Текст
и * л
Издательство иностранной литературы
*
ERIC BURGESS
Guided Weapons
Э. Бургесс
УПРАВЛЯЕМОЕ РЕАКТИВНОЕ ОРУЖИЕ
ПЕРЕВОД С АНГЛИЙСКОГО
Н. А. Павлова
ПОД РЕДД К ЦП ЕЙ канд. техн, наук Ю. X. Вермишева
5k
Издательство
ИНОСТРАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Москва, 1958
GERZA SCAN
АННОТАЦИЯ
Настоящая книга является кратким научно-популярным изложением основных проблем, связанных с разработкой и возможным использованием различными видами вооруженных сил современного управляемого реактивного оружия.
Книга рассчитана па читателей, интересующихся ракетным делом.
Редакция литературы по военным вопросам
Начальник-- И. Г. ФРОЛОВ
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
За последние годы в США появилось большое количество технической литературы, посвященной управляемым реактивным снарядам. Это свидетельствует о том, что интерес американских промышленных и военных кругов к новому виду оружия исключительно вырос. Столь пристальное внимание к вопросам управляемого реактивного оружия не является случайным. По ряду своих основных тактических и технических характеристик это оружие в значительной мере превосходит все старые, классические виды вооружения.
Определенные агрессивно настроенные круги США и других капиталистических стран, заинтересованные в поддержании состояния «холодной» войны, оправдывают свою политику гонки вооружений различными сенсационными сообщениями и вымыслами о якобы грозящей «свободному миру» катастрофе, которую будто бы собирается навлечь на них Советский Союз. Поэтому не удивительно, что литература Запада, в том числе и популярнотехническая, в угоду агрессивной политике правящих кругов США, Англии и других стран содержит всевозможные «теории» и досужие измышления, направленные прямо или косвенно против миролюбивой политики Советского Союза и стран народной демократии. Следует отметить, что предлагаемая читателю книга не является в этом отношении исключением.
Автор настоящей книги — один из ведущих научных сотрудников Американского исследовательского центра по разработке управляемого реактивного оружия в Лос-Анжелесе. Его перу принадлежит большое число работ, опубликованных тв виде монографий и журнальных статей. Советскому читателю имя Бургесса уже известно по книге «К границам пространства», выпущенной Издательством в 1957 году.
Свое политическое лицо автор раскрывает уже в его предисловии и первой главе, почти целиком посвященных
господствующим в Соединенных Штатах военным и военно-политическим взглядам на роль управляемых снарядов в современной войне. Так, например, автор об7^ясняет необходимость дальнейшего развития и совершенствования управляемых реактивных снарядов дальнего действия тем, что они могут явиться «эффективной частью оборонительного арсенала страны» (стр. 13) и что они будут «сдерживать агрессию (?) посредством угрозы мгновенного возмездия» (стр. 15). Нетрудно понять сущность подобных высказываний автора, особенно в свете его же собственных заявлений о возможности использования управляемых снарядов в качестве носителей ядерного боевого заряда.
В целом книга представляет интерес главным образом с технической точки зрения. Автор сумел охватить весьма широкий круг вопросов, позволяющих ознакомиться не только с историей развития управляемого реактивного оружия на Западе начиная с времен второй мировой войны, нои с постановкой ракетного дела в Соединенных Штатах и ряде других стран на сегодняшний день.
В книге автор довольно подробно останавливается на принципах организации и ведения научно-исследовательской работы, связанной с созданием управляемых реактивных снарядов. Более или менее полно затрагиваются и вопросы технологии их производства. Серьезное внимание уделяет автор методике организации и проведения стендовых и полигонных испытаний, аэродинамических исследований, способам получения необходимой информации во время полигонных испытаний, а также вопросам ее обработки.
Первая глава книги представляет собой общий обзор проблем и вопросов, связанных с разработкой управляемых снарядов. Здесь же дается примерная классификация снарядов и высказываются некоторые довольно общие взгляды, которые могут вызвать лишь незначительный интерес.
Вторая глава посвящена вопросам устройства двигательных установок и топливам. Здесь автор классифицирует различные виды топлив и топливных смесей, для чего он привлекает весьма обширный фактический материал. Qh высказывает ряд соображений, характерных для американской технической литературы последних лет относительно рационального распределения двигателей по высоте применения и скорости полета управляемых снарядов,
В главе имеется описание целого ряда наиболее известных американских и иных конструкций двигательных установок. При этом наибольшее внимание Бургесс уделяет особенностям конструкции и работы прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД), которые, по дачиьы автора, были впервые испытаны в Америке в 1945 году и в настоящее время широко используются в ряде разработок. Ссылаясь на авторитет некоторых фирм, автор высказывает мнение, что эти двигатели являются «идеальными силовыми установками для управляемых снарядов среднего и дальнего действия».
Касаясь вопроса о применении пороховых ракетных двигателей (ПРД), автор подчеркивает их простоту и утверждает, что они найдут наиболее широкое применение в качестве стартовых ускорителей.
Глава третья книги полностью посвящена проблемам наведения и управления реактивными снарядами. Касаясь роли систем управления, автор пишет, что трудности решения проблем наведения «явились главной причиной всех задержек в принятии на вооружение новых видов этого оружия» (стр. 78). Следует отметить, что хотя глава и называется «Наведение и управление», однако содержание ее неполностью соответствует названию. Автор, по сути дела, рассматривает только классификацию систем управления и наведения, поверхностно затрагивает некоторые вопросы собственно управления и несколько подробнее останавливается на отдельных конструктивных особенностях бортовой аппаратуры снаряда, а также на принципах и условиях ее работы. Более подробно разбирает автор проблему использования печатных схем и кристаллических приборов в бортовых схемах. Он показывает основные технологические процессы, связанные с их производством, и, кроме того, отводит большое место бортовым источникам питания. В дальнейшем основное внимание уделяется телеметрическим методам получения информации о летных характеристиках снаряда и поведении телеметрической и иной аппаратуры.
