Герберт Ефремов. Исполненный долг

МЕЖКОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ БАЛЛИСТИЧЕСКИЕ РАКЕТЫ И РАКЕТЫ-НОСИТЕЛИ

Принято считать, что В. Н. Челомей обязан своим возвышением как конструктор противокорабельных крылатых и межконтинентальных баллистических ракет, стоящих на вооружении страны и поднимающих в космос космические корабли и аппараты, первому секретарю ЦК КПСС (1953–1964) и председателю Совета министров СССР (1957–1964) Никите Сергеевичу Хрущёву. Последний, в послесталинскую эпоху пытавшийся как-то удивить мир, обратил своё подчёркнутое внимание на ракетостроение, в частности на пилотируемую космонавтику. Это внимание отчасти было вынужденно показным, поскольку в военном отношении по числу баллистических ракет Советский Союз уступал США вчетверо. Хотя угрожать мощными дальнобойными ракетами, «попадающими в космосе в муху», Хрущеву удавалось, особенно западноевропейским странам. «…Тема ракет стала доминирующей в дипломатии отца», — вспоминал в своей «Книге об отце» Сергей Хрущёв.

Именно в пилотируемой космонавтике Н. С. Хрущёву удалось собрать наиболее щедрый урожай. Полёт Юрия Гагарина, светлого открытого парня, за 108 минут на орбите высотой от 181 до 327 километров обогнувшего земной шар на космическом корабле «Восток-1» с максимальной скоростью 28,2 тысячи километров в час, пришёлся по сердцу сотням миллионов людей во всём мире, указал дорогу в будущее. Радость советских людей не была при этом ни сытой, ни показной, ни горделивой, ни надуманной — это событие действительно объединяло всех людей Земли.

Конечно, верной опорой и «всего прогрессивного человечества», и Советского государства, и Н. С. Хрущёва в развёртывании космических программ был главный конструктор из когорты одержимых, человек талантливый, иногда мягкий, а чаше суровый, порой даже жёсткий, честолюбивый и предприимчивый, — Сергей Павлович Королёв.

Однако смелые, новаторские идеи В. Н. Челомея, его горячая убеждённость в реализуемости самых немыслимых, казалось бы, технических решений, его красноречие нашли путь к сердцу Н. С. Хрущева.

Одна из знаковых встреч Никиты Сергеевича и В. Н. Челомея произошла во время отдыха Хрущёва в Нижней Оре-анде, в Крыму, в начале апреля 1960 года. На эту встречу, пытаясь сочетать полезное с приятным, Никита Сергеевич пригласил председателя Госкомитета по авиационной технике П. В. Дементьева, по судостроению — Б. Е. Бутому, министра обороны Р. Я. Малиновского, главкома ВМФ адмирала флота С. Г. Горшкова, главного конструктора гироскопических систем управления В. И. Кузнецова и генерального конструктора В. Н. Челомея.

Встреча эта подробно, на нескольких страницах расписана присутствовавшим на ней С. Н. Хрущёвым. Он отметил и последовательность Челомея в своём докладе, и его находчивость, и наглядность агитации, и её высокую аргументированность. Описал, как Владимир Николаевич подвёл Хрущева к нужному вопросу, подобно тому, «как опытный рыбак выводит к подсадку здоровенную щуку»:

«— Нельзя ли носитель использовать как баллистическую ракету? — спросил Хрущёв.

Челомей просиял…

Достав из заветной папки ещё один чертёж, он положил его перед отцом:

— Никита Сергеевич, без всяких изменений получается ракета, способная забросить на межконтинентальную дальность заряд в несколько мегатонн. Мы даже название ей дали — УР-200.

— Вот хитрец!.. — обернулся к собеседникам отец. — Хочет потеснить Королёва с Янгелем. Что ж, конкуренция вещь хорошая, тем более что межконтинентальную ракету мы получаем как побочный продукт. Пусть попробует.

Отец заговорил о том, что предлагаемая программа представляется ему чрезвычайно важной. Если война выйдет в космос — аргументы Челомея он счёл убедительными, — то мы не должны позволить захватить себя врасплох.

— Придётся изыскивать средства, — со вздохом произнёс Хрущёв».

