Опытный перехватчик Е-155П с ракетами Р-40.
В ряде случаев в истории нашей страны значительный скачок в развитии оборонной техники достигался в результате того, что в распоряжении отечественных инженеров и ученых оказывался выдающийся образец зарубежной техники. К истории К-13 можно добавить известные обстоятельства создания Ту-4 и баллистической ракеты Р-1. Однако иногда ситуация складывалась таким образом, что ускоренная модернизация вооружения отечественной авиации инициировалась несанкционированным детальным ознакомлением вероятного противника с советской техникой. Отметим, что супостат, как правило, не пытался копировать отечественные образцы, и отнюдь не из-за слабости своей научной и промышленной базы.
Разработка ракеты К-40 началась с переходом от тяжелых истребителей семейства Е-150 с ракетами К-9 и К-8 к двух -двигательному самолету — будущему МиГ-25 — в двух ипостасях: перехватчика С-155 и разведчика E-155R эскизный проект которого был выпущен в 1961 г Создание С-155 и Е-155Р определялось постановлением от 5 февраля 1962 г., которым также устанавливался и срок представления этих авиационных комплексов на совместные государственные испытания — конец 1964 г. Разработка ракетного вооружения перехватчика поручалась ОКБ-4 во главе с М.Р. Бисноватом. Полуактивная головка создавалась НИИ-648, тепловая головка самонаведения — ЦКБ-589, автопилот — ОКБ-3, комбинированный радиооптический взрыватель (КРОВ) —НИИ-571, твердотопливный двигатель — КБ-2 завода №81, топливный заряд двигателя — НИИ-6, боевая часть — ГСКБ-47.
Двукратное увеличение массы носителя по сравнению с самолетами семейства Е-150 обеспечивало возможность применения ракет, по массогабаритным характеристикам близких к отрабатывавшимся в то время К-80 для Ту-128-80. На Е-155П предусматривалось применить РЛС «Смерч-А», создаваемую на базе радиолокатора «Смерч», установленного на Ту-128-80.
Однако условия применения ракет содержали принципиально новый элемент: перехватчик С-155 предназначался для относительно длительного, продолжительностью в десятки минут, полета со скоростью, почти втрое превышавшей звуковую. При этом элементы конструкции как носителя, так и размещенных на наружной подкрыльевой подвеске ракет нагревались до температур порядка 300 градусов С. Помимо, проблем, связанных с обеспечением прочности материалов, необходимо было решить задачи поддержания работоспособности аппаратуры, а также избежать прогрева топливного заряда, так как сколько-нибудь стабильные внутрибаллистические параметры двигателя достигались только в относительно узком температурном диапазоне. Необходимо было обеспечить удовлетворительные динамические параметры в широком диапазоне скоростей и высот полета.
В результате разработка осуществлялась практически заново, без унификации с К-80. Уже в 1962 г. был выпущен аванпроект по К-40 («изделие 46»), который содержал два варианта компоновок ракеты. Для дальнейшей разработки взамен нормальной схемы, примененной в К-80, была принята схема «утка». С учетом размещения двигателя в центральной части ракеты данное компоновочное решение позволило сузить область динамических параметров ракеты как объекта управления. Большая площадь крыла обеспечивала высотность ракеты, а также способствовала снижению влияния синхронных ошибок. При этом основные приборы ракеты были сосредоточены впереди двигателя, а бортовой источник электропитания — в хвостовом отсеке. Разнесенные по длине ракеты боевые части находились как перед двигателем, так и в хвостовой части корпуса. Впервые для боевой части КУ-46 было реализовано узконаправленное поле поражения. Для обеспечения точной выдачи команды на подрыв боевых частей и высокой помехозащищенности также впервые был использован комбинированный радиооптический взрыватель (КРОВ) «Аист» (позднее — модификация «Аист-М»), разрабатывавшийся совместно НИИ-571, ЛОМО и ГОИ.
В соответствии с принятой схемой двигатель ПРД-134 был выполнен двухсопловым. Размещение его вблизи центра масс обеспечило близость динамических характеристик ракеты в начале и по завершении его работы. В двигателе впервые для отечественных ракет «воздух—воздух» применялось разработанное НИИ-6 высокоэнергетическое смесевое металлосодержащее топливо. Для защиты от прогрева на титановый корпус двигателя помимо внутреннего было нанесено и наружное теплозащитное покрытие (ТЗП).
Задача поддержания приемлемого теплового режима в аппаратурных отсеках решалась применением специальной фреоновой системы охлаждения, запитываемой от баллона, размещенного на пусковой установке АПУ-84-46, а также нанесением ТЗП на внутренние поверхности корпусов отсеков. Мощные тепловые потоки потребовали применения ситала в обтекателе радиолокационной ГСН.
В полуактивной радиолокационной головке самонаведения ПАРГ-12 впервые в отечественной и мировой практике использовали моноимпульсный метод обработки информации и дальномер с двумя интеграторами, чем обеспечивалась устойчивость ГСН к воздействию амплитудных помех, эффективных по сравнению с ранее созданными головками с коническим сканированием. В ГСН также нашли воплощение оригинальные схемы стабилизированного генератора СВЧ и приемника опорного сигнала. В отличие от ранее применявшихся схем с автоматическим регулированием усиления, реализованная в данной ГСН логарифмическая характеристика приемника исключала «ослепление» при резких перепадах мощности помехи.
Головку самонаведения оснастили двухзеркальной антенной Кассегрена, обеспечивающей большой угол отклонения луча — до ±70°. Перед стартом ракеты на борт вводилось целеуказание по азимуту в пределах ±60°. С другой стороны, антенна Кассегрена оказалась особо чувствительной к так называемым синхронным ошибкам, вносимым неоднородностями обтекателя. Потребовался специальный стенд для отладки серийных ГСН совместно с обтекателем перед установкой на ракеты.
