История + Техника

Основоположник немецкого ракетостроения Герман Оберт

Расчеты показывали, что спиртовая одноступенчатая ракета улетит дальше любого снаряда, но для космических путешествий непригодна – топливные баки постепенно опорожняются и с какого-то момента становятся бесполезной нагрузкой, не ускоряющей, а замедляющей полет. Оберт нашел выход и летом 1920 года описал проект двухступенчатой ракеты. Первая ступень использовала в качестве топлива пару спирт-кислород, а вторая – водород-кислород.

Позднее Герман Оберт обобщил свои изыскания, и в июне 1923 года вышла его монография «Ракета в межпланетное пространство». Эта книга оказалась первой в мировой литературе, в которой с научной добросовестностью была показана техническая реальность создания больших жидкостных ракет и обсуждались ближайшие цели их практического применения. Привлекали внимание детально проработанные чертежи – ничего похожего в те годы у других пионеров космонавтики просто не было. Благодаря этой книге все увидели, что космонавтика – не только область профессиональных интересов писателей-фантастов, но и вид деятельности, в которой могут проявить свои способности инженеры и промышленники.

Обложка книги Германа Оберта «Пути осуществления космического полета» (1929)

В Советском Союзе книга Оберта тоже вызвала резонанс. 2 октября 1923 года в газете «Известия» появилась рецензия на нее. Всё это возмутило Константина Циолковского, поскольку в рецензии ничего не говорилось о его работах. Чтобы исправить допущенную несправедливость, в 1924 году он выпустил в виде отдельной брошюры второе издание своей статьи 1903 года и разослал ее заинтересованным лицам. Отдадим должное Оберту – он сразу признал приоритет русского ученого, о чем немедленно раструбили советские популяризаторы. В итоге книга Оберта не только послужила толчком для подтверждения приоритета Циолковского, но и способствовала пропаганде ракетно-космической тематики в Советской России.

Следующий труд Германа Оберта под названием «Пути осуществления космического полета» увидел свет в 1929 году. В ней немецкий ученый обобщил и скрупулезно проанализировал свои предыдущие и новые разработки в области ракетостроения. Оберт рассматривал два типа ракет. «Modell В» служила носителем научных приборов для исследования верхних слоев атмосферы, а «Modell E» была предназначена для полета в космическом пространстве. Особый интерес представляет второй тип, поскольку в нем воплотились технические идеи, оказавшие значительное влияние на дальнейшее развитие ракетостроения.

«Modell E» – это ракета с одной большой дюзой и широким основанием, к которому прикреплены четыре опоры-стабилизатора. Она состоит из двух частей: первая разгонная ступень работает на спирте и жидком кислороде, а вторая при том же окислителе использует жидкий водород. В верхней части второй ступени размещена каюта с иллюминаторами, позволяющими вести астрономические наблюдения, – Оберт назвал ее «аквариумом для земных жителей». Высота всей ракеты, рассчитанной на двух пассажиров, оценивалась Обертом как «примерно соответствующая высоте четырехэтажного дома». Общий вес заправленной ракеты перед стартом – 288 т. В ходе космического рейса пассажиры могли на время покидать «аквариум» в специальных костюмах, сходных с водолазными. Торможение в атмосфере при возвращении пассажирской кабины на Землю Оберт предлагал осуществлять посредством парашюта или при помощи специальных несущих поверхностей и хвостовых стабилизаторов, позволяющих планировать и таким образом уменьшающих перегрузку при сбросе

Modell B – «регистрирующая» ракета Германа Оберта для изучения высших слоев атмосферы

Modell E – двухступенчатая космическая ракета Германа Оберта на рекламном плакате фильма «Женщина на Луне»

Продуманные и технически детализированные работы Германа Оберта произвели фурор. В республиканской Германии и дружественной Австрии за пять лет после издания «Ракеты в межпланетное пространство» вышло более восьмидесяти книг по ракетно-космической технике. Возник своего рода ракетный бум.

11 июня 1927 года, на пике бума, в немецком городке Бреслау (ныне – польский город Вроцлав) собрались несколько человек, увлекавшихся идеей космических полетов, и учредили Общество межпланетных сообщений. Почти сразу члены Общества занялись согласованным проектированием небольших ракет.

В мае 1929 года популярный режиссер Фриц Ланг, наслышанный об Оберте, пригласил его стать научным консультантом фильма «Женщина на Луне». Когда Оберт приехал в Берлин, возникла еще одна идея – в качестве рекламного трюка запустить перед премьерой настоящую ракету. Ланг ее одобрил, и из бюджета фильма было выделено 10 тыс. рейхсмарок. Назначили дату старта – 19 октября 1929 года.

Рекламный отдел киностудии тут же распространил эту информацию. О ракете Оберта начала усиленно писать пресса. Хуже обстояло дело с самой ракетой. Ведь одно дело – выдвинуть идею и даже обосновать, и совсем другое – воплотить ее в металле.

Принцип действия жидкостного ракетного двигателя кажется простым. Из одной емкости в камеру сгорания поступает горючее (жидкий водород, бензин, керосин, спирт), из другой – окислитель (жидкий кислород), обеспечивающий горение. Смесь в камере поджигается, продукты сгорания вылетают через сопло. Но реализовать этот принцип – сложнейшая задача. Камера сгорания работает в условиях высоких температур, давлений и скоростей.

Kegelduse – первый жидкостный ракетный двигатель Германа Оберта

Подобная среда не встречается ни в природе, ни в промышленных установках, поэтому к моменту появления идеи жидкостных ракет наука не изучала эти сложные процессы. Однако, чтобы изучить их, нужно иметь хотя бы один работающий двигатель. А его не было. Замкнутый круг.

Проведя предварительные расчеты, Оберт выбрал в качестве горючего бензин. В то время считалось, что смешение жидкого кислорода с бензином тут же приведет к взрыву. Желая переломить такую точку зрения и добиться устойчивого горения, Оберт начал опыты не с конкретным прототипом двигателя, а в «академической» постановке. Он провел серию экспериментов, изучая поведение тончайшей струйки бензина, направленной в сосуд с жидким кислородом. И однажды взрыв все-таки произошел – ударной волной ученого швырнуло через всю лабораторию. У Оберта лопнула барабанная перепонка и был поврежден левый глаз. Для полного излечения врачи посоветовали ему уйти в отпуск, но упорный ученый продолжил эксперименты.

В итоге Герман Оберт создал уникальную коническую камеру сгорания, названную Kegelduse. Несмотря на опасения, камера показала стабильную работу. По сути, это был первый в Европе действующий ракетный двигатель на жидком топливе.

Возникали проблемы и другого рода. Требовалось проверить аэродинамические характеристики ракеты. Обычно это делается путем продувки в аэродинамической трубе, но такой эксперимент был очень дорогим и отнял бы много времени. Оберт решил, что качественное представление может дать опыт, сводящийся к наблюдению характера падения модели с большой высоты. Была найдена соответствующая фабричная труба и с нее сброшена деревянная модель ракеты – ее даже удалось сфотографировать в этот момент. «Рекламщики» продемонстрировали смекалку: перевернули фотографию и, сделав таким образом падающую ракету взлетающей, сообщили о «первом экспериментальном старте ракеты Оберта».

Построить полноценную ракету к премьере «Женщины на Луне» Оберт так и не успел. Он допустил перерасход средств и был вынужден на несколько месяцев покинуть Германию.

Герман Оберт и члены немецкого Общества межпланетных сообщений (молодой человек справа – Вернер фон Браун)

В конце концов Общество межпланетных сообщений выкупило у киностудии незаконченную ракету, двигатель Kegelduse и пусковую установку. В начале 1930 года состоялась конференция, на которой обсуждались дальнейшие планы. В итоге было решено строить упрощенную ракету, которая получила название Mirak. В июле двигатель Kegelduse успешно испытали на стенде. Теперь предстояло запустить саму ракету.

27 сентября 1930 года Общество приобрело небольшой участок земли, расположенный в районе Рейникендорфа (пригород Берлина). Там возник испытательный полигон, вошедший в историю как Raketenflugplatz – Ракетодром. До конца 1933 года на ракетодроме было осуществлено 87 стартов ракет Mirak и 270 запусков двигателей на стенде.