В вышедшем 23 июня 1960 года Постановлении ЦК КПСС и СМ СССР № 714–295 содержалось поручение разработки системы морской разведки из космоса, для чего планировалось создать ракетоплан, способный вывести на орбиту полезную нагрузку в 15 тонн, и ракету-носитель к нему. В 1961 году вышло Постановление ЦК КПСС и СМ СССР о создании космических систем УС и ИС. При этом Постановлениями ЦК КПСС и СМ СССР № 258–110 от 16 марта и № 689–288 от 1 августа 1961 года задавалась разработка специализированной ракеты-носителя под эти спутники с особыми свойствами: быстрый запуск по два-четыре космических аппарата в сутки для развёртывания указанных систем.

Это потребовало разработки автоматизированных стартовых устройств и создания на Байконуре хранилищ для боезапаса: семи ракет для спутников УС и трех-четырех ракет для ИС.

Грандиозный замысел Челомея предполагал создание целого ряда унифицированных ракет: УР-100, УР-200, УР-500, УР-700, соответственно, лёгкого, среднего, тяжёлого и сверхтяжёлого классов. При этом ракеты высших классов должны были собираться из низших ракет. Эта задача была слишком масштабной даже для могучего Советского государства и полностью ей не дано было реализоваться.

24 октября 1960 года на космодроме Байконур произошла страшная катастрофа.

Здесь, на новой 41-й площадке, проводилась подготовка к старту тяжёлой, весом свыше 140 тонн, янгелевской ракеты Р-16. 24 октября, когда пуск ракеты уже был на сутки отложен после четырёх суток непрерывных утомительных работ, когда выполнение одной из них порой вытаскивало на свет новые проблемы, в 19 часов 05 минут наконец была объявлена 30-минутная готовность. При этом были проведены отстыковка заправочных пневмокоммуникаций, снятие заглушек и ветрового крепления ракеты, отвод установщика ракеты со стартовой позиции.

«Пожар возник после объявления часовой готовности в процессе переустановки программно-временных устройств системы управления в исходное положение. К этому моменту на борту изделия были подключены, по указанию технического руководства, задействованные на земле ампульные батареи I и II ступени», — говорится в техническом заключении о катастрофе.

На стартовой площадке, при часовой готовности, кроме 100 человек, необходимых для работы, присутствовали еще до 150 человек.

«В огне погибли 76 человек, 46 человек были эвакуированы в госпиталь, впоследствии 16 их них скончались от ожогов и отравлений», — вспоминал генерал А. С. Матрёнин [36].

Среди заживо сгоревших были председатель Госкомиссии главком РВСН главный маршал артиллерии М. И. Неделин, заместители Янгеля — В. А. Концевой и Л. А. Берлин, заместитель Глушко — Г. Ф. Фирсов, заместитель начальника полигона А. И. Носов, начальники управления полигона подполковники Е. И. Осташев и Р. М. Григорьянц…

Нескольким выдающимся специалистам — М. К. Янгелю, А. М. Мрыкину, В. И. Кузнецову, по некоторым данным А. Г. Иосифьяну, удалось избежать смерти, поскольку в момент катастрофы они отошли покурить.

В соответствии с поручением ЦК КПСС обстоятельства катастрофы на месте выяснялись комиссией под председательством Л. И. Брежнева, в которую вошли А. А. Гречко, Д. Ф. Устинов, К. Н. Руднев, В. Д. Калмыков, И. Д. Сербин, Г. М. Табаков, Г. А. Тюлин, В. П. Глушко.

О катастрофе на ракетном полигоне не появилось никаких официальных сообщений. Свидетелям, родным и близким погибших в катастрофе было рекомендовано об истинных масштабах происшествия не рассказывать. Знакомым на похоронах в других городах полагалось объявлять о несчастном случае или авиационной катастрофе. По результатам катастрофы решено было никого не наказывать: большинство ответственных за неё погибли в огне.

