[ezup]

Ракета В-757 / 17Д


Опытная ракета для ЗРК С-75. Разрабатывалась под названием В-757 по постановлению СМ СССР (июнь 1958 г.) в КБ-1 (ныне - НПО "Алмаз") на базе серийной ракеты В-755. С целью создания новой ракеты в ОКБ-2 (МКБ "Факел") была разработана и испытана опытная ракета 17Д. Первые макетные образцы построены в конце 1959 г. Первый пуск - 23.01.1960 г. Конец испытаний ракеты 17Д - лето 1962 г.
Система управления и наведение - аналогично комплексу С-75.

Пусковая установка - модифицированная ПУ от комплекса С-75

Двигатель:
- 1 ступень - РДТТ-ускоритель ракеты В-755 комплекса С-75
- 2 ступень - твердотопливный ПВРД оригинальной разработки

Масса (1960 г.) - 2200 кг
Масса (1961 г.) - 2635-3045 кг
Масса приборов и БЧ - аналогична ракете В-750 комплекса С-75

Дальность действия:
- 23 км (по результатам первых испытаний)
- 40 км (активный участок полета доработанной ракеты, скорость - 820-860 м/с)
Высота поражения - 23 км (активный участок)
Скорость после отделения 1 ступени - 560 м/с
Скорость максимальная 2 ступени:
- 690 м/с (в ходе первых испытаний)
- 860 м/с (на доработанной ракете)
- 3,7 М

Статус: СССР - на вооружение принята не была. Кроме 17Д других образцов не создавалось.

Источники:
Ерохин Е., Ракеты от Бондарюка. // Крылья родины. N 11 / 1993 г.
Кисунько Г.В. Секретная зона: исповедь генерального конструктора. М.: Современник. 1996 г.

Ракета В-757
Разработка твердотопливной ракеты В-757 была задана Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 4 июня 1958 г. N 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 МАЛ. 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-прямоточным 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 тоща 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.

ЗУР 17Д. Графика А. Фаныгина © МКБ "Факел"



Схема ЗУР 17Д



ЗУР 17Д © МКБ "Факел"

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 N 41. Ведущим конструктором новой разработки был назначен В.В. Коляскин, ставший вскоре главным конструктором филиала ОКБ-2.
Встретившиеся на начальных этапах разработки ракеты теоретические и конструктивные проблемы потребовали привлечения широкого круга специализированных научно-исследовательских (ЦАГИ, ЦИАМ и пр.) и конструкторских организаций. Выбор параметров маршевого двигателя ракеты осложнялся также тем, что для ракеты предполагалось использование уже имевшегося стартового ускорителя. В связи с этим время работы маршевого двигателя и количество топлива в нем, обеспечивающие активный полет маршевой ступени, были практически однозначно определены, при этом энергетические возможности оказались несколько хуже, чем при реализации теоретически оптимальных характеристик. Свойственный зенитным управляемым ракетам широкий диапазон изменения параметров набегающего потока определил то, что величина развиваемой маршевым двигателем тяги значительно менялась в зависимости от этих условий. Ситуация усложнялась тем, что практически отсутствовала возможность регулирования процесса горения топлива для соответствия оптимальным значениям секундного расхода конкретным условиям полета.
На начальных стадиях проектирования для регулирования тяги маршевого двигателя было решено использовать сопло с величиной критического сечения, изменяемой в соответствии с условиями полета. На дальнейших этапах вместо этого для газогенератора маршевого двигателя подобрали такую форму твердотопливного заряда, которая обеспечивала приемлемую зависимость расхода топлива по времени полета для типовой траектории ракеты.