Последним крупным предприятием немецкого Общества межпланетных сообщений стала пилотируемая ракета Pilotrakete. По проекту она должна была иметь огромные для того времени размеры (высота – почти 8 м) и мощный ракетный двигатель с «носовой» тягой, работающий на смеси бензин-кислород. В одном отсеке планировалось разместить кабину с пассажиром и топливные баки, в другом – двигатели и парашют. Создатели ракеты надеялись, что она достигнет высоты 9 км.

«Pilotrakete» – пилотируемая ракета немецкого Общества межпланетных сообщений

В реализации проекта проявила заинтересованность администрация Магдебурга, выделив на него 40 тыс. рейхсмарок. Нашелся даже смельчак, готовый отправиться в ракетный полет, – некто Курт Гейниш.

На начальном этапе члены Общества собирались построить прототип – ракету той же схемы, что и Pilotrakete, но меньших размеров. Работа началась в рождественские праздники 1932 года, а первый старт был запланирован на июнь 1933 года. Поблизости от Магдебурга члены Общества соорудили большую пусковую направляющую. 29 июня, после двух неудачных попыток запуска, ракета все же стартовала. При этом один из роликов сошел с направляющего рельса, из-за чего ракета взлетела почти горизонтально и упала плашмя на землю в 300 м. Максимальная высота полета составила около 30 м. На этом проект был закрыт.

В роковом 1933 году к власти в Германии пришли нацисты. Уже зимой количество членов Общества межпланетных сообщений сократилось до трехсот человек, а многие из них лишились средств к существованию. Общество пыталось найти поддержку у военных, однако показательный запуск ракеты Mirak на полигоне Куммерсдорф южнее Берлина не произвел должного впечатления на боевых офицеров – ракета упала всего лишь на расстоянии 2 км от старта.

К середине XIX века были хорошо известны пороховые ракеты, однако их скорость и управляемость оставляли желать лучшего. Зато артиллерия добилась немалых успехов – появились нарезные орудия, обеспечивающие высокую кучность стрельбы на расстоянии нескольких километров. При этом считалось, что чем больше ствол и пороховой заряд, тем большую скорость разовьет снаряд. Более поздние исследования показали, что максимальная скорость, которую может развить артиллерийский снаряд, лишь ненамного превышает 2 км/с, а увеличение ствола и размера заряда вовсе не способствует росту эффективности – снаряд летит дальше и быстрее, но не достигает теоретически ожидаемых результатов.

Однако в XIX веке на артиллерию возлагались большие надежды, и поэтому не приходится удивляться, что первый технически обоснованный проект полета в космос был связан с пушками.

Французский фантаст Жюль Верн

В 1865 году вышел третий роман быстро набиравшего популярность французского писателя Жюля Верна «С Земли на Луну прямым путем за 97 часов 20 минут». В романе описывалось орудие длиной 274 м и весом 68 тыс. т. В качестве взрывчатого вещества использовался пироксилин в количестве 164 тыс. т. Сначала предполагалось при помощи этого орудия послать к Луне снаряд без пассажиров, но потом внутри необыкновенного ядра была устроена каюта, в которой решились отправиться в космическое путешествие трое смельчаков. Разумеется, в романе старт к Луне прошел удачно, а межпланетные путешественники не только выжили, но и отправились в полный приключений полет к соседнему небесному телу. Однако в реальности дела обстояли бы намного хуже.

Допустим, полый снаряд, выпущенный из такой пушки, развил вторую космическую скорость. Однако элементарный расчет показывает, что его ускорение на самом первом и самом коротком отрезке пути по пушечному жерлу оказалось бы столь велико, что все тела внутри приобрели бы вес в 60 тыс. раз больший, чем вес самого тела. То есть пассажиры испытали бы ударную перегрузку в 60 тыс. g.

Космический снаряд Жюля Верна

Жюль Верн догадывался, что на описываемых в романе межпланетных путешественников будет воздействовать сильная перегрузка, и даже снабдил снаряд примитивным амортизирующим устройством, полагая, что оно поможет им отделаться легкими ссадинами и ушибами. В XIX веке ученые еще не могли сказать, какую перегрузку способен выдержать человек, но чудовищность названного числа пугала, и, критикуя проект Верна, исследователи писали, что пассажиров такого снаряда буквально размазало бы по полу. И были недалеки от истины – сегодня доподлинно установлено, что смертельной для человека является ударная перегрузка свыше 300 g.

Однако персонажей романа поджидала еще одна опасность – сопротивление воздуха. Ведь оно возрастает куда быстрее, чем скорость снаряда. А кроме того, чем быстрее летит тело, тем оно быстрее нагревается и разрушается – свидетельством служат регулярные метеорные дожди. Сопротивление воздуха на выходе из пушки Жюля Верна при указанном им ускорении в буквальном смысле остановило бы снаряд, а жерло разорвало бы на части.

Несмотря на эти серьезные недостатки, проект французского писателя вызвал общественный резонанс. Его обсуждали, и даже выдвигались варианты исправления ситуации. Если сделать орудие длиной в 300 км, удалить из ствола воздух, дуло «вывести» за пределы атмосферы, а снаряд изнутри заполнить водой, которая является идеальным естественным амортизатором, то теоретически можно обойти все проблемы. Вот только эта теоретическая задача не решаема технически – ни во времена Жюля Верна, ни поныне.

Но сама идея захватывала воображение. Позднее многие из основоположников космонавтики признавались, что заняться этой областью их побудил именно фантастической проект «лунной» пушки.

«Путешествие на Луну» (фр. Le Voyage dans la Lune) — французский фантастический фильм 1902 года, режиссёра Жоржа Мельеса. Немая короткометражная фарсовая комедия, пародирующая сюжеты романов Жюля Верна «Из пушки на Луну» и Герберта Уэллса «Первые люди на Луне». Поставлена Мельесом по собственному сценарию, на созданных им декорациях, на его частной студии и силами его актёрской группы. Фильм имел международный успех, особенно в Соединенных Штатах Америки. Его необычная продолжительность, нестандартные декорации, инновационные спецэффекты и акцент на повествовании оказали заметное влияние на других кинематографистов и в конечном счете, на развитие повествовательного кино в целом. Ученые отметили широкое использование в фильме патафизической и антиимпериалистической сатиры, а также его широкое влияние на более поздних кинематографистов и его художественное значение в рамках французской театральной школы. После ухода Мельеса из киноиндустрии фильм был забыт, но в 1930-х годах вновь получил широкое обсуждение, после того как значение Мельеса в истории кинематографа начало признаваться поклонниками кино и критиками. Оригинальная раскрашенная вручную копия фильма была обнаружена в 1993 году и восстановлена в 2011 году. Среди сотен фильмов снятых Мельесом, «Путешествие на Луну» остается самым известным и момент, когда снаряд приземляется в лунном глазу, остается одним из самых знаковых и часто упоминаемых кадров в истории кинематографа. Первый научно-фантастический фильм в истории кино, а также считается одним из самых влиятельных фильмов в истории.

"Путешествие на Луну", Жорж Мельес, 1902 (Colorize 4K\50 fps)

Ознакомился с романом и Константин Циолковский. Еще в юности будущий знаменитый ученый увлекся воздухоплаванием, и это предопределило главный предмет его научных интересов – создание более совершенных аэростатов, дирижаблей и летательных машин.

Долгое время космонавтика оставалась для Циолковского на втором плане, но любовь к астрономии привела его к проблематике достижимости космических высот и скоростей. Циолковский сразу разглядел все огрехи проекта гигантской пушки и отказался от него. При этом он рассматривал разные способы выхода в космос, сосредоточившись на использовании центробежной силы – идея разгонной эстакады вокруг экватора или гигантской башни была куда перспективнее, но столь же сложна для реализации.

Хотя в ранних рукописях Циолковского уже описана возможность применения силы отдачи для движения в пустоте, он еще не думал о ракетах. В 1896 году калужский ученый ознакомился с брошюрой Александра Петровича Федорова «Новый способ воздухоплавания, исключающий воздух как опорную среду». В ней молодой изобретатель излагал принцип действия придуманного им «ракетолета», имеющего несколько двигателей: одни служили ему для подъема, другие – для движения в горизонтальном направлении, третьи выполняли роль реактивных рулей. Каждый двигатель состоял из генератора газа и «трубы».

Газ под давлением поступал в «трубу» и вырывался наружу, создавая реактивную тягу и тем самым двигая «ракетолет» в противоположную сторону.

Идея Федорова поразила Циолковского, позднее он писал: «Она толкнула меня к серьезным работам, как упавшее яблоко к открытию Ньютоном тяготения».