Процесс разработки управляемого снаряда включает в себя большие и трудоемкие этапы стендовых и полигонных испытаний. Для проведения этих испытаний необходима специальная испытательная и имитационная аппаратура, а также соответствующие методы обработки по
лученных данных. К приборам, которые применяются во время испытаний, относятся электронные и механические аналоговые стенды для моделирования системы управления, специальные стенды для испытаний двигательных установок п т. п.
В главе об испытаниях управляемых реактивных снарядов автор детально рассматривает методику испытаний в аэробаллистических камерах и аэродинамических трубах, стендовых испытаний бортовой аппаратуры, а также принципы испытаний двигателей, в том числе и прямоточных, в специальных трубах, создающих необходимый для работы последних скоростной напор.
Рассматривая работу некоторых типов стендов для испытания двигательных установок и систем управления, автор указывает па методы исследования, построенные по принципу самонастраивающихся систем. Анализ и синтез сложных систем автоматического регулирования, в том числе и систем автоматического управления снарядами, не мыслится автором без широкого использования электронных моделирующих устройств. Останавливаясь на подобных методах исследования, автор описывает работу некоторых моделирующих стендов и, в частности, модели, позволяющей воспроизводить пространственную задачу полета управляемого снаряда.
Немаловажную роль в процессе полигонных испытаний, по мнению автора, играет и методика обработки огромной информации, получаемой в ходе телеметрических, оптических и радиолокационных наблюдений. Автор справедливо считает, что для полной и быстрой обработки всей информации необходимо применение различных счетных машин.
В трех последующих главах автором дается классификация и краткое описание четырех основных классов управляемого реактивного оружия; здесь рассматриваются снаряды класса «земля—воздух», предназначающиеся для борьбы с воздушным противником, авиационные управляемые снаряды, используемые в качестве средств ПВО (класс «воздух— воздух») и для борьбы с наземными целями (класс «воздух— земля»), и снаряды класса «земля—земля», объединяющего баллистические и крылатые ракеты и самолеты-снаряды. В главе пятой обращает на себя внимание высказывание
ангора, что из всех категорий управляемых снарядов, вероятно, наибольшее и, несомненно, самое быстрое развитие в послевоенные годы получили управляемые снаряды типа перехватчика ПВО. Послеэкскурса в область истории создания немецких управляемых снарядов периода второй мировой войны автор переходит к характеристике некоторых видов современных американских снарядов. Он говорит о сложности разработки систем зенитных управляемых снарядов, указывая, что, например, исследовательская работа по созданию системы «Найк» началась еще в 1944—1945 годах и продолжалась почти 8 лет. Одновременно автор приводит и некоторые данные об управляемых снарядах, разрабатываемых в Англии, Швейцарии и Франции.
Следующая глава книги посвящена классам авиационных управляемых снарядов. Так же как и предыдущая, она начинается с исторической справки, при этом автор довольно детально останавливается на конструктивных особенностях старых немецких снарядов и их двигательных установок. Следует отметить, что подобные исторические отступления вообще характерны для всей книги.
Из управляемого оружия класса «воздух — воздух» наиболее подробно автор разбирает комплекс снаряда «Фол-кон», который, по мнению некоторых представителей военных кругоз США, является одним из наиболее ценных вкладов в дело ПВО. Анализируя некоторые образцы английских управляемых снарядов, автор делает предположение, что наиболее совершенными из них являются снаряды класса «воздух — воздух».
Относительно снарядов класса «воздух — земля» автор придерживается того мнения, что принципы, определяющие их развитие на современном этапе, несколько отличаются от тех, на основе которых они первоначально возникли. Первые неуправляемые реактивные авиационные «бомбы», имевшие большую начальную скорость, обладали соответственно и увеличенной бронебойной силой; они отличались также и меньшим рассеиванием в сравнении с обычными авиабомбами. Современные же снаряды этого типа, как это явствует из книги, предназначаются главным образом для самостоятельного преодоления рубежей ПВО: они запускаются с большой высоты и со значительно увеличенных дистаи-Циц, чем обеспечивается относительная безопасность само
лета-носителя. Этот фактор в сочетании с высокой скоростью снаряда делает их, но мнению автора, малоуязвимыми для средств ПВО противника.
В главе об управляемых снарядах класса «земля—земля» автор наряду с немецкими системами серии «А» подробно рассматривает основные американские управляемые снаряды. Здесь автор, вероятно, в угоду политическим соображениям и в противоречие всем приводимым в дальнейшем фактам стремится представить дело так, будто бы Советский Союз полностью заимствовал все немецкие разработки в области управляемого реактивного оружия, а западные страны, и в частности США, немецкого опыта не использовали и начинали все сначала. Достаточно сказать, что буквально через несколько страниц автор приводит такие факты, из которых становится видно, что, например, такие снаряды, как «Гермес», «Бампер», «Корпорал» и другие явились, по существу, продолжением разработок, начатых немцами. Так, автор говорит, что в 1945 году по поручению управления вооружений армии США фирма «Дженерал Электрик» начала разработку программы «Гермес», которой предшествовали многочисленные испытания немецких снарядов «Фау-2». По программе испытаний «Бампер» снаряд «Фау-2» использовался в качестве первой ступени снаряда «Корпорал». Автор не отрицает и того, что в основу аэродинамической схемы первого снаряда «Гермес» А-1, запущенного в 1950 году, был положен снаряд «Вассерфаль». Автор говорит даже, что «это позволило резко сократить сроки исследований». Опытный снаряд «Конвэйр МХ-774» был также спроектирован по образцу снаряда «Фау-2». Эти примеры достаточно полно характеризуют степень зависимости американского ракетного дела от немецких разработок.