Схема ЗУР 17Д

Спроектированный твердотопливный ракетно-прямоточный двигатель обладал простотой и надежностью твердотопливного двигателя в сочетании с высокими энергетическими характеристиками прямоточного. Ожидалось достижение при его работе величин удельного импульса порядка 400-450 кгс.с/кг. Органическое сочетание достоинств этих типов двигателей обеспечивало необходимые величины тяги маршевой двигательной установки во всем рабочем диапазоне высот полета ракеты. На низких траекториях основную долю тяги должен был создавать прямоточный двигатель, а на больших высотах для поддержания высокой средней скорости полета оказывалось достаточно тяги, возникающей при истечении газов из газогенератора.
Однако весьма непростые вопросы эффективной совместной работы твердотопливного и прямоточного двигателей в то время находились еще в стадии теоретической и экспериментальной проверок и отработок. Требовалась проверка основных положений, заложенных в конструкцию этого двигателя, на различных масштабных моделях. В процессе продувок моделей в аэродинамических трубах получили первые данные о возможности дожигания специального твердого топлива в прямоточном двигателе, о необходимых для обеспечения высокой эффективности процесса сгорания размерах камеры двигателя и т.д.
Для удовлетворения противоречивых требований по устойчивости и управляемости ракеты, обеспечения необходимой эффективности ее боевой части, достижения наивыгоднейших параметров работы двигательной установки, удобства эксплуатации и обслуживания бортовой аппаратуры, при выборе компоновки ракеты было рассмотрено множество вариантов размещения элементов ЗУР.
Для ракеты была выбрана нормальная аэродинамическая схема. На корпусе маршевого двигателя были размещены крылья и рули, служащие для управления по тангажу и курсу, а также для стабилизации по всем трем каналам.
На носовой части корпуса ракеты находились неподвижные дестабилизаторы, снижающие запас статической устойчивости до уровня, при котором рули ракеты выводили бы ее на заданный угол атаки. В отличие от схемы "утка", такое расположение аэродинамических поверхностей обеспечивало нормальную работу кольцевого воздухозаборника маршевого двигателя, перед которым не было возмущающих воздушный поток подвижных элементов.
Состоявшее из пяти отсеков центральное тело двигателя маршевой ступени по компоновке было в основном аналогично корпусу ракеты В-755. Внутри него последовательно располагались радиовзрыватель 5Е11, боевая часть с ПИМ И-98, радиоаппаратура ФР-15М с автопилотом АП-755, газогенератор с топливом и механизмы управления рулями. Антенны системы радиовизирования и приема команд располагались на внешнем корпусе в передней и задней частях ракеты.
Передняя часть корпуса, включая разъемы для установки боевой части и радиовзрывателя, ракет В-757 и В-755 была идентична. К заднему торцу газогенератора крепился конус. Центральное тело и обечайка маршевого двигателя соединялись с помощью четырех пилонов. Маршевая ступень ракеты и ускоритель были связаны стальной фермой, которая крепилась шпильками к конусу. Ускоритель крепился к ферме болтами, которые в начальный момент движения срезались, позволяя ускорителю отделиться после окончания его работы.
Ускоритель, состоявший из твердотопливного двигателя, четырех стабилизаторов, упорного конуса и хвостового отсека, за исключением узлов сочленения и расцепки с маршевой ступенью, ничем не отличался от ускорителя ракет "семейства" В-750.
Камера сгорания маршевого ракетно-прямоточного двигателя была образована кольцевым зазором. Продольное сечение этого зазора, в котором происходило движение воздуха и продуктов сгорания, было спрофилировано по результатам газодинамических расчетов двигателя и испытаний моделей. В передней части был образован диффузор для входа сверхзвукового потока воздуха. В этом же месте был предусмотрен отвод пограничного слоя в специальные отверстия и далее сквозь полости в пилонах — на наружную поверхность внешнего корпуса ракеты с истечением через специальные обтекатели.
Примерно в середине канала двигателя происходило смешение с потоком воздуха продуктов сгорания топливного заряда (со значительным количеством несгоревшего магния), поступавших из газогенератора через щелевые отверстия, расположенные под углом от 70 до 80 град. к продольной оси ракеты. Количество этих отверстий на разных модификациях ракеты было различным и составляло от 20 до 26, в зависимости от состава применявшегося топлива. Получавшийся в процессе догорания магния газ выбрасывался из двигателя ракеты через сопло, образованное двумя коническими поверхностями.