Ракетный двигатель Александра Федорова

В своей работе Федоров не приводил никаких расчетов, и ученому пришлось проделать их самостоятельно. 10 мая 1897 года Константин Эдуардович вывел формулу, которая сегодня по праву носит его имя.

Формула Циолковского устанавливает связь между четырьмя параметрами: скоростью ракеты в любой момент времени, скоростью истечения продуктов сгорания из сопла, массой ракеты, массой взрывных веществ. Допустим, необходимо запустить спутник на околоземную орбиту. Значит, скорость ракеты после исчерпания топлива должна равняться первой космической скорости. Скорость истечения для каждого вещества индивидуальна. Располагая этими двумя величинами, можно перебирать соотношения масс топлива и ракеты – и добиться оптимального значения.

Вывод формулы Циолковского (автограф)

Формула сразу дала Циолковскому доказательство того, что полеты к другим планетам посредством ракет возможны. Она же позволила ему установить идеальное топливо для ракеты: если использовать в качестве горючего жидкий водород, а в качестве окислителя жидкий кислород, то грузоподъемность ракеты существенно возрастает.

Обложка альманаха «Научное обозрение», в котором впервые была опубликована основополагающая статья Циолковского «Исследование мировых пространств реактивными приборами»

На основе своих расчетов Циолковский написал статью «Исследование мировых пространств реактивными приборами». Ее первая часть и была опубликована в 1903 году. В ней, кроме прочего, описана ракета с прямой дюзой, использующая водородно-кислородное топливо. Главное, что давала такая ракета по сравнению с пороховыми, – возможность ускоряться постепенно, избежав ударных перегрузок при старте.

Схема ракеты с прямой дюзой Константина Циолковского (1903)

Статья осталась не замеченной широкой публикой, поэтому ее вторая часть увидела свет только через восемь лет – в 1911 году – на страницах журнала «Вестник воздухоплавания». Здесь Циолковский привел результаты своих вычислений по преодолению силы земного тяготения, полету к другим планетам и выдвинул идею автономной системы жизнеобеспечения для космических кораблей. Эту часть статьи Константин Эдуардович завершил фразой, которая ныне считается девизом космонавтики: «Планета есть колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели».

Чтобы сориентироваться в массе новых технологий, порождённых войной, в NAA была создана Лаборатория аэрофизики под руководством специалиста по турбореактивным двигателям Уильяма Боллея. Наиболее перспективной идеей инженерам показалась крылатая ракета, стартующая вертикально, а на заключительном нисходящем участке траектории использующая планирование. В марте 1946 года компания получила контракт на разработку аэробаллистической ракеты МХ-770 с дальностью полёта до 800 км.

Трофейные двигатели немецкой баллистической ракеты А-4 (V-2), захваченные на подземном заводе Миттельверк.

Двигатель немецкой баллистической ракеты А-4 (V-2), получивший американское название Mark I, на стенде.

Из-за отсутствия собственного задела инженеры NAA начали эксперименты с ракетными ускорителями, имевшимися в продаже. Кроме того, Боллей предложил восстановить и испытать двигательную установку немецкой ракеты А-4 (V-2), получив необходимые детали у правительственных служб. С исходного двигателя, названного Mark I, планировалось снять «мерки» по американским стандартам и на их основе сделать уже свой вариант — Mark II.

Два немецких двигателя (Model 39) прибыли к специалистам в конце 1946 года, а в марте следующего года компания арендовала большой участок земли в гористом районе Сайми-Хиллз северо-западнее Лос-Анджелеса — здесь началось строительство базы для испытаний с восемнадцатью стендами.

Когда инженеры компании разобрали и внимательно изучили немецкий двигатель, они пришли к выводу, что перед ними «инженерное безумие», которое не имеет перспектив развития. Но поскольку ничего похожего по уровню тяги у американцев не было, им пришлось пользоваться немецкими агрегатами.

В качестве основы Боллей выбрал модификацию двигателя, которую немецкие ракетчики не сумели довести до готового изделия, и которую он обозначил как Mark III. Ему разрешили привлечь к работам немецких двигателистов: Вальтера Риделя, Ганса Хютера, Рудольфа Байхеля и Конрада Данненберга. При продувках в аэродинамических трубах обнаружилась новая проблема: оказалось, что предложенная форма ракеты со стреловидным крылом неустойчива на околозвуковых скоростях. Пришлось менять всю конфигурацию МХ-770.

Работы начального периода сводились к накоплению данных по сверхзвуковой аэродинамике, двигательным установкам и системам навигации. Для этого в 1947 году была создана серия из семи небольших экспериментальных ракет NATIV (North American Test Instrumented Vehicle). С помощью двигателя, работавшего на азотной кислоте и анилине, ракета поднималась на высоту около 15 км и направлялась по траектории, имитировавшей этапы полёта будущей МХ-770.

Пуск экспериментальной ракеты NATIV (RTV-A-3).

Пуски экспериментальных ракет начались 26 мая 1948 года, однако завершились без особого успеха: три из шести остались на стартовом столе, две — улетели, но не выполнили задачу; только одна NATIV разогналась до скорости, вдвое превышавшей звуковую, и достигла высоты 18 км.

В то же самое время проект пришлось вновь пересмотреть. Представители ВВС потребовали увеличить дальность полёта крылатой ракеты до 1600 км, поэтому немецкая модификация была отвергнута в пользу аппарата с маршевым прямоточным воздушно-реактивным двигателем. То есть ракетный агрегат использовался лишь для старта и разгона до сверхзвуковой скорости, на которой запускается «прямоточник». Такой выбор означал, что меняется всё: навигация, двигательная установка и аэродинамика. Весь аппарат «подрос» на треть по размерам и массе, а двигатель Mark III перепроектировали, увеличив тягу.

Для большей дальности инерциальная система навигации не годилась, давая отклонение на 1,6 км за каждый час полёта, поэтому инженеры приступили к проектированию новой навигационной платформы, объединявшей инерционную систему со следящим астродатчиком, который корректировал вероятное отклонение. Кроме того, было предложено отделять в полёте стартовый ускоритель от маршевой ступени.

В июле 1948 года значительно разросшаяся Лаборатория аэрофизики вместе с электромеханическим отделением NAA переехала в Дауни (восточная часть Лос-Анджелеса). Именно здесь были построены крылатые ракеты, а много позже изготавливался командный модуль лунного корабля «Аполлон» (Apollo) и проектировался орбитальный корабль «Спейс Шаттл» (Space Shuttle).

В мае 1949 года проект обрёл законченный вид летательного аппарата дальнего действия. Аппарат получил обозначение XSSM-A-2 и название «Навахо» (Navaho): двухступенчатая ракета с тандемным расположением ступеней, причём снизу находился ускоритель (бустер) с ракетным двигателем, а сверху — маршевая крылатая ступень с прямоточным воздушно-реактивным двигателем.

В августе Советский Союз провёл свои первые атомные испытания, что стало неожиданностью для западных разведок. В качестве ответа США стали активнее наращивать арсенал оружия массового поражения. Разумеется, было увеличено и финансирование ракет. Работы над «Навахо» получили новый толчок, и в конце ноября был подготовлен двигатель Mark III (XLR-41 от eXperimental Liquid Rocket). Однако его испытания шли неровно, и немецким специалистам поручили доработать конструкцию. В марте 1950 года двигатель вышел на проектную тягу 34 т, после чего взорвался. Понадобилось ещё два месяца на доведение его до стабильного рабочего состояния.

В апреле были изготовлены три фюзеляжа модели, но в июле командование ВВС вдруг выдвинуло ещё более фантастические требования: нужна крылатая ракета с радиусом действия 9000 км! Для достижения межконтинентальной дальности была разработана конфигурация, которая стала узнаваемой чертой «Навахо»: мощный стартовый ускоритель и крылатая ступень, «прилепленная» к нему сбоку под некоторым углом. Такая компоновка позволила уменьшить длину всего летательного аппарата и упростить доступ к его агрегатам на стартовом столе.

Общая схема межконтинентальной крылатой ракеты Navaho (XB-64) в проекте 1954 года.

В 1949 году для решения проблем, возникших при испытании двигателей, компания NAA создала отделение «Рокетдайн» (Rocketdyne), сотрудники которого совершили поистине революционный переворот в ракетостроении США: за три года они создали двигатель XLR-43, который был вдвое легче немецкого прототипа, но при этом развивал на треть бо́льшую тягу. Однако прежде чем испытать его в натурных условиях, потребовалась значительная подготовительная работа.