Страшная катастрофа произвела тяжёлое впечатление на всех, кто знал о ней. М. К. Янгель, винивший себя в произошедшей катастрофе, бывший её прямым свидетелем, едва не сошёл с ума, а вскоре пережил инфаркт. Дата этой трагедии навсегда осталась Днём памяти для всех советских, а сегодня и российских ракетчиков…

Потрясён был и Челомей. Но в силу характера Владимира Николаевича трагедия его не испугала и не остановила, заставила вновь задуматься, как это ни банально звучит, об усилении мер по технике безопасности. В значительной степени эта трагедия сосредоточила его и подхлестнула.

Ретроспективно глядя на историю создания им баллистических ракет и ракет-носителей, можно удивиться: будучи профессионалом высочайшего класса, он повёл дело, казалось бы, от более сложного к более простому — от первой средней УР-200 к тяжёлой УР-500 и только затем к лёгкой УР-100. Но то, что тяжёлая УР-500 в унифицированном ряде выше основы — УР-100, противоречие кажущееся. Именно так, пройдя от проекта тяжёлой ракеты к проекту лёгкой, мог Инженер (именно с большой буквы!) Челомей найти то, что должно составлять основу конструктива современной ракеты — от её функциональной достаточности и подтверждённых технических возможностей предлагаемых узлов и самой ракеты в целом до технологической возможности их выполнения. Кроме того, УР-100 никогда не существовала в отрыве от своего транспортно-пускового контейнера (ТПК), который обеспечивал и её высокую боеготовность, и долговременное безопасное хранение. В этом деле Челомей в первую очередь был инженером-расчётчиком, во-вторую — специалистом-ракетчиком, в-третью — экономистом… Как у большинства гениальных людей, были у него и многочисленные другие ипостаси.

Лауреат Ленинской и Государственной премий генерал-майор А. В. Пивоваров вспоминал, что на одном из совещаний «Г. В. Кисунько вообще разразился хвалебной речью в адрес В. Н. Челомея, назвав экономическое обоснование проекта гениальным». Ирония генерала очевидна, но очевидно и то, что все проекты Челомея были выгодны для государства, что всегда отличало выдающихся генеральных.

Разработка универсальной ракеты УР-200 стала первой работой ОКБ-52 в новой для него области создания баллистических ракет. Разработка началась в декабре 1960 года. Постановление правительства о начале разработки ракеты вышло 16 марта 1961 года (менее чем за месяц до полёта Юрия Гагарина), а уже в первой половине 1962 года был выполнен эскизный проект. 4 ноября 1963 года с полигона Байконур был произведён первый пуск ракеты УР-200 с открытого старта. Работы над УР-200 явились основой для дальнейшего развития идеи создания универсальной ракеты со сменной головной частью. Коллективы приобрели богатый опыт в проектировании, отработке и изготовлении изделий ракетной техники.

Изначально было задано создание УР-200 в вариантах ракеты-носителя космических аппаратов (КА) и межконтинентальной баллистической ракеты. Постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР от 2 марта 1962 года № 243–117 была задана разработка на базе УР-200 орбитальной межконтинентальной ракеты УР-200А с двумя вариантами головных частей (без манёвра на траектории и обладающей манёвром на траектории в двух плоскостях за счёт использования аэродинамического качества).

Постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР от 16 апреля 1962 года № 346–160 «О важнейших разработках межконтинентальных баллистических и глобальных ракет и носителей космических объектов» было принято решение о сосредоточении сил и ресурсов КБ, НИИ и промышленности на создании в числе других образцов ракетной техники «универсальной ракеты УР-200 в варианте межконтинентальной ракеты с баллистической траекторией для транспортировки спецзаряда… и глобальном варианте для доставки к цели спецзаряда… с началом лётных испытаний — IV квартал 1963 года».

Планом к Постановлению № 655–268 от 3 августа 1964 года «О работах по исследованию Луны и космического пространства» использование УР-200 предполагалось уже при исполнении трёх задач при исследовании космического пространства. В 1965–1966 годах предполагалось использование четырнадцати этих ракет.

В соответствии с указанными постановлениями ракета УР-200 должна была создаваться в пяти вариантах, но реализован был лишь один.

Стартовая масса ракеты составляла 138 тонн, масса головной части — 3,9 тонны, длина — 34,6 метра, дальность пуска — 14 тысяч километров.