В конструкции ракеты широко использовались элементы из магниевых и алюминиевых сплавов с защитными покрытиями. На крылья и части корпуса, подвергавшиеся в процессе полета аэродинамическому нагреву, наносились теплозащитные покрытия. Корпус ракеты, включая стыки отсеков и люки, был защищен от проникновения влаги.
Конструкция обеспечивала изготовление основных элементов корпуса ракеты из листового материала с широким применением сварки. Для изготовления ряда частей корпуса, крыльев и рулей применялось крупногабаритное литье и штамповка. Это позволило сократить число деталей и удешевить производство ракеты. Конструкция и технология изготовления отдельных частей ракеты обеспечивала полную взаимозаменяемость готовых изделий, отсеков и других ее элементов.Ракета 17Д из-за наличия в ее составе комбинированного ракетно-прямоточного двигателя по своей форме и компоновке значительно отличалась от всех ракет "семейства В-750". Тем не менее для ее первых пусков использовались уже имевшиеся на полигоне наземные средства с незначительной доработкой, включая и пусковую установку.
Создание первой в нашей стране ЗУР с маршевым прямоточным воздушно-реактивным двигателем на твердом топливе потребовало проведения испытаний макетных образцов и натурных двигателей, для чего было построено и переоборудовано несколько стендов в ЦАГИ, филиале ЦИАМ, НИИ-1 ГКАТ и в НИИ-6 ГКОТ.
На это ушло около года, что привело к срыву ранее намеченных сроков. Уже осенью 1959 г. отставание работ стало предметом рассмотрения ВПК, в решении которой от 20 октября 1959 г. N 108 было отмечено, что Постановление СМ СССР в части передачи средств комплекса С-75В на совместные испытания в III кв.1959 г. не выполнено. Этим же решением предприятиям-поставщикам были назначены уточненные сроки по изготовлению аппаратуры АП-757, РУВ-757, маршевому РПДТТ, стартовому РДТТ, пусковой установке СМ-90 и боевой части ДВР-755. Новым сроком предъявления ракеты на совместные испытания был предусмотрен II кв. 1960 г.
К тому времени в соответствии с Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 4 июля 1959 г. N 735-338 в разработке находился вариант ракеты В-757Кр (3М10) для ЗРК 2К11 "Круг".
Предъявление В-757Кр на совместные испытания было намечено на IV квартал 1960 г. Работа велась параллельно с ранее начатой разработкой для этого же комплекса ракеты ЗМ8, которая велась в свердловском ОКБ-8 и была призвана подстраховать деятельность коллектива уральских конструкторов во главе с Л. Люльевым.
Первые пуски В-757 состоялись в начале 1960 г. Опыт отработки зенитных ракет показал, что их летные испытания должны проводиться в три основных этапа — баллистические (или бросковые), автономные и испытания в замкнутом контуре управления.
Для первого этапа испытаний в конце 1959 г. было специально подготовлено три макетных образца ракеты 17Д с не полностью снаряженным газогенератором маршевого двигателя и максимально упрощенным бортовым оборудованием. На этих образцах, которые представляли собой, по существу, летающую лабораторию, отсутствовали рули и дестабилизаторы. Внутри ракеты располагалось множество разнообразных датчиков, измерявших давление и температуру в контуре маршевого двигателя. Стартовая масса этих ракет составляла около 2,2 т.
На них должны были определяться характеристики воздухозаборников нескольких вариантов маршевого двигателя с различными площадями входа, производиться оценка работоспособности этого двигателя, исследоваться процессы старта и разделения ступеней.
Первый пуск такой ракеты прошел успешно 23 января 1960 г. с неподвижной пусковой установки под углом возвышения 40 град. После окончания работы ускорителя и его отделения маршевый двигатель запустился и разогнал ракету со скорости 560 м/с до 690 м/с. Дальность полета при этом составила около 23 км. Результаты анализа полученной информации показали их достаточно хорошую сходимость с расчетными характеристиками.
Успешным был и второй пуск. Во время третьего пуска через несколько секунд после включения маршевого двигателя начался помпаж — на данном образце ракеты был установлен воздухозаборник с большей, чем ранее, площадью входного сечения.