В этой главе Бургсссом рассматриваются два типа управляемого оружия класса «земля—земля»: крылатые и баллистические ракеты. Согласно приводимым данным, • относящимся к концу 1955 года, на вооружение американской армии принята крылатая ракета «Матадор», представляющая собой оружие тактического назначения, а военно-морским флотом, вероятно, принята также крылатая ракета «Регыолус». Описывая устройство обеих ракет, автор говорит о наличии в некоторых экспериментальных образцах системы «Регыолус» особого спасательного
устройства, позволяющего использовать эту ракету в процессе испытаний несколько раз.
Последняя глава книги посвящена некоторым проблемам, возникающим при проектировании и разработке управляемых снарядов, а также вопросам технологии производства. Одну из основных трудностей, с которыми приходится сталкиваться проектировщикам, автор видит в проблеме повышения эксплуатационной надежности всего комплекса управляемого снаряда. В системах автоматического управления эта проблема приобретает, как известно, особое значение. В качестве методов повышения надежности систем автор указывает на возможность дублирования аппаратуры, а также функциональный контроль. Последний предполагает наличиеспециальной контрольной аппаратуры, один из вариантов которой описан автором. Это — тренажер типа «Солар-трон», позволяющий воспроизводить весьма сложную воздушную обстановку и имитировать пуск управляемого снаряда для контроля соответствующих цепей управления. С помощью этого тренажера производятся также и испытания радиолокаторов.
В разделе технологии производства управляемых снарядов автор подробно останавливается на проблеме использования пластических масс в качестве материалов для конструкции снаряда. Он считает, что применение этих материалов в ракетном деле имеет большое будущее. Здесь же автор говорит и о методах решения проблем, связанных с явлениями «звукового» и «теплового» барьеров. Он отмечает, что явление «звукового барьера» послужило в свое время серьезным тормозом в деле повышения скоростей полета самолета. Это объясняется тем, что область звуковых скоростей характерна резким повышением всех аэродинамических характеристик, в том числе и лобового сопротивления снаряда. После того как «звуковой барьер» был преодо-' лен, задача дальнейшего увеличения скорости полета с этой точки зрения перестала быть проблематичной. Теперь на первое место выдвинулась проблема преодоления «теплового барьера», связанного*с увеличением аэродинамического нагрева при повышении скорости полета. Если в первом случае («звуковой барьер») препятствие было преодолимым, то явление «теплового барьера» представляет собой -значительно более сложную п] облему, поскольку всякое
дальнейшее повышение скорости вызывает все увеличивающийся нагрев. Выход из этого положения автор видит главным образом в подборе соответствующих теплостойких материалов. Он довольно подробно рассматривает состояние этой проблемы в США и показывает примерные пути ее решения.
В заключение следует сказать про некоторые особенности, в той или иной мере присущие всей книге.
Книга носит научно-популярный характер и достаточно полно иллюстрирована графическими и фотоматериалами. Техническая сторона рассматриваемых проблем изложена в основном понятно и доходчиво. Однако в самом изложении имеется ряд ошибочных положений и неточностей, которые частично оговариваются редакцией в подстрочных примечаниях. Необходимо также сказать, что стиль автора зачастую оставляет желать лучшего: автор делает много ненужных отступлений, допускает повторения, а иногда и просто нелогичные высказывания. Кроме того, некоторые из приводимых автором положений уже устарели, а ряд принципиальных установок автора представляется спорным. Имеются отдельные факты, когда цифровой и иной материал книги не соответствует данным, упоминающимся’в других источниках. Следует, наконец, обратить внимание читателя и на то, что текстовые данные не всегда соответствуют данным, имеющимся в таблицах.
Книга выпускается Издательством с информационной целью, и мы надеемся, что читатель, а тем более специалист, сумеет отнестись достаточно критически к некоторым теоретическим и техническим положениям книги. Мы также уверены, что имеющиеся в ней отдельные недоброжелательные высказывания автора по адресу Советского Союза не введут читателей в заблуждение.
/О. X. Вермишев.
Запуск тактического управляемого снаряда ВВС США «Матадор» с помощью порохового ускорителя старта со специальной платформы. Снаряд имеет ТРД «Аллисон», который позволяет ему покрывать расстояние в 800 км.
ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА
Дальнейшее существование цивилизации зависит от предотвращения мировых военных конфликтов в будущем. Вопрос о том, является ли правильным представление о сдерживающей силе современного оружия массового уничтожения, сможет решить только история. Однако за последнее время стало модно рассматривать науку как средство спасения.
То, что управляемое реактивное оружие дальнего действия может быть эффективной частью оборонительного арсенала страны, в настоящее время вполне доказано. Так, например, в сентябре 1956 года третья ступень ракеты со снарядом «Редстоун» в качестве начальной ступени пролетела 4800 км при максимальной высоте полета 640 км.
С той оговоркой, что современное управляемое реактивное оружие никогда не может быть спроектировано из незасекреченных материалов, автор намерен попытаться ввести читателя в курс принципов, как исторических, так и технических, которые лежат в основе управляемого реактивного оружия. Одной из целей, преследуемых настоящей книгой, является стремление показать, каким образом и на основе каких идей было разработано управляемое реактивное оружие, когда в конце второй мировой войны возникла потребность в механизмах, которые могли бы осуществлять то, к чему сам человек не был способен в силу своих физических или интеллектуальных данных.