Чтобы получить сведения о продолжительном полёте на сверхзвуковых скоростях, инженеры разработали беспилотный самолёт-аналог Х-10 (Икс-10), оснащённый двумя турбореактивными двигателями J40 «Вестингауза» (Westinghouse Aviation Gas Turbine Division) и выпускаемым шасси, которое позволяло возвращаться на аэродром для многократного использования. До начала испытаний «Навахо» специалисты собирались провести сорок полётов Х-10, и в мае 1953 года первый аппарат был доставлен на авиабазу Эдвардс в Калифорнии, где 14 октября начались его вылеты.

Беспилотный самолёт-аналог X-10 (серийный номер GM 19307) в Национальном музее Военно-воздушных сил США на авиабазе Райт-Паттерсон (штат Огайо).

До марта 1955 года пять Х-10 выполнили пятнадцать экспериментальных полётов. Затем испытания перенесли на мыс Канаверал. Ещё в 1953 году на месте будущего космодрома началось сооружение монтажно-испытательных корпусов, стартового комплекса и посадочной полосы для приземления многоразовых аппаратов. В период с августа 1955 до конца 1956 года с мыса Канаверал стартовали двенадцать Х-10, но только семь из этих испытаний были признаны успешными, причём два аппарата разбились при автоматической посадке на полосу. Тем не менее командование ВВС выразило удовлетворение и заключило с авиакомпанией новый контракт на промышленное производство ракет «Навахо», получивших обозначение XB-64. Всего заказали 22 маршевые ступени, 34 стартовых ускорителя и 11 систем инерциальной навигации с астрокоррекцией (подразумевалось, что часть ракет будет управляться по радио).

На новом этапе руководство NAA почувствовало нараставшую конкуренцию со стороны баллистических ракет: другие компании азартно разрабатывали ракеты «Тор» (Thor), «Юпитер» (Jupiter), «Атлас» (Atlas) и «Титан» (Titan). Однако все они нуждались в надёжных системах наведения и двигателях, а проект «Навахо» в этом отношении вырвался далеко вперёд. Так, отделение «Рокетдайн» выросло в самостоятельную структуру и выполняло заказы для других армейских программ: например, для проекта ракеты «Редстоун» (Redstone), которую создавали немецкие инженеры под руководством Вернера фон Брауна.

В середине 1956 года по программе «Навахо» на мысе Канаверал трудилось свыше шестисот человек из персонала NAA. Они готовили пуск упрощённого прототипа «Навахо», получившего в документах обозначение G-26 (XSSM-A-4, XSM-64). Для его испытаний были построены два стартовых комплекса: стационарный LC-9 с откидывающейся башней обслуживания и упрощённый мобильный LC-10. Первый пуск был выполнен 6 ноября 1956 года, но на высоте 3 км крылатая ракета взорвалась.

Крылатая ракета Navaho (G-26) на стационарной пусковой установке, 25 апреля 1957 года.

За семь месяцев стартовали ещё три G-26, и все с неудовлетворительными результатами. На этом фоне начались испытания баллистических ракет дальнего действия: 25 января 1957 года полетела ракета «Тор», 1 марта — «Юпитер», и 11 июня — «Атлас». Поначалу пуски заканчивались авариями, но 31 мая «Юпитер» ушёл на полную дальность — 2400 км. Кроме того, армия продемонстрировала технологии входа боеголовки из космоса в атмосферу, запуская макеты при помощи «Редстоуна». Аналитикам стало ясно, что баллистические ракеты, каждая из которых проще «Навахо», со временем смогут доставлять ядерную боеголовку на межконтинентальное расстояние, но при скорости в семь раз выше.

Огромные трудности, вставшие перед создателями сверхзвуковой крылатой ракеты, и очевидный успех баллистических ракет заставили Минобороны выпустить 11 июля 1957 года приказ о приостановке работ над «Навахо». На следующий день почти пять тысяч сотрудников NAA были отправлены в неоплачиваемый отпуск, а к концу месяца общее число «временно уволенного» персонала перевалило за пятнадцать тысяч. Хотя ВВС сообщили, что ракетная система полной дальности G-38 (SSM-A-6, SM-64A) находится в процессе изготовления, необходимость в её доведении до лётного образца отпала.

Немаловажная историческая деталь: на ускорителе «Навахо» для управления полётом вместо привычных газовых рулей, которые применяли немцы, использовались шарнирно закреплённые двигатели — одна из самых оригинальных разработок в области ракетостроения. Установка двигателей в карданном подвесе впоследствии нашла широкое применение в ракетах «Атлас», «Дельта», «Титан», «Сатурн-5» и маршевых двигателях орбитального корабля системы «Спейс Шаттл». Обращает на себя внимание и чисто внешнее сходство связки трёх двигателей ускорителя «Навахо» и космического «шаттла». Впрочем, в то время инженеры NAA, отправленные в неоплачиваемый отпуск, и представить себе не могли, что своей работой предопределили технический облик американской космонавтики на десятилетия вперёд.

Старт крылатой ракеты Navaho (G-26) 13 ноября 1957 года.

Разумеется, авиакомпания пыталась спасти проект. Например, выдвигалась идея превратить «Навахо» в беспилотный бомбардировщик, который мог бы в течение одного полёта нанести ядерные удары сразу по нескольким целям. Однако воплотить идею на практике было очень сложно, поскольку конструкцию пришлось бы ещё раз значительно переделывать, а такая доработка уходила далеко за 1960 год.

В любом случае Минобороны было заинтересовано в сохранении задела по двигателям и системам навигации, поэтому персоналу, задействованному на мысе Канаверал, позволили ещё полгода запускать готовые экземпляры G-26.

Испытания, проведённые в период с августа 1957 до февраля 1958 года, оказались более успешными, чем первая серия: наконец-то удалось добиться включения воздушно-реактивных двигателей и устойчивого полёта на высоте около 25 км. При пуске 10 января 1958 года ракета смогла пролететь 2000 км и начала разворот на обратный курс, но в этот момент двигатели неожиданно выключились.

Крылатая ракета Navaho (G-26) на демонстрационной площадке Космического центра имени Кеннеди мыса Канаверал.

Позднее были выделены деньги на «отстрел» ещё семи G-26 для получения «необходимой информации о характеристиках крылатых летательных аппаратов при полёте на больших скоростях» в рамках программ по созданию сверхзвуковых бомбардировщиков и авиационных ракет. Однако три новых пуска закончились авариями, и проект «Навахо» был закрыт окончательно.

Сохранившийся экземпляр системы, состоящий из ускорителя №15 и маршевой ступени №10, был установлен на демонстрационной площадке Космического центра имени Кеннеди мыса Канаверал. В октябре 2016 года его уничтожил свирепый ураган Мэтью.

Project Navaho Test Flight, Navaho Restoration Ceremony, July 13, 1998

«Снарк» и «Буджум»

Более удачной оказалась жизнь межконтинентальной крылатой ракеты, созданной корпорацией «Нортроп» (Northrop Corporation). Подобно конкурентам из NAA, её специалисты опирались на немецкий опыт, но при этом не пользовались европейскими технологиями.

Своё видение перспективного аппарата с турбореактивными двигателями («беспилотного бомбардировщика») и дальностью полёта до 5000 км они представили в январе 1946 года, а в марте получили контракт на научно-исследовательскую работу по дозвуковому (MX-775A) и сверхзвуковому (MX-775B) вариантам. Джек Нортроп, президент корпорации, решил присвоить проектам специальные названия — соответственно «Снарк» (Snark) и «Буджум» (Boojum). Очевидно, он вдохновлялся известной фразой из поэмы Льюиса Кэрролла «Охота на Снарка»: «Потому что Буджумом был Снарк» (For the Snark was a Boojum, you see).

Однако не прошло и года, как финансирование крылатых ракет было урезано, и из программы исследований выпал дозвуковой «Снарк». Чтобы спасти проект, Джек Нортроп связался с генералом Карлом Спаатсом, новоиспечённым главнокомандующим ВВС, и убедил его, что сумеет за два с половиной года довести до серийного образца турбореактивный аппарат со средней стоимостью 80 000 долларов за штуку. На этих условиях проект «Снарк» сохранили: главком согласился выделить деньги на разработку и десять лётных испытаний с их началом не позднее марта 1949 года. Что касается «Буджума», то он был отложен на потом как будущий этап развития «Снарка».