Собранная ракета УР-200 хранилась в пристартовом хранилище на самоходном транспортном устройстве (СТУ), на ложе, изготовленном из стали и алюминиевых сплавов. Ракету вывозили на один из двух стартов из соответствующих хранилищ по кратчайшему пути, поскольку СТУ работало на ограниченном количестве сжатого воздуха.

По команде на подготовку к пуску после открытия ворот хранилища оператор на СТУ, передвигавшемся с помощью турбины, питавшейся сжатым воздухом от баллонов, установленных туг же, подвозил ракету по железнодорожным путям к пусковой установке до упора в демпфер-цилиндр установщика, смонтированного под землёй около пускового устройства. Затем, пользуясь выносным пультом, с помощью установщика поднимал ракету вместе с ложем над пусковым столом и опускал ракету на стол. При этом автоматически стыковались коммуникации и заправочные горловины. С помощью того же выносного пульта закрывались замки, удерживающие ракету на ПУ, открывались захваты, удерживающие ракету на ложе, после чего оно опускалось на СТУ, подводилась к ракете кабель-мачта, и оператор увозил СТУ с ложем в хранилище. Параллельно велась заправка ракеты из подземных ёмкостей.

Всего в период с 5 ноября 1963 года по 20 октября 1964 года с 90-й площадки было проведено девять пусков универсальной ракеты УР-200, из них семь пусков, кроме двух первых, были успешными.

Ударными были темпы создания УР-200: начало разработки — конец 1960 года, эскизный проект — в первой половине 1962 года, лётные испытания 5 ноября 1963 года сыграли важную роль в становлении ОКБ-52. Была не только создана ракета, которую можно было использовать как в качестве ракеты-носителя, так и в качестве межконтинентальной баллистической ракеты, были построены уникальные испытательные стенды, позволяющие избежать многих критических ситуаций, чего всегда так не хватало королёвской фирме. Стало очевидно, что в число разработчиков стратегических ракет вступил новый коллектив с отлаженной производственной базой и чётким руководством.

«Наши работы над созданием УР-200 заключались во внимательном наблюдении за работой филёвцев, только что из авиаконструкторов переквалифицировавшихся в ракетчиков. Нам была задана ответственнейшая работа по проектированию и изготовлению аэробаллистической головной части ракеты АБ-200. Мы же готовили испытания маневрирующей головной части: первое — МП-2 и второе — М-12. Напомню, что УР-200 создавалась как космический носитель для спутников УС и ИС. Все вопросы, связанные с этой темой, также оставались за нами», — говорит Герберт Александрович.

Тем не менее 31 декабря 1964 года вышло решение Военно-промышленной комиссии при Совмине СССР о переводе систем ИС и УС на ракету-носитель Р-36 ОКБ-586 М. К. Янгеля. В начале 1965 года был проведён анализ состояния разработки ракет Р-36, УР-200 и ГР-1, который показал, что энергетические характеристики УР-200 недостаточны для решения всех задач (ракета-носитель, глобальная ракета). Постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР № 532–205 от 7 июля 1965 года разработка ракеты УР-200 и всех её вариантов прекращена. Прекращение работ мотивировано тем, что по своим ТТХ ракета ненамного превосходит уже стоящую на вооружении ракету Р-16 и уступает находящейся в разработке ракете Р-36 ОКБ М. К. Янгеля.

По поводу ТТХ УР-200 и Р-36 — прототипа знаменитой «Сатаны» — можно привести следующие данные. Стартовый вес ракет: 138 тонн — УР-200; 182 тонны — Р-36; забрасываемый груз: 3,9 тонны — УР-200; 3,95 тонны — Р-36 при примерно одинаковой дальности и точности попаданий. «Анализ состояния разработки ракет Р-36, УР-200 хотелось бы дополнить и ещё одним фактом: из первых девяти пусков УР-200 лишь два закончились аварийно, тогда как из десяти первых пусков Р-36 аварией закончились семь. Все названные пуски были проведены в 1963–1964 годах.

Касаясь личных отношений В. Н. Челомея и М. К. Янгеля, можно заметить, что несмотря на тщательно раздуваемую в определённой части литературы тему «гражданской войны в ракетостроении» между Южмашем и ЦКБМ, несмотря на попытки приписать на счёт Южмаша первую в истории успешную ампулизацию баллистических ракет, что не соответствует истине, их (генеральных конструкторов) отношения были полны взаимного уважения и понимания.