Хотя автор и пользовался многими источниками информации, выраженные в книге взгляды следует считать принадлежащими лично ему и не обязательно совпадающими с мнениями, существующими по этому вопросу в правительственных и промышленных кругах.
Если настоящая книга увеличит число студентов и молодых специалистов, активно думающих над вопросами, связанными с управляемым реактивным оружием, и если она даст возможность рассудительному неспециалисту понять, почему уплачиваемые им налоги пока еще не обеспечили американские города надежной завесой заградительных управляемых снарядов* то она оправдает цель, которую преследовал автор.
Лос-Лнжслсс, Э. Бургесс.
октябрь, 1956 г.
Г Л А В А II Е Р В А Я
Управ, тем ыс спаряды в системе обороны
Боязнь последствий будущей воздушной войны властвует сейчас над мышлением военных во всем мире. Дальнейшее существование любой страны в случае воздушного нападения может быть обеспечено лишь в том случае, если она сумеет добиться стопроцентного перехвата самолетов противника. Обычный самолет-истребитель и зенитное оружие не пригодны для выполнения подобной задачи, и поэтому возникает необходимость найти новое решение этой проблемы. Одним из таких решений, по-видимому, и является система обороны с применением управляемого реактивного оружия.
Однако управляемое реактивное оружие обладает двусторонним действием. Будучи надлежащим образом усовершенствовано, оно сможет не только обеспечить достаточную оборону страны, но и быть использовано в качестве наступательного средства, сдерживающего агрессию посредством угрозы мгновенного возмездия. Поглощая большое количество труда как на Востоке, так и на Западе,управляемое реактивное оружие создает такое технически безвыходное положение, когда каждая сторона в состоянии запустить серию стратегических управляемых снарядов, которые в течение нескольких часов могут причинить непоправимый ущерб обоим противникам.
Современный комплекс управляемого реактивного оружия отнюдь не является плодом фантазии. Он есть логический результат технического прогресса во многих областях, который сделал возможным его создание и который вместе С тем вызвал этот комплекс к жизни.
Во время второй мировой войны немцы первыми применили снабженные реактивными двигателями, управляемые по радио планирующие авиабомбы против сил флота западных союзников. Первой такой бомбой была снабженная
реактивным двигателем авиабомба Hs-293 класса «воздух— вода». По существу этот управляемый снаряд является обычной авиабомбой, вмонтированной в фюзеляж небольшого самолета, который был снабжен несущими плоскостями и хвостовым оперением, а также подвесным реактивным двигателем. Конструкторы ставили перед собой цель построить крупную авиабомбу, которую можно было бы сбрасывать с самолета и направлять на такую цель, как, скажем, морское судно, в то время как самолет-носитель оставался бы за пределами досягаемости огня зенитных орудий атакуемого объекта. Отдаваемые управляемому снаряду по радио команды обеспечивали его управление, необходимое для компенсации тех ошибок, которые обычно возникают при атаке с воздуха быстро маневрирующего судна. Крупные немецкие самолеты типа Не-111, Не-117, Do-217 и FW-200 имели специальное оборудование для подвески управляемых снарядов по одному под каждым крылом *.
К концу второй мировой войны была разработана целая серия управляемых снарядов, однако большинство из них остались не запущенными в производство. Некоторые снаряды управлялись по проводам, другие имели автономные гироскопические приборы управления и даже телевизионные средства, в то время как в качестве силовых установок на них были применены различные типы пороховых и жидкостных ракетных двигателей, а также пульсирующие воздушно-реактивные двигатели. Имелись у немцев также и свободно падающие бомбы, управлявшиеся по радио и по проводам.
Уже в то время управляемые снаряды делились на оборонительные и наступательные; несколько снарядов классов «воздух—воздух» и «земля—воздух» находились на разных стадиях разработки.
Например, снаряд Hs-298, принадлежавший к классу «воздух—воздух», был спроектирован в начале 1944 года, и, хотя массовое производство его было запланировано на 1945 год, немцы не успели закончить к концу войны ни его разработку, ни испытания. Первоначально этот управляемый снаряд предполагалось использовать с жидкостным
1 Burgess Е., The Engineer, 184, Oct. 1947, 3, 10, 17, 24, 31, 308 etc.
ракетным двигателем, по впоследствии он был модифицирован с расчетом на пороховой ракетный двигатель, а также на запуск с самолета-истребителя для борьбы с атакующими соединениями бомбардировщиков, которые своими действиями наносили Германии огромный урон. Проект предусматривал, что на расстоянии примерно 1,6 км от цели снаряд должен был сбрасываться, после чего управление им осуществлялось при помощи радиосигналов, посылаемых с самолета-носителя. Он представлял собой, по существу, миниатюрный самолет, во многом отличающийся от современного управляемого снаряда. Построен он был из листового металла и отличался тем, что в хвостовой части фюзеляжа был сделан специальный уступ, с тем чтобы поток выхлопных газов не задевал хвостового оперения.