Экспериментальная модель N-25 (№972) крылатой ракеты Snark (МХ-775A), 11 декабря 1952 года.

Для оптимизации аэродинамики и управления крылатой ракеты построили модель с турбореактивными двигателями J33, получившую обозначение N-25. Она должна была сбрасываться с самолёта-носителя или стартовать с наземной пусковой установки, разгоняться до околозвуковой скорости, а затем приземляться с помощью тормозного парашюта для дальнейшего использования. Хотя специалисты рассчитывали, что многоразовая модель поможет сократить цикл испытаний на авиабазе Холломан (штат Нью-Мексико), расчёт не оправдался из-за высокой технической сложности. В результате обозначенные в плане сроки были сорваны, что не способствовало укреплению доверия к проектантам.

Первая N-25 сумела подняться в небо 21 декабря 1950 года, однако эксперимент закончился неуправляемым падением модели. Только через четыре месяца, в апреле, очередное «изделие», стартовав с пусковой установки, совершило плавный полёт и вернулось назад. В серии испытаний, продолжавшихся до марта 1952 года, удалось добиться полёта продолжительностью 2 часа 46 минут и максимальной скорости 0,9 Маха.

В то же время заказчики из ВВС потребовали расширить возможности «Снарка» за счёт увеличения дальности действия до 10 200 км. Кроме того, при заходе на цель ракета должна была разгоняться до сверхзвуковой скорости для преодоления систем противовоздушной обороны. Чтобы отработать новую конструкцию, инженеры «Нортропа» сконструировали удлинённую модель N-69 с расширенными скошенными крыльями, которую прозвали «Суперснарком» (Super Snark). На её вариантах с индексами «A», «B» и «C» стояли турбореактивные двигатели J71, но на позднем варианте «D» впервые появились двигатели J57, которые стали главными для серийного «Снарка».

Пуск экспериментальной модели N-69 крылатой ракеты Snark

Испытания N-69 проходили трудно. Они начались 6 августа 1953 года, но ракету никак не удавалось отправить в полёт, а когда всё-таки удалось, она взорвалась при посадке. Полностью успешное испытание с возвращением аппарата на аэродром провели только 2 октября 1956 года — на 31-й попытке!

Не внушали оптимизма и продувки модели в аэродинамической трубе: они показали, что из-за формы элевона ракета не сможет разогнаться в районе цели. Проблему удалось решить введением схемы пикирования с высоты на цель и отделением боеголовки, которая должна была падать туда самостоятельно по баллистической траектории. Переработанная с учётом этих новшеств модель N-69C впервые стартовала 26 сентября 1955 года.

Бесконечные проблемы, которые приходилось преодолевать сотрудникам «Нортропа», вызывали критику со стороны аналитиков и насмешки конкурентов. Из-за падений моделей в океан поблизости от мыса Канаверал, на полигоне шутили, что он окружён «водами, заражёнными Снарком».

5 декабря 1956 года крылатая ракета N-69D стартовала на полигоне, чтобы добраться до границы Пуэрто-Рико, там развернуться и прилететь обратно. Почти сразу стала сбоить навигационная система, и аппарат начал сильно отклоняться от курса. Операторы наземных станций пытались передать на борт команды самоликвидации, но ракета никак не отреагировала на них. В воздух были подняты истребители, и тоже без особого успеха. Когда ракету зафиксировали в последний раз, она находилась у берегов Венесуэлы, направляясь на юго-восток — к просторам Амазонии. В итоге N-69D пропала без вести. Позднее, в 80-е годы, появлялись сообщения, что её обломки нашли на территории Бразилии, впрочем, никаких вещественных доказательств предъявлено не было.

Пуск экспериментальной модели N-69D крылатой ракеты Snark (МХ-775A) на полигоне мыса Канаверал, 1956 год.

Несмотря на аварии и критику, программа продолжала развиваться. Появилась ещё более совершенная модель N-69E, которая получила статус «эксплуатационного прототипа». Её первый более или менее успешный полёт состоялся 16 августа 1957 года. Она же послужила «матчастью» для обучения личного состава отряда инструкторов ВВС, который был сформирован в мае на авиабазе Амарилло, и стал первым подразделением, получившим в своё распоряжение стратегические крылатые ракеты.

В конечном виде система «Снарк» (SM-62 и SM-62A) представляла собой высокоплан-«бесхвостку» со стреловидным крылом, снабжённым элевонами. Силовая установка была выполнена в виде компактного узла с турбореактивным двигателем J57 производства «Пратт-Уитни» (Pratt & Whitney), расположенным в хвостовой части. В фюзеляже также размещались баки с керосином, боевая головка с термоядерным зарядом и система управления.

Полёт межконтинентальной крылатой ракеты Snark (SM-62) над Атлантическим океаном.

Манёвр увода крылатой ракеты Snark (SM-62) после отделения боеголовки.

Старт «Снарка» осуществлялся при «нулевом разбеге» с помощью двух твёрдотопливных ускорителей, работающих четыре секунды. На высоте 18 км при крейсерской скорости в 1060 км/ч «Снарк» пролетал от 8000 до 10 400 км. На расстоянии 150-200 км от цели он переходил в пикирование. При этом отделялась боеголовка; причём из-за резкого изменения центра тяжести ракета должна была совершить манёвр увода по тангажу, чтобы избежать столкновения. Если «Снарк» по каким-то причинам не мог выполнить задачу, то в течение 11 часов после пуска он мог вернуться назад и совершить посадку на фюзеляж.

Первая серийная крылатая ракета Snark (SM-62). На её фоне слева направо: штаб-сержант и отличник боевой подготовки Мэйнард Денни; подполковник Ричард Бек, командир 556-й стратегической ракетной эскадрильи; генерал-майор Альфред Келберер, заместитель командующего 15-й Воздушной армией; Уитли Коллинз, президент компании Northrop Aircraft. 12 декабря 1957 года.

В январе 1958 года серийные ракеты «Снарк» начали поступать на авиабазу Патрик (штат Флорида), где разместилась 556-я стратегическая ракетная эскадрилья (556th Strategic Missile Squadron). Через год было сформировано и встало на боевое дежурство 702-е ракетное крыло стратегического назначения (702nd Strategic Missile Wing). Его позиции были развёрнуты на авиабазе Преск-Айл (штат Мэн); первая боевая ракета прибыла туда 27 мая 1959 года. Известно, что в общей сложности было развёрнуто тридцать «Снарков».

Впрочем, жизнь единственной межконтинентальной крылатой ракеты, доведённой до серийного образца, продлилась недолго. В марте 1961 года президент Джон Кеннеди объявил «Снарк» устаревшим оружием, а 25 июня 702-е крыло было расформировано. Готовые ракеты отправили на утилизацию, в музейных коллекциях сохранились только пять из них.

Межконтинентальная крылатая ракета Snark (SM-62) в Национальном музее Военно-воздушных сил США на авиабазе Райт-Паттерсон (штат Огайо).

В конце сороковых годов перед советскими конструкторами встал вопрос доставки новых ядерных боезарядов к целям. В качестве перспективных носителей атомного вооружения рассматривались бомбардировщики и баллистические ракеты. Однако развитие авиационной и ракетной техники того времени не позволяло возлагать на нее большие надежды. Существующие и перспективные баллистические ракеты имели недостаточную дальность полета для поражения целей на территории США, а самолеты для выполнения боевой задачи должны были прорываться через противовоздушную оборону противника. Требовалось найти способ решения сложившейся проблемы.

Предварительные работы

В качестве перспективного средства доставки ядерных боезарядов в начале пятидесятых годов рассматривались сверхзвуковые бомбардировщики и крылатые ракеты (самолеты-снаряды по классификации тех лет). Подобная техника могла бы атаковать цели, преодолевая ПВО противника. Однако достижение высоких летных данных, необходимых для прорыва обороны, было связано с массой технических и технологических проблем. Тем не менее, путь развития средств доставки был определен. В Советском Союзе стартовали несколько проектов по созданию перспективной авиационной и ракетной техники.

Еще в конце сороковых несколько научно-исследовательских организаций доказали принципиальную возможность создания межконтинентальной крылатой ракеты (МКР) с крейсерской скоростью не менее 3000 км/ч и дальностью порядка 6000 километров. Подобный боеприпас мог бы уничтожать цели на территории противника при помощи ядерной боевой части, а также был способен преодолевать все существующие системы противовоздушной обороны. Однако для строительства межконтинентальной крылатой ракеты требовалось создать новые технологии и новое специальное оборудование.

