Текст книги "Советские авиационные ракеты "Воздух-воздух""

Автор книги: Виктор Марковский

Соавторы: Константин Перов
сообщить о нарушении

Текущая страница: 1 (всего у книги 4 страниц)

Виктор Марковский, Константин Перов
Советские авиационные ракеты «Воздух-воздух»

Москва

Издательский центр «Экспринт»

2005

Первое поколение авиационных ракет

Послевоенное развитие авиационной техники, сопровождавшееся стремительным возрастанием скорости боевых самолетов, преодолением звукового барьера и освоением больших высот полета, существенно изменило требования к авиационному вооружению. Неудовлетворительность прежних средств поражения была ощутимой прежде всего для истребителей, вступивших в реактивную эпоху с вооружением из авиационных пушек.

Достижение основной цели боя – уничтожение самолета противника – сковывалось возможностями бортового артиллерийского вооружения, эффективность которого стала явно недостаточной. Сверхзвуковые скорости, резко возросшие дистанции и относительные перемещения противников в воздушном бою при невысоких дальностях стрельбы и продолжительности прицельной очереди приводили к малой вероятности выполнения задачи. Другим недостатком была невысокая разрушительная мощь снарядов (так, при массе 400 г отечественный 30-мм осколочно-фугасный снаряд нес только 39 г ВВ, 23 мм – 170 г), во многих случаях недостаточная для надежного поражения самолета противника, конструкция которого теперь рассчитывалась на значительные нагрузки и скоростной напор.

Пушечное вооружение сковывало и развитие тактики воздушного боя. Чтобы открыть прицельный огонь по самолету противника, реактивному истребителю требовалось выйти сзади на небольшую дистанцию и малые курсовые углы. Бой, тем самым, строился по унаследованной от поршневых истребителей схеме, а область возможных атак сузилась и не позволяла использовать возможности современного самолета.

Не увенчались успехом попытки решить проблему простейшим способом – применением неуправляемых авиационных ракет, хорошо зарекомендовавших себя в борьбе с наземными целями. Простота их устройства и использования была привлекательна, но специфика воздушного боя с его большими перегрузками и относительными скоростями противников делала НАР совершенно неудовлетворительными из-за их малой дальности и точности. При невысокой скорости и значительном рассеянии НАР с малых дистанций они не давали преимуществ перед пушками, а на большом расстоянии использование сводилось к залповому пуску в расчете накрыть цель дождем разлетающихся ракет, одна две из которых могли бы накрыть вражеский самолет. Вероятность этого была невелика даже при стрельбе по крупной цели, не говоря уже о маневрирующем истребителе.

Надежный перехват воздушных целей могло обеспечить только создание качественно нового оружия, способного поразить цель на большом расстоянии с высокой точностью и надежностью. Таким оружием стали принятые на вооружение в 50-х годах XX века управляемые ракеты. Появление их стало возможным в результате бурного развития в первое послевоенное десятилетие электроники и радиолокации, создания новых материалов и технологий, теории управления и, конечно, самой ракетной техники.

Разработка управляемых ракет была начата не на голом месте – у советских конструкторов уже имелся солидный опыт создания и боевого применения реактивных снарядов, да и эксперименты с дистанционным управлением и системами самонаведения были начаты еще в 20-е годы.

Значительное влияние оказали трофейные германские разработки, – а у немцев было чему поучиться: ими были реализованы на практике разнообразные типы ракет, системы радиолокационного, теплового и телевизионного наведения. Традиционно высокий уровень немецкой технологической культуры и точного приборостроения стал основой для создания в Германии в годы войны ракетных систем и агрегатов, намного опередивших аналогичные разработки в других странах. Особенно высоким совершенством отличались двигатели, рулевые электро– и пневмоприводы, приборы и аппаратура ракет, захваченных советскими войсками в конце войны,

Среди трофеев оказались отработанные и доведенные до практического применения конструкции немецких неконтактных оптических, инфракрасных и радиовзрывателей. Установка их на ракете позволяла поразить противника и без непосредственного попадания – подрывом мощной боевой части вблизи вражеского самолета. Вместе с тем завершенных и удовлетворительных по характеристикам и надежности ракет «воздух -воздух» немцы создать не успели, а в ряде случаев шли тупиковым путем, и о прямом заимствовании говорить не приходилось. Весь объем работ с широким кругом проблем советским конструкторам пришлось вести самостоятельно, доведя изделия до приемлемого уровня к середине 50-х гг. (в США приняли первые образцы такого вооружения уже по окончании корейской войны).