Конструкцией, наиболее приближающейся к современным моделям реактивных снарядов, был принадлежавший к классу «воздух—воздух» управляемый снаряд Х-4, один из серии, носившей наименования от Х-1 до Х-7 (остальные снаряды этой серии представляли собой оружие класса «земля—воздух»). В литом алюминиевом центральном отсеке, имевшем вид трубы, помещались топливные баки и баллоны с сжатым воздухом для принудительной подачи топлива. К этому отсеку были приклепаны алюминиевые опоры, к которым крепились болтами четыре крыла из многослойной клееной древесины. Ребро атаки этих крыльев было стреловидным; на концах одной пары крыльев устанавливались осветительные трассеры, а на второй паре помещались катушки, с которых во время полета разматывался кабель управления. В носовом отсеке находились боевой заряд и акустический неконтактный взрыватель; в хвостовом отсеке были расположены питательные топливопроводы и реактивный двигатель. Здесь же помещались и гироскопические устройства, аккумуляторные батареи и сервомеханизмы для управления спойлерами, которые нарушали внешний воздушный поток, воздействующий на крестообразное хвостовое оперение. Необходимую для движения тягу снаряд получал от двух компонентного жидкостного ракетного двигателя BMW 109-548, работавшего на 98-процентной азотной кислоте и смеси триэтиламина и окисного /и-ксилидина.
Первая модель снаряда Х-4 была построена в 1944 году. К концу войны снаряд предполагалось запустить в серийное
производство, по до его применения дело так и не дошло. Чтобы максимально облегчить обслуживающему персоналу обращение с корродирующей азотной кислотой, был запроектирован другой вариант модели, в котором должен был использоваться дигликолсвый пороховой ракетный двигатель «Шмиддинг» 109-603.
Предназначенная для обороны вторая категория управляемого реактивного оружия состояла из управляемых снарядов класса «земля—воздух», на которые в настоящее время обращено наибольшее внимание. Достижения немцев в этой области представлены целым рядом снарядов, начиная от весьма небольшого неуправляемого снаряда «Тайфун» до крупных управляемых снарядов «Рейнтохтер» и «Вассер-фаль». Кроме того, был создан и снабженный крыльями снаряд, известный под названием «Шметтерлинг», который разрабатывался фирмой «Хеншель». Он имел жидкостный ракетный двигатель и использовал пороховые стартовые ускорители для осуществления запуска с наземной стартовой платформы. Рабочий потолок, как сообщалось, составлял примерно 10 500 м при абсолютном потолке 15000 м. Максимальной скорости снаряд достигал сразу же после взлета, в конце периода действия стартовых ускорителей, однако она оставалась дозвуковой. Дальность горизонтального полета колебалась в зависимости от веса и конструкции боевой части снаряда, причем среднее ее значение было определено в 32 км при весе боевой части до 22,5 кг.
Самой крупной зенитной ракетой был снаряд «Рейнтохтер», два типа которого находились в разработке. Общий вес снаряда первого типа (R-1) составлял 1750 кг, в то время как снаряд второго типа (R-3) представлял собой ракету меньших размеров и весил всего лишь 976 кг. Обе они были крупными двухступенчатыми ракетами, в которых имелся стартовый ускоритель тандемного типа. Как стартовые ускорители, так и управляемые снаряды были снабжены огромными стабилизаторами, а все управление осуществлялось при помощи четырех небольших плоскостей в носовой части снаряда.
Германия имела, кроме того, сверхзвуковой управляемый снаряд «Вассерфаль» класса «земля—воздух» с жидкостным ракетным двигателем, управляемый по радио реактив
ный самолет-снаряд «Энциан» 1 и снаряд «Наттер». Последний из перечисленных выше представлял собой небольшой пилотируемый самолет-снаряд.
Последняя категория управляемого реактивного оружия, снаряды класса «земля—земля», была представлена в Германии широко известной серией снарядов А 2, наиболее выдающимся из которых был снаряд А-4 (обычно его называют «Фау-2»). Эта серия состояла из реактивных снарядов дальнего действия с жидкостным ракетным двигателем, которые имели баллистическую траекторию полета, хотя снаряд А-9, например, представлял собой в этом отношении некоторый шаг вперед: дальность его действия предполагалось увеличить путем использования несущих плоскостей, которые должны были вводить снаряд в продолжительный планирующий полет после его возвращения в атмосферу на нисходящей ветви траектории.
Помимо этого, в Германии были созданы: многоступенчатый снаряд «Рейнботе» с пороховыми двигателями 3, снаряд, известный под названием «Тромсдорф-Гешосс», с прямоточным воздушно-реактивным двигателем и, конечно, снаряд «Фау-1» с пульсирующим воздушно-реактивным двигателем.
К концу второй мировой войны несколько фирм в США также работали над проектами управляемого реактивного оружия, уделяя основное внимание снарядам, пригодным для защиты авианосцев и больших кораблей .флота от атак японских самолетов, пилотируемых летчиками-смертниками («камикадзе»). Однако на разработку и создание управляемого реактивного оружия уходит очень много времени, и поэтому ни один из запроектированных американских снарядов не был применен в широких масштабах вплоть до окончания военных действий. Союзникам помешало отсутствие в то время достаточно совершенных силовых установок, объяснявшееся пренебрежительным отношением к раз
1 Снарядов такого типа было несколько, наиболее известными из них являлись снаряды «Энциан» (Е-4 и Е-5), скорость которых была звуковой и даже сверхзвуковой. Оба снаряда имели двухкомпонентные жидкостные ракетные двигатели и по нескольку пороховых стартовых ускорителей охватывающего типа.— Прим. ред.
* Р е г г i n g W. G., Jnl. Royal Aero. Soc., 50, 1946, 483.
8 GatlandK. W., Jnl. Bril. Ini. Soc. ,7, 4, July 1918, 160-1G9.
работке эффективных ракетных и прямоточных воздушно-реактивных двигателей.