Первый проект отечественной МКР разрабатывался в ОКБ-1 под руководством С.П. Королева. Одной из важнейших задач в ходе этого проекта стало создание систем навигации и управления. Без подобной аппаратуры перспективная крылатая ракета не могла выйти в район цели, а о надежном ее поражении даже не шло речи. Новая МКР должна была использовать систему астронавигации и ориентироваться по звездам. Разработка астронавигационной системы оказалась непростой задачей – это оборудование должно было не только точно определять координаты ракеты, следя за звездами, но и работать в условиях многочисленных помех (Солнце, другие звезды, блики от облаков и т.п.). В 1953 году сотрудники НИИ-88 под руководством И.М. Лисовича завершили работы по астронавигационной системе АН-2Ш. В дальнейшем эту систему совершенствовали, но кардинальные изменения в ее конструкцию не вносились.

Проект МКР, создававшийся в ОКБ-1, определил основные черты облика всех будущих ракет этого класса. Королев предложил использовать двухступенчатую схему. Это значит, что межконтинентальная крылатая ракета должна была взлетать вертикально, используя первую ступень с жидкостными двигателями. После подъема на нужную высоту должен был включаться маршевый прямоточный воздушно-реактивный двигатель второй ступени. Вторая ступень фактически представляла собой самолет-снаряд. Теоретическая проработка этого предложения показала его перспективы, вследствие чего все новые проекты МКР подразумевали использование двухступенчатой архитектуры.

Проект «Буря»/«350»

Конструкторское бюро под руководством Королева работало над новой МКР до 1954 года, после чего было вынуждено отказаться от этого проекта, поскольку все его силы уходили на проект межконтинентальной баллистической ракеты (МБР) Р-7. Весной 54-го все работы по тематике МКР были переданы в ведение министерства авиационной промышленности.

20 мая 1954 года Совмин выпустил постановление, в соответствии с которым требовалось разработать два варианта межконтинентальных крылатых ракет. К работам по программе «КРМД» («Крылатая ракета межконтинентальной дальности») привлекли ОКБ-301 во главе с С.А. Лавочкиным и ОКБ-23 В.М. Мясищева. Проекты получили условные названия «Буря» (ОКБ-301) и «Буран» (ОКБ-23). Кроме того, проекты носили заводские обозначения «350» и «40» соответственно. Научным руководителем темы «КРМД» назначили директора НИИ-1 академика М.В. Келдыша.

Конструкторскому коллективу ОКБ-301 при создании проекта «Буря»/«350» пришлось искать новые нетривиальные решения возникающих технических задач. Требования к перспективной МКР были таковы, что создание удовлетворяющего им изделия было связано с созданием и освоением новых технологий. Забегая вперед, необходимо отметить, что в ходе проекта «Буря» советская промышленность освоила изготовление и обработку деталей из титана, создала несколько новых термостойких сплавов и материалов, а также разработала большое количество специального оборудования. В дальнейшем все эти технологии неоднократно применялись в новых проектах. Интересен тот факт, что главным конструктором «титановой» крылатой ракеты «Буря» был Н.С. Черняков, позже ушедший в ОКБ П.О. Сухого и руководивший созданием «титанового» ракетоносца Т-4.

Эскизное проектирование МКР «Буря» заняло всего несколько месяцев. Уже в августе 1954 года ОКБ-301 представило заказчику документацию по проекту. Изделие «350» должно было строиться по той же схеме, что и МКР, ранее разрабатывавшаяся под руководством С.П. Королева. «Бурю» предлагалось сделать двухступенчатой, причем вторая ступень должна была представлять собой самолет-снаряд с прямоточным воздушно-реактивным двигателем, автономной системой управления и ядерной боевой частью.

Заказчик рассмотрел предложенный проект, однако высказал некоторые новые пожелания и скорректировал технические требования. В частности, вес боевой части увеличили на 250 кг, до 2,35 тонны. Из-за этого конструкторам КБ С.А. Лавочкина пришлось внести в проект «350» значительные коррективы. Межконтинентальная крылатая ракета сохранила общие черты облика, но заметно потяжелела и увеличилась в размерах. Из-за этого стартовый вес двухступенчатой системы вырос до 95 тонн, 33 из которых приходилось на вторую ступень.

В соответствии с обновленным проектом было построено несколько моделей, которые испытывались в ЦАГИ и ЛИИ. В Летно-исследовательском институте аэродинамика моделей проверялась путем сброса с переоборудованного самолета-носителя. Все предварительные испытания и конструкторские работы завершились в начале 1957 года. К этому времени проект приобрел окончательный облик, который в дальнейшем почти не менялся. Вскоре после окончания проекта началось строительство нескольких опытных образцов.

Технические особенности

Будучи построенной по схеме, предложенной еще в начале десятилетия, МКР «Буря» состояла из первой (разгонной) ступени с жидкостными ракетными двигателями и второй (маршевой), представлявшей собой самолет-снаряд и оснащенной ядерной боевой частью. Как отмечает историк авиации Н. Якубович, конструкцию «Бури» можно описывать как с позиций ракетной техники, так и с точки зрения авиации. В первом случае «Буря» выглядит, как двух- или трехступенчатая (если учитывать отделяемую боевую часть) ракетная система, во втором – как самолет-снаряд вертикального взлета с ракетными ускорителями.

Первая ступень МКР «Буря» состояла из двух блоков. В каждом из них имелись топливные баки для 6300 кг горючего и 20840 кг окислителя. В хвостовой части блоков размещались четырехкамерные двигатели С2.1100, разработанные в ОКБ-2 под руководством А.М. Исаева. В газовой струе двигателей располагались рули, предназначенные для корректировки траектории полета на первом этапе полета. Первая ступень межконтинентальной крылатой ракеты предназначалась для подъема маршевой на высоту около 17500 метров. После этого автоматика должна была включать прямоточный двигатель второй ступени и производить сброс разгонных блоков.

Вторая ступень изделия «350» являлась собственно крылатой ракетой. Фюзеляж второй ступени почти полностью был отдан под сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель РД-012, разработанный под руководством М.М. Бондарюка. Между обшивкой и каналом воздухозаборника в фюзеляже располагались топливные баки. На верхней поверхности фюзеляжа, в средней и хвостовой его части, размещался отсек с аппаратурой наведения и системой охлаждения. Боевая часть располагалась в центральном теле регулируемого воздухозаборника. Вторая ступень «Бури» была выполнена по аэродинамической схеме среднеплан и имела треугольное крыло малого удлинения. Стреловидность по передней кромке – 70°. В хвостовой части ракеты предусмотрели Х-образное оперение с рулями.

Несмотря на расчетную максимальную дальность полета не менее 7000-7500 километров, МКР «350» получилась достаточно компактной. Общая длина готовой к старту ракеты равнялась примерно 19,9 метрам. Первая и вторая ступени были немного короче. Стартовые ускорители имели длину 18,9 метра и диаметр не более 1,5 метра. Каждый из блоков первой ступени при старте обеспечивал тягу порядка 68,6 тс. 18-метровая вторая ступень имела фюзеляж диаметром 2,2 метра и крыло размаха 7,75 метра. Ее прямоточный двигатель на крейсерской скорости обеспечивал тягу до 7,65 тс. Общая масса готовой к старту МКР превышала 97 тонн, 33,5 из которых приходилось на каждый из блоков первой ступени и 34,6 тонны – на вторую ступень. Необходимо отметить, что в ходе доработок и испытаний стартовый вес ракеты «Буря» неоднократно изменялся, как в большую, так и в меньшую сторону.

Для запуска ракеты «Буря» был создан специальный стартовый комплекс на железнодорожной платформе. После вывода на стартовую позицию стартовый комплекс предполагалось разворачивать в нужном направлении и поднимать ракету в вертикальное положение. По команде ракета с помощью двигателей первой ступени должна была подниматься на высоту порядка 17,5 километров. На этой высоте происходила отцепка отработанных блоков первой ступени и запуск прямоточного двигателя второй. При помощи прямоточного двигателя вторая ступень должна была разгоняться до скорости порядка М=3,1-3,2. На маршевом участке включалась система астронавигации, корректировавшая траекторию полета. В нескольких десятках километров от цели «Буря» должна была подниматься на высоту 25 км и переходить в пикирование. Во время пикирования предлагалось сбрасывать центральное тело воздухозаборника с боевой частью. Испытания макетов, сбрасываемых с самолета-носителя, показали, что отклонение боеголовки ракеты на максимальной дальности не превысит 10 километров от цели.

