РАКЕТЫ КОМПЛЕКСОВ ТИПА С-75 С ПРЯМОТОЧНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ

В середине 1950-х гг., по мере совершенствования средств воздушного нападения все большее значение стали приобретать проблемы увеличения дальности, высоты и скорости полета зенитных управляемых ракет. С учетом ограниченных энергетических возможностей существовавших в те годы двигательных установок, для решения этой проблемы было предложено использование ракетно-прямоточных или прямоточных воздушно-реактивных двигателей, в создании которых к этому времени были достигнуты определенные успехи как в нашей стране, так и за рубежом. В числе летательных аппаратов, использовавших в те годы подобные двигательные установки, были межконтинентальные крылатые ракеты «Буря» и «Навахо», ЗУР «Бомарк», «Тэйлос» и «Бладхаунд», летающие лаборатории «Вега» и «Статалтекс». Опираясь на этот позитивный опыт, в 1958 г. к проектированию зенитных ракет с прямоточными двигателями приступили в СССР. Практически одновременно эти работы начались в ОКБ-8 по ракете ЗМ8 для ЗРК «Круг», в ОКБ-134 по ракете ЗМ9 для ЗРК «Куб» и в ОКБ-2 по ракете 17Д для комплекса С-75М.

Ракета В-751 (Летающая лаборатория КМ)

Первые работы по использованию двигательных установок подобного типа в ОКБ-2 начались еще в середине 1950-х гг. В то время конструкторское бюро приняло участие в проведении работ по экспериментальной ракете КМ (В-751), проводившихся совместно с ОКБ-670 М.М. Бондарюка, имевшим к тому времени более чем десятилетний опыт работ над прямоточными воздушно-реактивными двигателями.

КМ представляла собой двухступенчатую ракету, выполненную на основе разработанной в ОКБ-670 неуправляемой ракеты «025», оснащенной твердотопливным стартовым ускорителем и небольшим, работающим на бензине сверхзвуковым ПВРД. Эта ракета должна была стать летающей лабораторией, предназначенной для исследования процессов работы прямоточного двигателя в составе зенитной управляемой ракеты, летающей в широком диапазоне высот и выполняющей энергичные маневры. С этой целью на КМ было установлено переднее крестообразное оперение и соответствующие органы управления.

В ОКБ-2 специально для КМ были разработаны устройства программного управления полетом, служившие для реализации движения ракеты по траекториям, близким к характерным для зенитных ракет.

В январе 1956 г. модель КМ прошла полный цикл продувок в ЦАГИ, и весной этого же года состоялись первые четыре пуска на полигоне. Всего до осени 1957 г. было произведено 10 пусков КМ.

Ракета В-757

Разработка твердотопливной ракеты В-757 была задана Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 4 июня 1958 г. № 608-293 о создании комплекса С-75М, предусматривавшим также создание ракеты В-755 с применением ЖРД на маршевой ступени. Разработка ракеты В-757 велась в ОКБ-2 МАП. Согласно техническому заданию твердотопливная ракета разрабатывалась для перехвата воздушных целей, летящих со скоростями до 2300 км/ч на высотах до 25 км. После рассмотрения нескольких вариантов был принят к дальнейшей проработке проект ракеты с комбинированным ракетно-прямо-точным твердотопливным двигателем.

Основная проблема, с которой предстояло столкнуться разработчикам такой ракеты, была связана с созданием высокоэффективной маршевой двигательной установки. Несмотря на то, что конструкция использовавшихся на первых зенитных ракетах жидкостных, твердотопливных и прямоточных воздушно-реактивных двигателей была доведена до максимально возможной для того времени степени совершенства, все они обладали существенными недостатками.

Так, наличие на борту ракеты жидкого топлива приводило к значительному усложнению и удорожанию ее конструкции, усложняло ее эксплуатацию, понижало надежность действия, увеличивало время подготовки такой ракеты к боевому применению. Двигатель был весьма трудоемким и сложным в изготовлении.

Твердотопливный двигатель обеспечивал максимальную простоту конструкции ракеты, удобство ее эксплуатации, что повышало надежность действия всей системы. Но низкие энергетические характеристики существовавших тогда твердых топлив и невысокое массовое совершенство конструкции двигателей приводили к неприемлемому увеличению стартового веса ракеты при заданных летных данных.

Сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель, использовавший для своей работы нетоксичное и неагрессивное жидкое топливо (как правило, определенные сорта керосина), обладал высокими энергетическими характеристиками. Однако они снижались при полете на больших высотах, представлявших тогда наибольший интерес для разработчиков зенитных ракет.

Специалисты ОКБ-2 пришли к рассмотрению варианта ракеты с комбинированным ракетно-прямоточным двигателем, работавшим на твердом топливе, для зенитных ракет в то время еще не применявшимся. По предварительным оценкам, такой двигатель должен был обладать высоким удельным импульсом (по расчетам до 500 кг∙сек/кг) при возможности работы в широком диапазоне высот и скоростей полета. Приемлемый удельный импульс (до 160 кгс∙с/кг) обеспечивался и при малых скоростях полета, а также на больших высотах, что делало весьма привлекательным применение такого типа двигателя на зенитной ракете. Для снижения к минимуму технического риска было признано целесообразным разработать изделие с таким двигателем на базе одной из уже существующих зенитных ракет.

В ОКБ-2 были проведены предварительные проработки двухступенчатой зенитной ракеты с маршевым комбинированным ракетно-прямоточным двигателем на базе ракеты В-755, первый пуск которой состоялся в мае 1958 г. Основное внимание было уделено выбору требуемых параметров этого двигателя, обеспечивавших получение летных данных ракеты, аналогичных оснащенной жидкостным двигателем В-755. Как показали результаты расчетов, такая ракета с маршевым ракетно-прямоточным двигателем могла обладать требуемыми летными характеристиками при стартовой массе одного порядка с В-755, но при этом ее длина значительно уменьшалась, а эксплуатационные характеристики улучшались. В качестве ускорителя предусматривалось использование стартового двигателя от ракеты В-755 без каких-либо изменений.

Полученные в ОКБ-2 результаты стали основой для уже упомянутого Постановления от 4 июня 1958 г. в части разработки ракеты В-757. Работы по созданию системы управления и бортовой аппаратуры ракеты должны были выполняться в КБ-1, а разработка экспериментальной ракеты, получившей заводское обозначение 17Д, в ОКБ-2 и на его филиале, размещавшемся на московском заводе № 41. Ведущим конструктором новой разработки был назначен В.В. Коляскин, ставший вскоре главным конструктором филиала ОКБ-2.