Таким образом, в конце второй мировой войны в Германии были созданы различные классы управляемых снарядов, а некоторые из них были даже испытаны в бою. Окончание войны не принесло народам прочного мира, более того,в конце ее появилось атомное оружие и другие средства массового уничтожения, поэтому великим державам пришлось незамедлительно начать организацию планомерных работ по созданию управляемого реактивного оружия. Некоторые из них, как, например, Великобритания, оказались, правда, несколько тяжелы на подъем, что объяснялось, вероятно, определенной ограниченностью мышления некоторых высокопоставленных правительственных чиновников. Другие, подобно США и СССР, быстро развернули эти работы, взяв за основу исследования немецких ученых \ и после уско1-ренного проведения испытаний многих типов снарядов оказались, спустя непродолжительный период времени, способными создать несколько систем управляемых реактивных снарядов. Все эти системы являлись временным средством обороны, до тех пор пока не были разработаны более современные.
В настоящее время промышленность производства управляемых реактивных снарядов поглощает значительную часть научных и технических кадров индустриальных стран. Современные управляемые снаряды имеют лишь отдаленное сходство с первыми германскими образцами. Почти все они обладают сверхзвуковыми скоростями, совершенными силовыми установками и сложными электронными устройствами для наведения на цель. Сам управляемый реактивный снаряд рассматривается теперь как неотъемлемая часть всего комплекса, а не как изолированный носитель боевого заряда 1 2. По своей конструкции и по летным данным эти снаряды
1 Автор игнорирует тот факт, что работы по созданию жидкостных ракетных двигателей и ракет начались в СССР еще в конце 20-х и начале 30-х годов под руководством Циолковского, Цандера, Победоносцева и других советских ученых. Уже в 1935 году метеорологическая ракета М. К. Тихонравова с жидкостным ракетным двигателем достигла десятикилометровой высоты.— Прим. ред.
2 Gardner G. W. Н., Chartered Meehan. Eng in., 2, Jan. 1955, 5—22.
тесно связаны с другими средствами обороны. Говоря о противовоздушной обороне страны с помощью управляемых реактивных снарядов, следует включить в нее еще и систему радиолокационного наблюдения и оповещения, а также внешнее кольцо баз истребителей-перехватчиков, вооруженных управляемыми снарядами класса «воздух-воздух», и, не в последнюю очередь,— внутреннюю сеть поисковых радиолокационных станций вместе со связанным с ней последним поясом ПВО, на котором располагаются управляемые реактивные снаряды класса «земля—воздух» (рис. 1).
Перед людьми, которым пришлось вести работы по созданию управляемых реактивных снарядов, стояла задача невероятной трудности. Требовалось не только разрешить весьма сложные технические проблемы, но и заинтересовать военные круги в производстве управляемых снарядов. И надо сказать, что последнее обстоятельство может иногда совершенно непредвиденно оказаться наиболее серьезным препятствием для успеха всего дела, потому что в мирное время военные круги вполне обоснованно проявляют нежелание к какой-либо замене существующего вооружения х. Они считают, например, ненужным рассматривать когда-то оправдавшие себя виды оружия как устаревшие и поддерживать принятие новых видов вооружения, которые могут казаться превосходными на бумаге или во время контрольных испытаний, но которые не были проверены в бою. Такое отношение военных понятно, потому что они воспринимают бомбардировщики и артиллерийские орудия как испытанное в бою средство, в то время как новый вид оружия, подобный управляемому реактивному снаряду, может оказаться в их представлениях о средствах ведения войны совершенно непривычным и чуждым, так как он в настоящее время сводит на нет все понятия о человеческом героизме и доблести.
Однако так или иначе, несмотря на некоторую долю антагонизма, который чаще всего проявляется как безразличие, промышленность производства управляемых реактивных снарядов должна быть подготовлена к созданию таких образцов оружия, которые смогут быть запущены в серийное производство по первому требованию военного руководства, то есть тогда, когда оно осознает факт включения потенци-
1 American Aviation, 18, И, Oct. 25, 1954, 40—42, 46.
альными противниками (или противниками во время войны) подобных устройств в свои военные арсеналы.
С другой стороны, сами по себе управляемые снаряды отнюдь не являются единственным и всеспасительным средством обороны. Игнорирование потенциальных возможностей управляемых реактивных снарядов губительно для обороны страны, однако в равной мере было бы неразумно сосредоточивать все свое внимание на создании какой-то «линии Мажино» из стартовых позиций для запуска управляемых снарядов. Защита страны от межконтинентальных баллистических управляемых снарядов с ядер ними боевыми зарядами не имеет никакого смысла, если страна не в состоянии обезопасить себя от бактериологического или химического оружия, забрасываемого на ее территорию вражескими агентами или применяемого изменниками родины.
Разработка управляемых реактивных снарядов должна вестись непрерывно в течение всего времени, пока политические руководители государств оказываются неспособными обеспечить прочный мир между народами. Научные работники должны поэтому разрабатывать всевозможные виды современного вооружения и средств обороны, которые необходимы для того, чтобы сдерживать агрессию и обеспечивать максимальную защиту своих стран в случае войны.
В связи с появлением управляемых снарядов, и в частности реактивного оружия дальнего действия, приходится совершенно по-новому подходить к вопросу о вооруженном конфликте между великими державами, обладающими этим новым оружием1. В случае начала такого конфликта первое предупреждение об опасности страна может получить всего лишь за несколько минут или даже секунд до того, как будет совершено нападение.
Что касается межконтинентального баллистического снаряда, то пока еще быстрое создание позитивной системы обороны, обеспечивающей их отражение, представляется маловероятным. Единственной надеждой на уменьшение эффективности подобного нападения противника является негативная оборона, заключающаяся в угрозе мгновенно применить такие же управляемые снаряды с их термоядерными боевыми зарядами для уничтожения военного потенциала
'•Burgess Е., Rocket Propulsion, Chapman and Hall, 1954, Ch. VI.