Испытания

К середине 1957 года были изготовлены несколько экземпляров изделия «350». В июле их доставили на полигон Капустин Яр (согласно некоторым источникам, испытания велись на полигоне Владимировка). Первый запуск ракеты «Буря» был запланирован на 31 июля 1957 года (по другим данным, на 1 августа). В ходе первого испытательного пуска предполагалось проверить работу первой ступени. Тем не менее, из-за отказа систем запуск не состоялся и ракету отправили на доработку. В нескольких первых испытаниях вместо готовой второй ступени использовался ее массогабаритный макет. Он представлял собой корпус ракеты с топливными баками, заполненными песком или водой. Первый полет перспективной МКР состоялся лишь 1 сентября и закончился неудачей. Через несколько секунд после старта произошел аварийный отстрел газовых рулей, из-за чего изделие потеряло управление и упало недалеко от стартовой позиции. Последний запуск 57-го года, состоявшийся 30 октября, тоже закончился аварией.

После ряда доработок испытания возобновились 21 марта 1958 года. Целью четвертого пуска была отработка полета на начальном участке траектории. Вместо запланированных 95 секунд ракета «350» пробыла в воздухе чуть более одной минуты. На 60-й секунде полета автоматика управления по неким причинам перевела ракету в пикирование, и через 3 секунды изделие врезалось в землю. 28 апреля очередной «Буре» удалось совершить полет продолжительностью более 80 секунд. На этот раз причиной преждевременного падения ракеты стал сбой в работе электросистем, из-за которого произошел сброс блоков первой ступени. Ракета поднялась на высотку около 15 километров.

Запуск 22 мая 1958 года стал первым удачным в ходе программы испытаний. Облегченное на 30% изделие «350» за 90 секунд работы двигателей первой ступени поднялось на высоту более 17 километров и достигло скорости около М=2,95. На этой скорости произошел штатный запуск прямоточного двигателя второй ступени. Испытываемая ракета упала в заданном районе через две минуты после старта. Тестовые запуски с целью отработки полета на начальном участке траектории и испытания второй ступени продолжались до конца марта 1959 года. Из семи запусков, проведенных с 11 июня 1958 года по 29 марта 59-го, лишь один был признан удачным. В двух произошли отказы различных систем на старте, остальные завершились авариями в полете.

Стоит отметить, успешный полет 29 марта 1959 года прошел не в полной мере удачно. Первая ступень успешно вывела МКР на расчетную высоту, после чего начал работу сверхзвуковой прямоточный двигатель. Полет второй ступени изделия «350» с половинной заправкой топливом проходил на высоте 15 километров. За 25 минут 20 секунд ракета преодолела более 1300 километров. Тем не менее, во время горизонтального полета из-за сбоя бортового оборудования немного уменьшилась скорость.

С 19 апреля 1959 года по 20 февраля 60-го были проведены еще три запуска, признанные успешными. В ходе апрельского полета МКР «Буря» находилась в воздухе более 33 минут и преодолела свыше 1760 километров. В некоторых источниках утверждается, что во время этих испытаний ракета пролетела около 2000 км, затем повернула в обратном направлении и пролетела еще 2000 км.

В середине 1959 года ОКБ-301 обновило проект, оснастив межконтинентальную крылатую ракету «Буря» новыми двигателями. Первая ступень теперь оснащалась двигателями С2.1150, а вторая получила силовую установку типа РД-012У. Двигатели новых типов обеспечили прирост в тяге и, как следствие, в летных характеристиках. Первый полет модернизированной МКР состоялся 2 октября 1959 года. На маршевом участке траектории ракета впервые использовала астронавигационную систему. 20 февраля следующего года ракета «Буря» установила новый рекорд дальности, пролетев около 5500 километров.

Из четырех испытательных запусков 1960 года лишь один завершился аварией. 6 марта через 25-26 минут после старта начались неполадки в работе маршевого прямоточного двигателя. Полет прервали, дав команду на самоуничтожение. К этому времени ракета пролетела около 1500 километров.

Согласно программе испытательного полета 23 марта 1960 года, МКР «Буря» должна была достигнуть мыса Озерный (Камчатка). Пуск, подъем на высоту 18 км и последующий полет на маршевом участке прошли без каких-либо проблем. На включение и начало работы астронавигационной системы ушло не более 12-15 секунд. На 118-й минуте полета в баках второй ступени закончилось топливо. Еще через 2-2,5 минуты ракета должна была перейти в пикирование, однако произошел отказ системы управления. Устойчивый полет ракеты «350» продолжался 124 минуты, после чего она упала, преодолев в общей сложности свыше 6500 километров. Скорость на маршевом участке достигала М=3,2.

16 декабря того же года ракета «Буря» должна была долететь до полигона Кура (Камчатка). Изделие пролетело более 6400 километров и отклонилось от расчетной траектории не более чем на 5-7 километров. Скорость второй ступени достигала М=3,2. Все системы в ходе этого полета работали штатно. Полет был прекращен после израсходования запаса топлива.

Проекты на основе «Бури»

Уже в 1957-58 годах, после нескольких успешных испытаний межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, стало ясно, что проект «350» в виде ударной системы не имеет практически никаких перспектив. Межконтинентальные крылатые ракеты проигрывали баллистическим по подлетному времени и, как следствие, по боевым возможностям. Кроме того, МКР, в отличие от боевых блоков МБР в будущем могли стать достаточно легкой целью для перспективных систем противовоздушной обороны. Из-за этого 5 февраля 1960 года Совмин постановил прекратить работы по проекту межконтинентальной крылатой ракеты «Буря». Тем же постановлением ОКБ-301 разрешалось провести пять дополнительных испытательных запусков, предназначенных для отработки различных систем.

Это разрешение было обусловлено тем, что еще в 1958 году конструкторы под руководством С.А. Лавочкина и Н.С. Чернякова начали работать над перспективным беспилотным разведчиком на базе «Бури». В июле 1960 года руководство страны потребовало разработать стратегический комплекс фото- и радиотехнической разведки, используя имеющиеся наработки по МКР «350». Разведчик должен был летать на высотах порядка 25 км со скоростью 3500-4000 км/ч. Радиус действия задавался на уровне 4000-4500 километров. Беспилотный разведчик нужно было оснастить несколькими аэрофотоаппаратами ПАФА-К и АФА-41, а также комплексом радиотехнической разведки «Ромб-К». Предлагалось создать два варианта беспилотного летательного аппарата. Один из них должен был получить посадочные устройства, обеспечивавшие его многоразовое применение. Второй вариант предполагалось сделать одноразовым. Для этого он должен был нести запас топлива, необходимый для полета на дальность до 12000-14000 километров, а также радиоаппаратуру для передачи данных на расстоянии до 9 тыс. км.

9 июня 1960 года не стало С.А. Лавочкина. Проект перспективного стратегического разведчика буквально осиротел. Из-за отсутствия поддержки со стороны генерального конструктора проект сбавил темпы, а к концу года был закрыт. Стоит отметить, на судьбе проекта сказалась не только смерть Лавочкина. К этому времени появилась реальная возможность создать разведывательный спутник с подходящим составом оборудования. Эксплуатация подобных систем была незначительно сложнее использования доработанной крылатой ракеты. Кроме того, для запуска разведывательных спутников предлагалось использовать ракеты-носители, унифицированные с МБР Р-7. Из-за этого проект стратегического фото- и радиотехнического разведчика был закрыт.

Во время разработки разведчика было проведено лишь три из пяти разрешенных испытательных пусков. Еще один, состоявшийся 16 декабря 1960 года, имел иные цели. В начале 60-го сотрудники ОКБ-301 предложили использовать МКР «350» в качестве основы для скоростной высотной мишени, которую можно было бы использовать для подготовки расчетов зенитных ракетных комплексов «Даль». После единственного тестового запуска по программе разработки мишени проект был прекращен. Сам проект ЗРК «Даль» тоже не был успешным – его закрыли в 1963 году.