Создание управляемого ракетного оружия происходило в тесной связи с совершенствованием бортового прицельного и радиолокационного оборудования самолетов-истребителей. Работы по созданию авиационных ракет развернулись в нескольких специализированных КБ, организованных в системе Министерств Оборонпрома и Авиапромышленности: ОКБ-2 МОП под началом П.Д. Грушина, (сегодня МКБ «Факел»), ОКБ-4 М.Р. Бисновата (до 1954 года – ОКБ-293, сегодня ГосМКБ «Вымпел»), ОКБ-134 И.И.Торопова МАП и других. Постановлением ЦК КПСС и Совмина № 2543-1224 от 30 декабря 1954 года работы предписывалось проводить совместно с самолетчиками и разработчиками радиолокационных систем.

Все истребительные КБ обязывались представить образцы своих изделий, оборудованные ракетами, для испытаний и оценки в качестве носителей.

Уровень приборостроения того времени не позволял снабдить небольшую по размерам и весу ракету автономной системой наведения достаточной точности. Для надежного поражения воздушного противника ракете необходима была помощь «со стороны» – управление ею производилось бортовыми радиоэлектронными средствами самолета с контролем наведения самим летчиком (в тогдашней отечественной терминологии способ именовался «телемеханическим управлением»).

Такими возможностями обладала уже отработанная на крылатых противокорабельных ракетных снарядах радиолокационная система наведения на цель (именовавшаяся тогда «способом телеориентирования по радиолучу»). Ракетная атака производилась следующим образом: пилот истребителя-ракетоносца обнаруживал цель с помощью бортовой РАС (или по командам с наземного пункта управления), переводил РАС в режим автоматического сопровождения захваченной цели направленным радиолучом и, при достижении разрешенной для атаки дистанции (об этом сигнализировала загоравшаяся на пульте в кабине лампочка), производил пуск ракеты. Дальность пуска определялась возможностями самой ракеты, в первую очередь, продолжительностью работы двигателя и систем, и устойчивого управления ею. Войдя в радиолуч, ракета удерживалась по его оси в равносигнальной зоне, а отклонения парировались рулями.

РС-1У/РС-2У

Реализовали эту систему при создании первого советского управляемого ракетного снаряда, на этапе разработки называвшегося К-5 (комплекс вооружения). Работа по системе ракетного вооружения истребителей-перехватчиков К-5 начались в «Бериевском» КБ-1, где были сосредоточены проектные изыскания по ракетной технике разнообразных направлений – от противокорабельных самолетов-снарядов до зенитных ракет. После отстранения от дел, следом за отцом, руководившего работами Серго Берия и передела организации разработку К-5 (уже вышедшей на испытания) передали в ОКБ-2 П.Д. Грушина. С его принятием на вооружение наименование системы вооружения изменилось на C-l-У, а самого управляемого реактивного снаряда – на РС-1У. Конструкция ракеты выполнялась из хорошо освоенных алюминиевых и магниевых сплавов, только двигатель изготавливался из стали. Компоновка ракеты полностью была подчинена избранному принципу наведения. Аппаратура управления с приемной антенной общим весом 14,67 кг была установлена в хвостовой части корпуса для устойчивого приема сигналов самолетной РАС, управляющего радиоприцела РП-1-У «Изумруд-2». Среднюю часть корпуса занимал реактивный твердотопливный двигатель (РДТТ) с максимальной тягой 1340 кгс с двумя выведенными по бокам корпуса соплами, а в головном отсеке находилась боевая часть весом 11,35 кг осколочно-фугасного действия с неконтактным радиовзрывателем РВ-1-У.

Радиовзрыватель срабатывал при сближении с целью до 10 м, а осколки разлетались в виде кольца с углом раствора 16°. Рули ракеты приводились в движение пневматическими рулевыми машинками, питавшимися сжатым воздухом из баллона. РС-1У были приняты на вооружение истребителей-перехватчиков МиГ-17ПФУ и Як-25К. Небольшой вес РС-1У (74,25 кг) позволял истребителям нести до четырех таких ракет на пусковых устройствах АПУ-3 (АПУ – авиационное пусковое устройство, оснащенное узлами подвески ракеты, электроразъемами и арматурой). Запуск ракеты был возможен с расстояния 2 – 3 км, а дальность автосопровождения цели РАС РП-1-У составляла 3,5 – 4 км. Цели могли атаковаться в диапазоне высот 5 – 10 км (ниже мешали отраженные от земли радиосигналы, выше не хватало энергетики ракеты и управляемости рулей).