Рис. 1. Такие управляемые снаряды имеет на вооружении современная система ПВО. Ввиду своей высокой маневренности они используются для перехвата высоко и быстро летящих целей; наведение осуществляется по радиолучу наземной станции.
противника. Эта угроза должна подействовать на возможных агрессоров сдерживающим образом.
В данный момент кажется вполне логичным, что всякое военное столкновение в будущем начнется с массированного воздушного удара, имеющего целью вывести из строя определенные страны или даже части земного шара и сначала подавить волю противника к возмездию, а затем уничтожить и средства возмездия. В настоящее время мы не можем точно предугадать, какими средствами противник осуществит нападение: обычными самолетами или же межконтинентальными баллистическими снарядами. Поэтому оборона с применением управляемого реактивного оружия должна развиваться главным образом в двух направлениях, то есть, с одной стороны, за счет разработки позитивной системы ПВО, рассчитанной на создание самолетов и реактивных снарядов для перехвата и уничтожения вражеских самолетов и управляемых снарядов на возможно большем удалении от вероятных объектов нападения, а с другой стороны, за счет развития негативной обороны, имеющей в своем распоряжении сдерживающие средства в виде межконтинентальных бомбардировщиков и снарядов, несущих термоядерное оружие. Последние должны обладать способностью совершить нападение на любой район земного шара в течение примерно 30 минут после начала агрессии.
Что касается позитивной обороны, то идеалом, к которому следует стремиться, является уничтожение каждого выпущенного противником управляемого снаряда. Находящиеся сейчас на вооружении зенитные управляемые реактивные снаряды пока еще недостаточно усовершенствованы для этого \ Следовательно, наша задача состоит прежде всего в создании как можно большего количества таких управляемых снарядов, которые сведут на нет всякое нападение противника. Чтобы успешно перехватывать и уничтожать любое число атакующих бомбардировщиков или снарядов класса «воздух — земля», мы должны также иметь достаточное количество комплексов этого оружия. Кроме того, должна быть создана эффективная система возможно более раннего оповещения, с тем чтобы можно было совершить одну или
1 G а г h а г t R. С., Aeronautical Engineering Review, 12, 2, Feb. 19§3.
Рис. 2. Запуск опытного реактивного управляемого снаряда с двумя пороховыми ускорителями старта и двумя ПВРД. Диаметр ускорителей—190,5 мм, маршевых двигателей—152,4 мм. На верхнем снимке изображен один из моментов работы ускорителей, доводящих скорость снаряда до сверхзвуковой; на среднем снимке—момент отделения ускорителей и начало работы маршевых ПВРД; на нижнем — полет снаряда по баллистической траектории.
две попытки перехвата еще до того, как самолеты и снаряды противника достигнут намеченных объектов.
Условия обороны Великобритании сильно отличаются от условий обороны североамериканского континента. Британские острова представляют собой один из наиболее развитых промышленных районов мира с высокой степенью концентрации производства, и, сверх того, они со всех сторон окружены морем. А если учесть, что современная техника позволяет запускать управляемые реактивные снаряды даже с подводных лодок1, то в случае войны Великобритания может за очень короткий срок понести огромный урон. Поэтому в ее обороне даже в эпоху воздушной мощи большую роль должен все же играть военно-морской флот. Подводные лодки противника нужно удерживать как можно дальше от Британских островов, на таком расстоянии, чтобы управляемые снаряды и истребители ПВО смогли осуществить по крайней мере одну попытку перехвата, прежде чем стартовавшие с подводных лодок управляемые реактивные снаряды приблизятся к-береговой линии.
Великобритания должна быть надежно защищена со стороны Европы, однако не следует легкомысленно забывать и о том, что двухступенчатая ракета, такая, например, как «Бампер-ВАК», сможет достигнуть любой части Великобритании, стартовав с позиции, находящейся в Европе на расстоянии до 800 км от этих островов. Ракета «Бампер-ВАК» была опробована в 1949 году, а сейчас на вооружении некоторых стран имеются ракеты, обладающие еще большей дальностью действия.
На основании заявлений, сделанных в разное время руководящими политическими деятелями, можно заключить, что система обороны Великобритании развивается в настоящее время в полном соответствии с своеобразным положением этой страны в Западной Европе. Первостепенное значение придается производству управляемых снарядов класса «воздух—воздух», которыми вооружаются всепогодные патрульные истребители* 2 и которые обеспечат уверенное поражение современных бомбардировщиков.
’Smith J. F., Inter Avia, 10, 5, May 1955, 300—309.
2 British Government White Paper, Feb. 1955: Aeroplane, 10 May 1955, 658—660.
На втором месте стоят управляемые реактивные снаряды-перехватчики дальнего действия класса «земля—воздух», которые смогут уничтожать самолеты и управляемые снаряды противника, летящие со скоростью, в 2—3 раза превышающей скорость звука, раньше чем они достигнут береговой линии (рис. 2 и 3).
Р и с. 3. Момент запуска английского экспериментального снаряда на полигоне в Вумера (Австралия). Снаряды такого типа предполагается использовать для перехвата воздушных целей.
Последний рубеж обороны составляют исключительно эффективные управляемые снаряды ближнего действия класса «земля—воздух», стартовые позиции которых могут быть расположены на периферии районов обороны. Они предназначаются для поражения атакующих самолетов и управляемых снарядов противника, прорвавшихся через внешнее кольцо обороны.