Итоги

В декабре 1960 года все работы по разведчику и мишеням прекратились. Подобные переработки проекта МКР «Буря» посчитали бесперспективными. Таким образом, проект «350» не дал никаких результатов в виде практически применимой ударной, разведывательной и т.п. системы. Тем не менее, этот проект нельзя признать неудачным. При разработке межконтинентальных крылатых ракет советские ученые и конструкторы провели большое количество исследований, создали массу новых технологий и развили несколько важных направлений. Специально для перспективных МКР была создана первая в стране астронавигационная система и ряд другой радиоэлектронной аппаратуры. Также нельзя не отметить освоение нескольких новых технологий, связанных с изготовлением и обработкой титановых деталей. Немаловажной частью проекта «Буря» стала разработка сверхзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Разработка двигателя РД-012 позволила накопить большой объем знаний в этой области, который был использован в более поздних проектах.

Что касается непосредственных итогов проекта, то «Буря», равно как и весь класс межконтинентальных крылатых ракет, попросту не выдержала конкуренции с межконтинентальными баллистическими ракетами, появившимися в конце пятидесятых годов. Баллистические ракеты, такие как Р-7, имели больший модернизационный потенциал и более высокие боевые возможности. Советский Союз пятидесятых и шестидесятых годов не мог позволить себе одновременно вести несколько проектов стратегических ударных систем и поэтому был вынужден учитывать их перспективы. Баллистические ракеты межконтинентальной дальности оказались выгоднее и удобнее крылатых по целому ряду параметров. Необходимо отметить, что подобная экономия ранее привела к прекращению работ по проекту МКР «Буран», разрабатывавшемуся в ОКБ-23 под руководством В.М. Мясищева. Руководство страны и командование вооруженных сил посчитали невыгодным одновременное создание двух крылатых ракет с примерно равными характеристиками.

В итоге межконтинентальная крылатая ракета «Буря» стала очередным пунктом в длинном списке оружия и военной техники, позволивших создать новое оборудование или освоить новые технологии, но не поступивших на вооружение. В последние годы ведущие страны вновь проявляют внимание к высокоскоростным крылатым ракетам большой дальности. Возможно, в будущем новые проекты приведут к созданию МКР, в некотором роде похожей на «Бурю». Однако нельзя исключать и такой вариант развития событий, при котором новые проекты повторят судьбу советского изделия «350».

Источник:

Идейным вдохновителем проекта Opel RAK стал один из руководителей компании, Фриц Адам Герман фон Опель (Fritz Adam Hermann von Opel). Интересно, что после проведения первых испытаний новой техники за ним закрепилось прозвище "Ракетный Фриц". К реализации проекта были привлечены ведущие специалисты в области ракетной техники. Разработкой ракетных двигателей занялись Макс Валье (Max Valier) и Фридрих Вильгельм Зандер (Friedrich Sander), имевшие большой опыт в этом деле. За создание "платформ" для ракетных двигателей отвечали специалисты компании Opel.

Параллельно с разработкой наземных транспортных средств с ракетными двигателями Фриц Опель, М. Валье и Ф.В. Зандер и другие немецкие специалисты работали над иными вариантами применения реактивной тяги. Так, в начале июня 1928 года завершилось строительство планера, оснащенного ракетными двигателями. Планер разработал молодой, 23-летний авиаконструктор-планерист Юлиус Хатри (Julius Hatry). В различных источниках этот летательный аппарат обозначается как Opel RAK.1 (или Opel RAK.3). Кроме того, иногда его именуют просто ракетным планером, без указания специального обозначения. За основу для экспериментального аппарата был взят планер Ente ("Утка") конструктора Александра Липпиша (Alexander Lippisch), построенный по схеме "утка". На него установили стартовый двигатель с тягой 360 кгс и временем работы 3 с, а также два маршевых двигателя с тягой 20 кгс и временем работы 30 с.

11 июня ракетный планер RAK.1 впервые поднялся в воздух с летчиком Фрицом Штамером (Fritz Stamer) в кабине. Для запуска летательного аппарата использовался специальный рельс. При этом взлет должен был осуществляться только при помощи имеющегося порохового двигателя. Сторонняя помощь самолета-буксировщика или наземной команды не требовалась. В ходе первого теста летчик успешно поднял планер в воздух. Уже в полете Ф. Штамер последовательно включил два маршевых двигателя. За 70 секунд аппарат RAK.1 пролетел около 1500 м.

Второй испытательный полет не состоялся из-за аварии. Во время взлета стартовый ракетный двигатель взорвался и поджег деревянную конструкцию планера. Ф. Штамер успел выбраться из летательного аппарата, который вскоре полностью сгорел. Было решено не строить новый ракетный планер и не продолжать испытания.

На RAK.1 устанавливались двигатели разработки М. Валье и Ф.В. Зандера на основе специального пороха. Каждый такой агрегат имел цилиндрический корпус длиной 80 см и диаметром 12,7 см, в который помещался заряд пороха. Валье и Зандер разработали два варианта двигателя, отличавшиеся друг от друга тягой. Заряд двигателя первой версии сгорал за 3 секунды, обеспечивая тягу 180 кгс, а второй горел в течение 30 с и давал 20 кгс тяги.

До начала осени 1929 года немецкие специалисты занимались различными проектами, в том числе и перспективной реактивной техники. Тем не менее, какие-либо испытания готовых образцов не проводились. В сентябре 29-го Ф. фон Опель, А. Липпиш, М. Валье, Ф.В. Зандер и их коллеги завершили строительство планера с ракетными двигателями, который получил обозначение Opel RAK.1. Следует отметить, что существует определенная путаница с названиями реактивных планеров, связанная с отсутствием достоверных сведений об обозначении первого аппарата, полетевшего в 1928 году.

Новый планер конструкции А. Липпиша получил 16 ракетных двигателей тягой по 23 кгс каждый. Для взлета предназначалась специальная 20-метровая конструкция. 30 сентября 1929 года состоялся первый и последний полет планера RAK.1, которым управлял сам Ракетный Фриц. Взлет и полет прошли успешно. Мощности последовательно включаемых двигателей хватило для разгона, подъема в воздух и последующего полета продолжительностью несколько минут. Тем не менее, посадка завершилась аварией. Вес конструкции с пилотом превышал 270 кг, а рекомендованная посадочная скорость составляла 160 км/ч. Фриц фон Опель не справился с управлением и планер получил серьезные повреждения.

Вскоре после аварийной посадки планера Opel RAK.1 из США в Германию пришло особое письмо. Основным держателем акций "Опеля" в то время была американская компания General Motors, руководство которой было обеспокоено несколькими неудачными испытаниями экспериментальной ракетной техники. Не желая подвергать риску персонал, руководители GM запретили немецким специалистам заниматься ракетной тематикой. Дополнительной предпосылкой к этому запрету стал экономический кризис, не позволявший тратить деньги на сомнительные экспериментальные проекты.

После этого распоряжения М. Валье, Ф.В. Зандер и другие специалисты продолжили свои исследования, а Ф. фон Опель вскоре ушел со своей фирмы. В 1930-м он перебрался в Швейцарию, а после начала Второй мировой войны уехал в США. Несмотря на свое прозвище, Ракетный Фриц больше не занимался тематикой транспортных средств с реактивными двигателями.

Проект Opel RAK представляет большой интерес с технической и исторической точки зрения. Он наглядно показал, что уже в конце двадцатых годов развитие технологий позволяло строить технику с необычными двигателями. Тем не менее, все построенные машины были не более чем демонстраторами технологии. Нетрудно догадаться, что ракетный автомобиль и ракетная дрезина вряд ли могут найти свое место на шоссе и железных дорогах. Куда более жизнеспособным оказался летательный аппарат с ракетным двигателем. Во второй половине тридцатых А. Липпиш начал разработку самолета, впоследствии получившего название Me-163 Komet. Эта машина с жидкостным ракетным двигателем стала первым серийным ракетопланом, а также ограниченно использовалась в Люфтваффе. Тем не менее, самолеты с ракетными двигателями тоже не получили широкого распространения, большинство таких разработок осталось сугубо экспериментальной техникой, не нашедшей применения на практике.

ЛТХ:

Модификация  RAK.

1Размах крыла, м  11.00

Длина, м  5.41

Высота, м  2.00

Площадь крыла, м2

Масса, кг  пустого самолета  нормальная взлетная  350

Тип двигателя  16 РД

Мощность, л.с.  16 х 23

Максимальная скорость, км/ч  150

Практическая дальность, км  1.5

Экипаж, чел  1

Список источников:

Военное обозрение. Кирилл Рябов. Проект Opel RAK. Экспериментальная техника с ракетными двигателями

Aboutspacejornal.net. По пути увеличения числа двигателей...

Air Enthusiast 1972-03. Plane facts

Praxis. Michel van Pelt. Rocketing into the Future