С четвертого пуска, осуществленного 22 апреля 1960 г., начался этап автономных испытаний, в ходе которых должны были определяться величины уходов ракеты от направления пуска к началу радиоуправления, качество стабилизации ракеты автопилотом, осуществляться проверка надежности работы бортовой аппаратуры и всей системы управления в целом.
10 пусков из этой серии должны были производиться в замкнутом контуре управления (т.е. в заданную точку пространства по условной цели) для оценки функционирования всей системы "ЗРК — ракета" и достижения режимов полета, по скорости и углам атаки сопутствующим реальному процессу перехвата воздушной цели с целью оценки качества стабилизации ракеты автопилотом.
Во время этих пусков должны были также уточняться аэродинамические характеристики ракеты и проверяться работоспособность конструкции.
При выполнении маневров в соответствии с командами системы наведения были получены резкие изменения аэродинамических характеристик ракеты при достижении ею углов атаки свыше 7-10 град. Это явилось следствием срыва пограничного слоя перед воздухозаборником. При этом режиме управление и стабилизация полета ракеты становились практически невозможными. Одной из мер борьбы с этим явлением было удаление ("слив") пограничного слоя через специальные обтекатели на внешнем контуре ракеты.
Слив пограничного слоя позволил отодвинуть наступление срывных явлений до углов атаки 12-12,5 град. Как показали продувки моделей, при отводе пограничного слоя не сквозь обтекатели, а через специальные полости в крыльях эта величина должна была достигнуть не менее 14 град., что было достаточно для обеспечения необходимой управляемости ракеты.
С весны 1961 г. для газогенератора маршевого двигателя стало использоваться другое топливо с лучшей энергетикой и стабильностью характеристик при различных температурах, большей взрывобезопасностью и относительно простой технологией изготовления. Но для реализации дополнительных мер по усилению теплозащиты двигательной установки испытания были приостановлены на несколько месяцев.
Летом 1961 г. на ракете установили более мощный ускоритель, что позволило увеличить скорость перед запуском маршевого двигателя.
Стартовая масса испытывавшихся ракет с полностью снаряженными двигателями составляла от 2635 до 3045 кг, что было связано с неоднократными доработками ракеты. Максимальная скорость полета ракеты при испытаниях соответствовала М=3,7. Дальность активного участка полета достигала 40 км при средней скорости 820-860 м/с. Максимальная достигнутая ракетой высота активного полета составила 23 км.
Отставание по срокам регулярно становилось предметом рассмотрения в ВПК. Так, 2 февраля 1961 г. было выпущено решение ВПК N 17, где был отмечен срыв установленных ранее сроков работ по созданию комплекса "Круг". В целях ускорения этих работ было признано целесообразным до окончания автономных испытаний ракет, предназначенных для ЗРК "Круг", проводить заводские летные испытания с серийными ракетами типа В-750, а на февраль-май 1961 г. наметили срок окончания отработки ЗУР В-757 в контуре управления системы С-75М. Решением ВПК от 28 декабря 1961 г. срок начала летных испытаний В-757Кр был перенесен уже на сентябрь 1962 г.
В этом году московский завод N41 должен был изготовить для испытаний 52 ЗУР В-757Кр, но летом 1962 г. испытания практически прекратились.
Задолго до их завершения стало ясно, что созданная для ЗУР В-757 принципиально новая двигательная установка имеет значительные резервы как по энергетическим, так и по массовым характеристикам, которые давали основания для развертывания работ в этом направлении. С конца 1960 г. в ОКБ-2 и его филиале на заводе N 41, возглавлявшемся В.В. Коляскиным, велись работы над новыми ЗУР с ракетно-прямоточными двигателями с более высокими характеристиками.
С другой стороны, к лету 1962 г., после принятия на вооружение ЗРК С-75М с ракетой В-755 и первых успехов, достигнутых разработчиками ЗМ8, дальнейшие работы по В-757 становились нерациональными в условиях выполнения в ОКБ-2 ряда значительно более серьезных и ответственных заданий. Окончательно же работы по ракетам В-757 и В-757Кр были прекращены по Постановлению ЦК КПСС и СМ СССР N694-237 от 15 июня 1963 г.