторакратной разницей по массе и еще большей по моментам инерции.

Эффективность одного из этих мероприятий, а именно применения дестабилизаторов разной площади для компенсации различий аэродинамических характеристик вариантов ракет уже была убедительно подтверждена на тепловых и "радийных" модификациях ракет семейства Р-23/Р-24.

Представлялось очень заманчивым добиться взаимозаменяемости двигательных установок, исключив кабельные и газовые связи расположенных в центральном блоке аппаратуры управления и газогенератора с хвостовой частью ракеты. Однако принятая схема "утка" традиционно связывалась с необходимостью размещения в хвостовой части рулевых машин привода управления элеронами. Дело в том, что при свойственном данной схеме переднем расположении рулей их отклонение порождает скос воздушного потока. Он воздействует на установленные в хвосте крылья таким образом, что при определенном сочетании величин отклонения рулей с углами атаки и скольжения возникает явление так называемого "реверса управления по крену". Момент от аэродинамических сил на крыльях действует в направлении, противоположном моменту от сил на рулях, и превышает его. Поэтому практически на всех ракетах, выполненных по схеме "утка", рули служат только для управления по тангажу и рысканью, а по каналу крена используются либо обеспечивающие стабилизацию элероны, либо роллероны, ограничивающие скорость вращения ракеты по крену.

Однако конструкторам "Вымпела" удалось разорвать этот "порочный круг" и обеспечить управление ракетой по всем каналам дифференцированным отклонением рулей, отказавшись от элеронов. Для этого применили рули уникальной формы – "бабочка", с отрицательным сужением – с хордой в корне почти вдвое меньшей, чем у законцовок, с отрицательным углом стреловидности по передней кромке и положительным – у задней. В результате область наиболее возмущенного рулями воздушного потока воздуха оказалась отнесена от корпуса ракеты и оказывала минимальное воздействие на крылья малого удлинения, размах которых был принят в полтора раза меньшим, чем у рулей.

Ракета Р-27Р на внутреннем пилоне истребителя МиГ-29

Ракета Р-27Р

1 – ГСН, 2 – радиолокационный НВ, 3 – автопилот, 4 – рулевой привод, 5 – гидронасос, 6 – турбогенератор, 7 – газогенератор, 8 – НИМ, 9 – боевая часть, 10 – двигатель

Ракета Р-27Т

Принципиально новые технические решения реализовали и в бортовой аппаратуре ракеты. При использовании обычной полуактивной радиолокационной ГСН на перспективных советских ракетах не удавалось достигнуть превосходства по максимальной дальности над "Сперроу" AIM-7F, так как отечественные самолетные РЛС уступали американским аналогам по потенциалу подстветки, а ГСН ракет – по чувствительности приемника.

Поэтому в ходе разработки для ракет с "радийными" ГСН специалисты НИИП на основании результатов НИР "Агат" приняли комбинированную схему функционирования. На основном участке полета ракеты К-27Р продолжительностью до 30 с осуществляется инерциальное управление с коррекцией по информации, передаваемой по радиоканалу с носителя. На удалении около 25 км от цели ГСН захватывает ее на автосопровождение и переходит в режим самонаведения. В результате максимальная дальность пусков в 2…2,5 раза превысила дальность захвата цели ГСН.

Полуактивная радиолокационная головка самонаведения РГС-27 работает по отраженному от цели излучению работающих в дискретно-импульсном режиме бортовой РЛС Н0-01 или НО-19, установленных, соответственно, на самолетах Су-27 и МиГ-29. Впервые в ГСН применена антенная система с трехосной стабилизацией, при этом гироузел функционирует в качестве платформы навигационной системы, с достаточной точностью решающей задачу осуществления длительного полета в инерциальном режиме. Применяемые в ГСН аналоговое и цифровое вычислительные устройства обеспечивают реализацию адаптивной логики при воздействии естественных и организованных помех. В ГСН реализуются нестационарные фильтры калмановской структуры в виде модели кинематического звена. При этом осуществляется прогнозирование относительной дальности до цели вплоть до ее захвата на автосопровождение. Обеспечивается перестройка коэффициентов автопилота в зависимости от времени, скорости и высоты полета. Головки самонаведения отрабатывают углы целеуказания до ±50°.

Наряду с основным вариантом полета с реализацией метода пропорциональной навигации могут применяться особые режимы наведения, обеспечивающие более благоприятные режимы работы ГСН и радиовзрывателя, в частности, обход области пассивных помех или подход к низколетящей цели с верхней полусферы, снижающие вероятность преждевременного срабатывания радиовзрывателя.

Тепловая головка самонаведения обеспечивает режим длительной работы – до 3 часов под носителем с включенной системой охлаждения. Углы целеуказания составляют до ±55°. Старт "тепловой" ракеты производится после захвата цели ГСН. Головка самонаведения имеет оживальную форму со сферическим притуплением. Ее удлинение составляет 1.6…2 против 2,5…3 для чисто оживальной "радийной" ГСН.

За головкой самонаведения во втором отсеке последовательно расположены радиовзрыватель и автопилот, в третьем отсеке – энергоприводной блок, включающий турбогенератор с силовым приводом гидронасоса и электрогидравлические рулевые машины. Четвертый отсек – стержневая или осколочно-фугасная боевая часть с радиусом поражения 11 м. Все варианты ракет унифицированы в зоне от второго до четвертого отсека. Пятый отсек представляет собой твердотопливный двигатель с титановым корпусом. На К-27 применен однорежимный двигатель диаметром 0,23 м и длиной 1,5 м, на К-27Э – двухрежимный, длиной 2,2 м при диаметре 0,26 м.