Недостатки ракет («первый – не всегда лучший»), больше сковывавшие вооруженный ими истребитель, чем повышавшие его эффективности и сообщения о появлении у американцев мощных управляемых ракет AIM-4 «Фалкон» привели к ускоренной разработке модифицированного варианта К-5М. Новая ракета, сохраняя принцип наведения по лучу, отличалась повышенной энергетикой, маневренностью, высотностью и усиленной в 1,5 раза мощностью БЧ. На вооружение система С-2-У на базе истребителя МиГ-19ПМ была принята Постановлением Совмина СССР № 134-54 в ноябре 1957 года.

По сравнению с предыдущей системой МиГ-19ПМ с комплексом К-5М был немногим эффективнее, его радиоприцел РП-2-У (также именовавшийся «Изумруд-2») имел похожие характеристики. Хотя ракеты РС-2У могли запускаться с рубежа до 6 км, «зеленая лампа», разрешавшая пуск, загоралась на дистанции 3,5 км, а «красная» при выходе на минимальное разрешенное расстояние – в 1,5 км от цели.

Ракеты РС-1У, подвешенные на перехватчике МиГ-17ПФУ

РС-2У была массивнее (83,2 кг), отличалась двигателем, увеличенным крылом и рулями, БЧ массой 13,5 кг и конструкцией радиовзрывателя РВ-2-У, работавшего по принципу Доплера и подрывавшего БЧ в момент пролета на минимальном расстоянии от самолета противника. Пуск ракеты был возможен по целям с превышением до 2000 м – насколько позволял угол отклонения зеркала РАС. Для подвески ракет служили устройства АПУ-4.

Такие характеристики ракет обеспечили им значительные преимущества по сравнению с пушечным вооружением. Вместе с тем, практическое применение ракет выявило несовершенство конструкции. Наведение на цель производилось по методу «трех точек» – радиолокатор, ракета и цель должны были находиться на одной прямой, и летчику требовалось постоянно удерживать в прицеле ракету и самолет противника. В противном случае ракета выходила из довольно узкого радиолуча, управление ею терялось, а атака срываюсь. При уходе ракеты из-под контроля срабатывал временной самоликвидатор, подрывавший боевую часть. Для визуального контроля полета ракет (а скорость РС-1У достигала 750 м/с) на концах крыльев ракеты были установлены трассеры (они должны были облегчать наведение, однако летчики жаловались, что яркие трассеры слепят и закрывают цель). Резкие маневры истребителя в процессе наведения исключались – они грозили срывом управления, что сводило область возможных атак к классическому заходу в хвост противника. В инструкции по применению РС-2У особо оговаривалось: «…предназначена для поражения бомбардировщиков (типа Ту-4) из задней полусферы».

Ракета РС-2У

Модернизированный вариант ракеты РС-2УС (К-5МС) был предназначен для истребителей, оснащенных РАС «Сапфир» (ЦД-ЗОТ или РП-9-У). РС-2УС отличалась от предшественницы переключателем коэффициента усиления радиоаппаратуры, обеспечивавшего совместную работу ракеты как со станцией РП-9-У на Су-9, так и с РП-2-У на МиГ-19ПМ. На этапе разработки и испытаний система именовалась К-51, а на вооружение ракеты были приняты в комплексе перехвата Су-9-51. И в новой модификации ракета предназначалась для «поражения одиночных бомбардировщиков в любых метеоусловиях днем и ночью, а также отдельных бомбардировщиков, летящих в группе при визуальной видимости», что удовлетворяло требованиям ПВО.

Перспективные перехватчики предполагалось оснастить новыми мощными ракетами, но создание аппаратуры для них столкнулось с рядом проблем, и выходом стал паллиатив с модернизацией уже существующих систем, обладавших должной эффективностью. Работы по К-5М велись под руководством Д.Л. Томашевича в КБ-1, где создавались и РАС. На вооружение авиаракетный комплекс перехвата РС-2УС был принят в октябре 1960 года. Он позволял перехватывать цели со скоростями 800 – 1600 км/ч на высотах в диапазоне 5 – 20 км с дальности 2 – 6 км. Вероятность пораженияцели залпом из четырех ракет составляло 0,8 – 0,9.