В этом отношении весьма характерны воспоминания Г. А. Ефремова о событиях конца октября 1971 года:

«25 октября 1971 года, где-то часов в 10 утра, мы вместе с Владимиром Николаевичем приехали в наше министерство, где находился Михаил Кузьмич по случаю своего шестидесятилетия. Слышали, что он, переживший четыре инфаркта, неважно себя чувствует, но под давлением жены — доктора наук И. В. Стражевой крепится, под ежечасным контролем врача принимает поздравления. Мы поздравили Михаила Кузьмича в числе последних, где-то между 2 и 3 часами, вручили ему букет цветов и модель одного из наших «изделий». Запомнилось, что его лицо, даже на фоне белой рубашки, казалось ещё более белым. Это неприятно поразило и Владимира Николаевича, и меня. В Реутов мы ехали вместе. Всю дорогу Владимир Николаевич молчал, лицо его было печально. Уже через полчаса после прибытия на работу меня позвали к телефону.

— Зайди ко мне… Янгель умер, — раздался в трубке усталый голос Челомея.

Между ними не было ни неприязни, ни даже личного соперничества, хотя жизнь, конкуренция подчинённых им коллективов, бесспорно, сталкивала их. В известной мне литературе зачастую приводится тенденциозная, а то и неверная информация. Была необходимость борьбы за заказы. Мы не в Америке, где можно распустить до двух десятков человек, а при необходимости вновь набрать фирму. Одной из главных задач каждого генерального конструктора, увы, всегда была и остаётся борьба за заказы.

Королёв, Янгель и Челомей, несмотря на вылитую на их отношения в ряде политизированных мемуаров грязь, не «собачились» друг с другом никогда. Их общение всегда было доброжелательным и предупредительным, а взаимные обращения даже ласковыми».

Следующей в разработках челомеевских ракет-носителей стала универсальная ракета УР-500, заданная Постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР № 714–295 от 23 июня 1960 года. Аванпроект на ракету был выпущен уже в том же году. 16 апреля 1962 года появилось новое постановление № 346–160 «О важнейших разработках межконтинентальных баллистических и глобальных ракет и носителей космических объектов», где доводилось до сведения принятое решение о сосредоточении сил и ресурсов КБ, НИИ и промышленности на создании, в числе других образцов ракетной техники, «мощной универсальной ракеты УР-500 (разработчик ОКБ-52 Государственного комитета Совмина СССР по авиационной технике), обеспечивающей в баллистическом варианте доставку к цели спецза-ряда мощностью… глобальном варианте спецзаряда мощностью… и вывод на орбиту космических объектов весом 12–13 тонн. Срок начала лётных испытаний — IV квартал 1963 года».

Первоначально создание УР-500 предполагалось вести, используя счетверённую связку УР-200 в качестве первой ступени… Однако проведённые расчеты и анализ, в том числе и на динамически подобном макете, показали нерациональность этой схемы. К выполнению была принята первая ступень новой разработки.

В начале сентября 1963 года В. Н. Челомей продемонстрировал Н. С. Хрущеву, посетившему космодром Байконур, ход работ по строительству «его», левой части, стартовой позиции космодрома. Техническая испытательная позиция с монтажно-испытательным корпусом (МИК) была создана здесь в 1965 году. Тогда же Никите Сергеевичу был продемонстрирован полноразмерный макет ещё двухступенчатой УР-500, установленной на макете собственного пускового стола. Здесь же был представлен масштабный макет шахтной пусковой установки боевого варианта ракеты. Габариты и заявленные возможности произвели на Хрущёва и сопровождающих его лиц сильное впечатление, но вновь заставили задуматься о стоимости представленных проектов, что несколько портило их настроение.

Межконтинентальная ракета УР-500, разработанная в ОКБ-52, возглавляемом В. Н. Челомеем, имела тактико-технические данные, значительно превышающие данные всех существовавших в то время ракет-носителей в Советском Союзе и за рубежом. Эту боевую ракету предполагалось создать как средство возмездия в случае нападения на Советский Союз вероятного противника.