Применение в составе более тяжелых ракет мощной двигательной установки с большим запасом твердого топлива позволило не только увеличить максимальную дальность пусков, но также и поднять среднюю скорость этого варианта Р-27. При применении на малых и средних дальностях последнее дает существенные тактические преимущества в "дуэльной" ситуации. При одновременном пуске ракет истребителями на встречных курсах более быстрая ракета скорее поразит цель. В результате пораженный самолет прекратит подсветку цели, что приведет к срыву наведения его ракеты, так что его противник останется невредимым.

Стыковка отсеков осуществляется с применением запирающих элементов эксцентрикового типа. Ракета поступает в войска в собранном, за исключением крыльев и рулей, состоянии.

Пуск ракет всех типов производится с АПУ-470 рельсового типа, а "радийных" изделий – также и с катапультных установок АКУ-470. Пусковые устройства АПУ-470 оснащаются встроенной системой охлаждения.

Облик ракеты сформировался не сразу. Наряду с одобренным ЦАГИ и реализованным в дальнейшем вариантом, выполненным по схеме, средней между "поворотное крыло" и "утка", ОКБ "Вымпел" была проработана компоновка ракеты нормальной аэродинамической схемы, одобренная НИИ-2 Минавиапрома (в дальнейшем- НИИ АС).

Летная отработка ракет началась позже первых полетов прототипов самолетов МиГ-29 и Су-27, состоявшихся в 1977 г.

Под истребителем Су-27 ракеты Р-27Р на подкрыльевых и подгондольных пилонах и Р-27ЭР на подфюзеляжных пилонах (на внешних подкрыльевых пилонах ракеты Р-73)

Ракета Р-27ЭР

Ракета Р-27ЭТ

Первоначальная отработка РЛС "Рубин" и головок самонаведения ракет проводилась на созданной на базе Ту-124 летающей лаборатории ЛЛ-124. Первые пуски трех К-27 провели с доработанного МиГ-23МЛ в 1979 г., а в следующем году с него уже осуществлялись пуски по парашютным мишеням и Ла-17. Госиспытания начались с мая 1980 г сперва на третьем опытном, еще не оснащенном РЛС МиГ-29 № 902. Поэтому первыми испытывались ракеты с тепловой ГСН. В дальнейшем испытания проводились и на МиГ-29 № 918 – первом, укомплектованном РЛС. С него впервые сбили воздушную мишень.

Оба варианта ракеты К-27 приняли на вооружение в 1984 г. как Р-27Р и Р-27Т.

Как известно, уже после начала испытаний Т-10 – прототипа Су-27 – его создатели приняли решение о внесении радикальных изменений в конструкцию истребителя. Фактически разработка самолета началась заново. В частности, решительно пересмотрели и основные решения по бортовой РЛС.

Поэтому отработка новых вариантов К-27 велась на МиГ-29 (№ 920) и проводилась с июня по сентябрь 1984 г.

Отработка ракеты К-27Э несколько затянулась и сопровождалась введением доработок в ГСН, инерциальную систему, аппаратуру радиокомандной линии. Только в 1987 г. ракету приняли на вооружение в вариантах Р-27ЭР и Р-27ЭТ.

В целом разработанное ракетное вооружение за счет реализации инерциального участка наведения обладало существенным преимуществом по максимальной дальности пуска над "Сперроу" AIM-7F. Модульный принцип построения семейства ракет позволил не только разработать не предусматривавшийся американцами "тепловой" вариант Р-27, но и создать модификации ракет с повышенными энергетическими возможностями, по досягаемости приближающиеся к современными ракетам большой дальности и обладающие высокой эффективностью в бою на средних и малых дистанциях за счет высокой средней скорости полета.

Создателей ракет отметили Государственной премией 1991 г.

Экспортные варианты ракет Р-27Р-1, Р-27Т-1 выпускались в обеспечение поставок за рубеж МиГ-29 в варианте МиГ-29А с 1988 г. и МиГ-29Б с 1986 г, а Р-27ЭР-1 и Р-27ЭТ-1 – продаж иностранным заказчикам Су-27К в девяностые годы.

Предусматривается возможность применения ракет семейства Р-27 также и на более ранних истребителях второго и третьего поколений после их комплексной модернизации, в частности по программе МиГ-21-93.

Помимо четырех основных вариантов ракет на базе Р-27ЭР была также разработана ракета с пассивной радиолокационной ГСН для поражения самолетов типа АВАКС – Р-27П.

На ряде авиационных салонов представлялись материалы по перспективному варианту ракеты Р-27ЭА с комбинированной системой наведения – инерциальной с радиокоррекцией и активным радиолокационным самонаведением на конечном участке, что обеспечивает реализацию принципа "выстрелил и забыл" при боевом применении.

Сообщалось также и о усовершенствованном варианте с полуактивной ГСН Р-27М, обеспечивающем поражение целей на предельно малых высотах и предназначенном, в первую очередь, для вооружения корабельных истребителей Су-33.

В целом разработка ракет семейства К-27 позволила предельно полно реализовать принцип унификации как по вооружению "тяжелого" и "легкого" истребителей четвертого поколения, так и по созданию важнейших элементов ракеты, единых для модификаций изделия с различной дальностью и принципами наведения на цель. Большой вклад в разработку ракеты на "Вымпеле" внесли В.Г. Карасков, А.Л. Рейдель, П.П. Васильев, А.Б. Пригорникер

За рубежом ракета получила наименование АА-10 "Alamo"

(Продолжение следует )