На вооружение комплекс был принят в октябре 1960 года ПСМ № 1108-460. На Су-9 ракеты подвешивались на пусковых устройствах АПУ-19 (внутренние) и АПУ-20 (внешние). Помимо Су-9, ракеты РС-2УС нашли применение на ряде модификаций МиГ-21, где они дополняли «тепловые» самонаводящиеся ракеты Р-ЗС.

На вооружении истребителей МиГ-21 и Су-9 РС-2УС находилась до конца 70-х годов, однако несовершенство ракеты к этому времени было настолько явным, что рекомендовано было использовать ее в качестве НАР, застопорив рули и отключив бортовую аппаратуру наведения. Сам процесс наведения был довольно сложен, ненадежен и отвлекал летчика от пилотирования. Требовалось усовершенствовать ракету, сделав ее выход на цель более автономным. Образцы таких ракет к 1956 году были созданы в ОКБ-2 (К-6) и ОКБ-134 (К-7). Последняя, помимо отработанных систем управления, по лучу имела два варианта – К-7СТ с тепловой ГСН и К-7С-3 с полуактивной радиолокационной ГСН. К-7 прошла испытания, но перевод обоих КБ на новую срочную тематику не позволил завершить работы: ОКБ-2 получило задачу создания ЗУР, а ОКБ-134 поручили наладить копирование американской ракеты «Сайдвиндер». Постановлением от апреля 1958 года разработка К-6 и К-7 была свернута.

Боковые сопла ракеты РС-2У

Сформировались два основных способа самонаведения, основанных на возможности обнаружения самолета противника по его радиолокационному отражению и тепловому излучению горячего двигателя. Инфракрасная (тепловая) головка самонаведения (ИК ГСН или ТГСН) могла быть полностью автономной, и такой способ получил название пассивного. Радиолокационная же (РГСН), ориентирующаяся на отраженный сигнал РАС, из-за ограниченной энергетики ракеты требовала подсветки цели мощной РАС истребителя (полуактивное наведение). Необходимость сопряжения параметров ГСН и самолетной РАС обусловила появление типичных для советских ВВС и ПВО комплексов «самолет + ракета» (подобный подход практиковался и в других странах, так, в США принималась «система вооружения», но у нас большинство ракет, особенно в авиации ПВО, становились «индивидуальными» для определенного типа самолета, а при выдаче требований к новому истребителю оговаривались и ракеты для него, создававшиеся параллельно).

К-8 (изделие 24)

Еще одним представителем первого поколения ракетного оружия была и мощная УР К-8 (изделие 24), создававшаяся с 1955 года ОКБ-4 и предназначавшаяся для вооружения перехватчиков ПВО. Коллектив М.Р. Бисновата, имевший уже опыт исследовательских работ в этом направлении, изначально ориентировался на создание самонаводящейся ракеты, не тратя времени на проработку недостаточно эффективных и, в общем, бесперспективных систем наведения по лучу. Для будущего изделия 24Н предназначалась тепловая ГСН типа С-1, для «радийного» изделия 24В – радиолокационная ГСН типа ПАРГ-1. Ракета оснащалась автопилотом АПС-8 и мощной 40-кг БЧ с радиовзрывателем «Снегирь». Твердотопливный двигатель ПРД-25 имел обычное сопло, позволявшее избежать потерь тяги в боковых соплах, неизбежных у ракет типа К-5. В конце 1957 года прошли ее первые пуски с Як-27К, однако, в итоге ракету использовали в варианте К-8-2 (позднее названном К-8М, изделие 24М) для более удачного истребителя Су-11 с РАС «Орел». К-8М позволяли атаковать цели на высотах от 8 до 23 км, в том числе и с превышением цели до 4 – 5 км (у К-8 нижняя граница составляла 9… 10 км, верхняя – до 18 км), а их скорость достигала 1015 м/с. Ввиду недоработанности «Орла», на первом этапе отрабатывались К-8М с ТГСН, затем – ракета с РГСН. В феврале 1962 года комплекс перехвата Су-11-8М был принят на вооружение ПСМ № 139-67.