Ракета УР-500 была выполнена в двухступенчатом варианте. Первая ступень ракеты состояла из центрального блока диаметром 4100 миллиметров и шести боковых блоков диаметром 1600 миллиметров, размещаемых вокруг центрального блока. Каждый боковой блок имел в своем составе двигатель с реактивной тягой 150 тонн. Вторая ступень состояла из одного блока такого же диаметра, как и центральный блок первой ступени. Ракета заправлялась на стартовом комплексе агрессивными компонентами топлива, где окислителем был азотный тетраоксид, а горючим — несимметричный диметилгидразин (НДМГ). «Стартовый вес ракеты составлял около 600 тон, а полезный груз, выводимый на орбиту полёта — 14 тонн…» [35]

16 июля 1965 года состоялся первый пуск двухступенчатой ракеты-носителя УР-500. На орбиту был выведен наиболее тяжёлый из запущенных к тому времени космических аппаратов, название которого позднее перешло и к самому носителю — тяжелый научно-исследовательский спутник «Протон-1». Три пуска УР-500 из четырёх (последний — 6 июля 1966 года) в ходе лётных испытаний прошли успешно, третий (24 марта 1966 года) был прерван из-за аварии при работе второй ступени.

«Проектные работы над конструкцией тяжёлой ракеты-носителя УР-500 вели главным образом филёвские специалисты под руководством В. Н. Бугайского — толкового и грамотного специалиста, — вспоминает Г. А. Ефремов. — Мы в Реутове в то время были заняты созданием тяжёлого спутника «Протон», выводимого этой ракетой, по наименованию которого она и получила своё название. Разрабатывалось два типа «Протонов» — первые три под двухступенчатую и четвёртый — под трехступенчатую ракету. Челомей был последовательным системщиком и создание новой ракеты без привязки её к необходимой цели считалось необоснованным. К моменту первого пуска в июле 1965 года требовалось вывести ракету на орбиту, последовательно и всесторонне испытать её, прежде чем решать более сложные задачи. По согласованию с Академией наук В. Н. Челомей решил разместить на спутнике, выводимом тяжёлой ракетой-носителем, гамма-телескоп, предназначенный для наблюдения удалённых объектов в спектре гамма-излучения. Первые три «Протона» были примерно одинаковыми аппаратами массой более 12 тонн каждый, с аппаратурой, разработанной под руководством академика С. Н. Вернова из Института ядерной физики, включавшей гамма-телескоп, сцинтилляционный телескоп и пропорциональные счётчики, измеряющие энергию падающего излучения. Эта аппаратура была разработана несколькими годами ранее, но с созданием тяжёлой ракеты-носителя впервые могла быть испытана в необходимых условиях — в космосе. Задача создания этих спутников была привязана к уже рождающейся ракете, и потому время их создания было очень ограничено. Первые три «Протона» отличались друг от друга незначительно, а вот «Протон-4», запущенный в ноябре 1968 года, имел массу уже почти в полтора раза больше при весе научной аппаратуры, увеличенном более чем в три с половиной раза. Эти спутники не имели возможности ориентирования в космосе. Для нас это была знакомая, хотя и напряжённая, как это чаще бывало, техническая работа, а вот физики были в восторге и, получив результаты, говорили о прорывном вкладе в науку в своей узкой области».

Оценивая перспективы применения УР-500, В. Н. Челомей предлагал создать для неё семейство целевых нагрузок, способных решать задачи научного, народнохозяйственного и военного характера.

Трёхступенчатый вариант ракеты УР-500К был разработан в соответствии с постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР от 24 апреля 1964 года.

В соответствии с постановлением № 655–268 от 3 августа 1964 года посредством этой ракеты (УР-500К) должен был быть совершён облёт Луны. Проект документа был представлен Л. В. Смирновым, С. А. Зверевым, В. Д. Калмыковым, П. В. Дементьевым, М. В. Келдышем и регламентировал «работы по исследованию Луны и космического пространства» на ближайшие сроки — до 1968 года. Постановление имело гриф «Особой важности», на первой странице штамп — «Подлежит возврату в течение 24-х часов в группу № 1 Особой части управления Делами Совета Министров СССР».

Ступени ракеты соединяются последовательно, по схеме «тандем». Отделение первой ступени происходит по «горячей» схеме, то есть двигатели второй ступени запускаются раньше начала выключения маршевых ЖРД первой ступени. Как только тяга двигателей второй ступени превысит остаточную тягу ЖРД первой ступени, происходит подрыв пироболтов, соединяющих фермы ступеней, ступени расходятся, а продукты сгорания из камер ЖРД второй ступени, воздействуя на тепловой экран, тормозят и отталкивают первую ступень. Отделение второй ступени происходит по «полугорячей» схеме.

Двигательная установка первой ступени состоит из шести автономных маршевых жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) РД-253 конструкции В. П. Глушко, расположенных симметрично вокруг центрального блока. Двигатели имеют турбонасосную систему подачи топлива с дожиганием генераторного газа. Запуск двигателей осуществляется путём прорыва пиромембран на входе в двигатель.

Третья ступень ракеты УР-500 состоит из приборного, топливного и хвостового отсеков. Двигательная установка третьей ступени РД-0212 — ЖРД конструкции С. А. Косберга. Этот двигатель состоит из маршевого однокамерного двигателя РД-0213 и четырёхкамерного рулевого двигателя РД-0214. Маршевый двигатель по устройству и работе аналогичен двигателю РД-0210 второй ступени и является его модификацией.

Для выведения полезной нагрузки на высокие, геостационарные и отлётные орбиты используется дополнительная ступень, называемая разгонным блоком, которая может быть третьей, четвёртой и даже пятой ступенью. Разгонные блоки позволяют проводить многократные включения двигательных установок. Первые разгонные блоки для PH «Протон-К» были сделаны на базе ракетного блока Д пятой ступени носителя Н-1. Разработка этого блока велась в ОКБ-1 (РКК «Энергия» имени С. П. Королёва). В составе ракеты-носителя «Протон» блок претерпел несколько модификаций. Позднее использовались разгонные блоки моделей ДМ-2 и ДМ-2М производства РКК «Энергия».

ГКНПЦ имени М. В. Хруничева разработал новый разгонный блок «Бриз-М». Создание блока «Бриз-М» — только один из этапов модернизации ракеты-носителя «Протон-К». В результате осуществления целого комплекса мероприятий в рамках этой модернизации ракета приобрела новый технический облик и более широкие возможности, получив новое название — «Протон-М».

Созданная в середине 1960-х годов ракета-носитель УР-500К является одной из самых мощных отечественных ракет-носителей, незначительно уступая новой PH «Ангара-А5». Эксплуатацию и совершенствование ракет УР-500К с начала 1980-х годов осуществляет ГКНГЩ имени М. В. Хруничева. Ракеты-носители тяжёлого класса УР-500, «Протон-К», «Протон-М» на октябрь 2022 года совершили 427 стартов, из них 379 успешных.

Ракета первой модификации имела массу до 600 тонн, масса полезной нагрузки, выводимой на орбиту высотой 200 километров, — 13 тонн, высоту —41–43 метра (в зависимости от головной части), максимальный диаметр — 7,4 метра.

Ракета третьей модификации имела массу до 705 тонн, массу полезной нагрузки, выводимой на низкую околоземную орбиту, — 23,7 тонны, на геостационарную орбиту — до 3,7 тонны, при том же диаметре высота ракеты достигала 58,2 метра.

Лётные испытания ракеты УР-500К успешно начались 10 марта 1967 года запуском макетного образца корабля 7К-Л1 («Космос-146»). До 29 сентября 1977 года был осуществлён 61 пуск ракеты УР-500К с различными типами космических аппаратов, были выведены на заданные орбиты 12 кораблей 7К-Л1 «Зонд», разработанных под руководством С. П. Королёва.