Ракеты К-8 на опытном перехватчике И-75Ф

Ракеты получили наименование Р-8М. Они позволяли поражать цели на расстоянии до 12 км с вероятностью поражения залповым пуском 0,8…0,9. Осколочная БЧ при подрыве давала 1400 осколков массой по 6 г (прежде в конструкции БЧ дробление было неорганизованным, давая осколки произвольной массы с разной поражающей силой, что снижало эффективность). Помимо Р-8М были приняты учебные ракеты УР-8, не имевшие двигателя и БЧ, но оснащенные ГСН и КЗА для отработки перехвата. Р-8 имела схему, ставшую для отечественных ракет классической – развитое несущее оперение с элеронами и рулевые поверхности в носовой части. Для визуального наблюдения за полетом ракеты в ее хвостовой части был установлен трассер. Масса Р-8 равнялась 275 кг.

Комплекс включал в себя четыре основных составляющих: самолет-носитель, ракеты, радиолокационный прицел и средства наземного обслуживания. Этот случай стал первым и единственным, когда на базе одного самолета на вооружении авиации ПВО появились два комплекса перехвата: Су-9-51 с ракетами РС-2УС и Су-11-8М с ракетами Р-8М, автоматизированной системой управлений полетом и огнем (состоявшей из бортовой РАС, автомата-вычислителя и автопилота). Су-11 мог обнаруживать цели на больших расстояниях, вести их автосопровождение и пуск ракет при выходе на разрешенную дальность устойчивого захвата (до 12 км). Тем не менее, и К-8М позволяла перехватывать лишь неманевренные цели и атаковать их с задних ракурсов. По инициативе А.С. Яковлева в производство пошел и перехватчик Як-28П, также оснащенный РАС «Орел-Д» и ракетами модификации Р-8М1. В «тепловом» варианте они позволяли атаковать цели на высотах до 500 м (высотность «радийных» оставалась на уровне 5000 м, ниже ГСН теряла цель из-за влияния земли и переотражения сигнала).

Рост скоростей и нагрузок на рулевые поверхности ракет требовал создания простого, компактного и достаточно мощного источника энергии для рулевых приводов. Им стал ПАД (пороховой аккумулятор давления), представлявший собой зажигавшийся при пуске ракеты газогенератор. Вырабатываемые ПАД газы создавали рабочее давление в системе рулевых машин и раскручивали турбинку электрогенератора, позволяя обойтись без громоздких аккумуляторов.

Второе поколение авиационных ракет

Ракеты первого поколения служили для вооружения перехватчиков ПВО, основной целью которых были бомбардировщики и крылатые самолеты-снаряды. Истребителям фронтовой авиации, имевшим дело с более маневренными самолетами требовалось иное оружие, тем более, что американцы с 1955 года уже располагали такой ракетой ближнего боя AIM-9 «Сайдвиндер». В начале 1958 года один из образцов «Сайдвиндера» через Китай попал в СССР. Эта ракета была пущена тайваньским летчиком во время прибрежной стычки, не взорвалась и упала в грязь рисового поля. Еще один «Сайдвиндер», в сентябре 1958 года попавший в борт китайского МиГ-17 и не разорвавшийся, так и был доставлен на аэродром.

Появившаяся возможность ознакомиться с устройством «Сайдвиндера» ускорила работы по созданию ее отечественного аналога того же класса. Копирование в ноябре 1958 года поручили ОКБ-134, ввиду особой важности задания, одновременно отложив собственные разработки конструкторов. Для столь радикального решения были все основания: «синица» в руках была весомее того «журавля», которым могла стать К-7, требовавшая доработки (работы по К-6 и К-7 были свернуты Постановлением в апреле 1958 г.). Изучение трофея показало, что американцам удалось создать незаурядный образец – легкий, компактный, несложный конструктивно и в эксплуатации. Управление ракетой состояло всего из 20 подвижных деталей, сложнее было разобраться с устройством ГСН и электронными платами, 2000 элементов на которых были втиснуты в отсек 45-см длины и залиты пластиком для защиты от перегрузок (по рассказам ветеранов КБ, для извлечения миниатюрных деталей были привлечены мастера-косторезы из Якутии). Отечественное «изделие» Р-ЗС сохранило конструкцию и даже основные габариты «Сайдвидрера»( вплоть до соответствия их дюймовым мерам, но не стало полной копией, отличаясь деталями и увеличенной массой БЧ, а также устройством двигателя с более привычным пороховым зарядом из нитроглицеринового топлива НМФ-2К. Их первые пуски прошли уже в марте 1959 года с доработанного МиГ-19.