Посредством этой ракеты были запушены: тяжёлые исследовательские спутники «Протон-1» «Протон-2», «Протон-3» и «Протон-4»; автоматические лунные станции «Луна-15», «Луна-16» и «Луна-24»; автоматические межпланетные станции «Марс-2» — «Марс-7», «Венера-9» — «Венера-16»; 33 спутника связи «Горизонт»; долговременные орбитальные станции «Астрон-1», «Салют-1», «Салют-4», «Салют-6»; орбитальные пилотируемые станции «Алмаз» (Салют-2», Салют-3», «Салют-5»); большая серия спутников «Космос»; базовые модули орбитальных станций «Мир» и МКС; геостационарные космические аппараты «Радуга» и «Экран»; было осуществлено несколько запусков транспортного корабля снабжения (ТКС) и возвращаемого аппарата комплекса «Алмаз» (один из них трижды успешно: по записанным данным, возвратился на землю из космоса); был проведён ряд запусков тяжёлых космических аппаратов военного назначения. Программа лётных испытаний ракеты-носителя УР-500К была завершена 29 сентября 1977 года запуском орбитальной станции «Салют-6», пробывшей на орбите 1764 дня, совершившей 27 785 витков вокруг Земли, принявшей пять основных экспедиций и десять экспедиций посещения — более 35 космонавтов из 10 стран мира.

27 июня 1978 года ракетно-космический комплекс с ракетой-носителем УР-500К был принят на вооружение.

Последним по времени проектом ракеты-носителя, разрабатываемой под руководством В. Н. Челомея, по всей видимости, был проект УР-530 — универсальной всеазимутальной сверхтяжёлой ракеты со стартовым весом порядка 1200 тонн для выведения на низкую околоземную орбиту тяжёлых спутников весом до 36 тонн. В качестве первой ступени на эту ракету вместо аналогов УР-100 должны были ставиться аналоги гораздо более мощной ракеты УР-100Н.

«Главной задачей УР-530 была необходимость выведения на орбиту более тяжёлых спутников, чем это могла осилить УР-500К, при возможности транспортировки ракеты в разобранном виде железнодорожным транспортом в обычном режиме — не останавливая встречное движение. Военного значения эта ракета практически не имела», — вспоминает Г. А. Ефремов.

По согласованному с военными замыслу, этот носитель должен был решать задачи, противопоставленные американской программе «Спейс шаттл». Также эту ракету Владимир Николаевич предполагал использовать в качестве ракеты-носителя для своих любимых ракетопланов.

«Так получилась ракета с шифром УР-530. На неё у нас в Филях был разработан эскизный проект, который составил около 30 томов. Один том был посвящён экологии», — пишет главный конструктор филиала № 1 ЦКБМ Е. С. Кулага [39].

При разработке этой ракеты конструкторы впервые предусмотрели систему дожигания токсичных компонентов топлива, полностью исключавшую загрязнение окружающей среды вредными элементами, что для своего времени было новым прогрессивным шагом в ракетостроении.

Не имевший возможности отказаться от применения высокоэнергоёмких, но и весьма токсичных компонентов топлива — несимметричного диметилгидразина и азотной кислоты, В. Н. Челомей фактически избавил людей от контакта и с ними, и с токсичными продуктами их сгорания. На земле это было сделано посредством ампулизации ракет УР-100, широким использованием на стартовой позиции ракет УР-500 и УР-530 устройств поглощения или дожигания паров компонентов топлива при их выбросе, а на этапе пассивного полёта в конструкции ступеней ракеты предусматривалось использование устройств для полного удаления из баков гептила и азотных составляющих. Своими техническими решениями Челомей фактически выполнял завет Королёва, активно протестовавшего против применения гептила и даже рассорившегося на этой почве со своим другом, двигателистом Глушко.

Проектными работами по созданию УР-530 руководил В. К. Карраск, проектированием двигательных установок занимался Д. А. Полухин с группой разработчиков, систему управления отрабатывал О. С. Малышев, систему заправки — В. И. Зубарев…

Использование в конструировании блоков, подобным блокам ракет УР-500К и УР-100Н, позволило обеспечить высокую технологичность конструирования и достаточно высокое весовое совершенство ракеты.

Можно сожалеть, что последние разработки, сделанные под его руководством, по субъективным причинам так и не стали «изделиями», а ведь всё, что выходило из стен его КБ, находило надёжное и долгоживущее воплощение. Часть вооружений, отслужив свои сроки, уступила место более современным, другая часть до сих пор является основой боевой мощи Российской армии.