Создается также целый ряд других видов управляемого реактивного оружия, включающих управляемые снаряды Для защиты линейных кораблей, для борьбы с подводными лодками и др. Идут работы и над конструированием межкон
тинентальных управляемых снарядов, которые потребуют для своего завершения немало времени \ Кроме того, предполагается снабдить управляемыми авиабомбами и снарядами класса «воздух—земля» некоторые типы скоростных бомбардировщиков.
Что касается Америки, то громадные расстояния, которые противник должен будет покрыть, прежде чем достичь какого-либо важного района страны, могущего служить целью, дают американской ПВО достаточно времени, чтобы привести в действие свои средства, а также значительный запас пространства, позволяющий уничтожать атакующие самолеты и снаряды противника там, где они смогут причинить наименьший вред городам и промышленным предприятиям.
В отличие от разработки и создания обычных самолетов традиции и опыт играют при конструировании управляемых снарядов лишь второстепенную роль 1 2. Проектирование этих снарядов связано с развитием большинства физических наук и в свою очередь само требует поиска новых решений даже в давно разработанных и установившихся отраслях науки и техники.
До сих пор главным нововведением в управляемых реактивных снарядах были системы наведения, или так называемый «мозг» управляемого снаряда. Эти системы, которые могут принимать решения в 10 000 раз быстрее, чем человеческий мозг, связаны с чувствительными элементами и приборами управления. Однако большая часть аппаратуры и оборудования управляемых снарядов не является чем-то абсолютно новым. На них стоят обычные электродвигатели, аккумуляторы, коммутационные механизмы, радиолампы, тяговые установки и аэродинамические органы управления. В начале работ конструкторам пришлось использовать стандартные аппаратуру и оборудование, выпускаемые промышленностью, но последние часто оказывались недостаточно совершенными. В основном это объяснялось тем, что двигатели управляемых реактивных снарядов дают много шума и тепла, а в полете снаряды подвергаются еще и сильному воздействию вибрации и больших ускорений. В этих услови
1 Financial Times, London, 27 Jan. 1956, p. 1.
2 Reynolds F. D., Boeing Magazine, 1, 1953.
ях выпускаемое на рынок стандартное оборудование часто отказывало и его приходилось серьезно модифицировать. В .настоящее время для применения в управляемых реактивных снарядах проектируется новое специальное оборудование со значительно повышенной надежностью действия.
На первый взгляд может показаться, что вследствие отсутствия на управляемом реактивном снаряде пилота он менее надежен в действии, чем обычный самолет. Разумеется, это не совсем так. Если какая-либо неполадка возникает на обычном самолете, пилот, как правило, быстро находит средство для ее устранения и принимает решение, подсказываемое ему его личным опытом. Чаще всего в этих случаях пилота выручает его мастерство, которое позволяет компенсировать неполадку, происшедшую в машине, и без большого риска завершить выполнение боевого задания.
Электронный же «мозг» управляемого снаряда не обладает подобной, присущей человеку приспособляемостью. Он может выполнять только ту работу, для которой был рассчитан. Кроме того, выход из строя какой-либо одной детали может помешать управляемому снаряду достичь своей цели и таким образом привести к тому, что атомная бомба упадет не там, где нужно, и уничтожит сотни тысяч людей. Поэтому все составные части управляемых снарядов должны быть абсолютно надежными. Дело, правда, облегчается тем, что подобная надежность частей и механизмов нужна снаряду только в течение сравнительно небольшого промежутка времени. Например, известно, что такие приборы, как радиолампы, теряют свои качества от длительной перегрузки, однако если они будут специально подобраны, то смогут безотказно действовать на протяжении всего полета управляемого снаряда, ибо обычно их рассчитывают на гораздо более продолжительный срок службы. Даже если полезный срок службы прибора сокращается под действием больших перегрузок в 100 раз, то и тогда можно ожидать от него удовлетворительных результатов.
В соответствии с этой тенденцией оказалось возможным проектировать управляемые реактивные снаряды с минимально допустимым запасом прочности применяемых материалов, потому что большинство этих снарядов представляют собой устройства однократного и кратковременного
действия. Это, конечно, позволяет значительно сокращать их вес.
Другим важным фактором в новом оружии является то,, что все элементы комплекса управляемого реактивного оружия должны быть не только надежными каждый в отдельности, но и действовать согласованно. Так, например, явно недопустимо, чтобы управляемый снаряд, выпущенный одним самолетом-перехватчиком, случайно атаковал какой-либо из своих самолетов. Нельзя согласиться и с тем, чтобы несколько управляемых снарядов наводились на один из атакующих самолетов противника, в то время как другие без всякого вреда проникали бы через кольцо обороны.
Комплексы управляемого реактивного оружия, удовлетворительно «действующие» в условиях лаборатории, могут оказаться совершенно непригодными в боевой обстановке, когда их начнут обслуживать не инженеры и ученые, а солдаты. Сравнительно просто спроектировать управляемый снаряд, запуск которого будет осуществлен квалифицированными научными работниками, да' еще в идеальных условиях, по самолету-мишени, летящему прямо над стартовой позицией, где все готово к испытаниям. И совершенно иное дело, если управляемый снаряд должен быть подготовлен к старту и запущен обычными военнослужащими, которых к тому же будят среди ночи и приказывают в любую, даже штормовую погоду отразить своими снарядами нападение самолетов, несущих термоядерное оружие, да еще в условиях исключительно сложной обстановки. При этом самолеты противника будут, конечно, предпринимать всевозможные маневры, сбрасывать полосы фольги и пользоваться другими приспособлениями и приемами для создания искусственных радиолокационных помех, вплоть до совмещения времени налета с периодом наибольших магнитных возмущений.
Нам не только не следует критиковать людей, работающих в области управляемого реактивного оружия, за медлительность в создании безотказной «кнопочной» системы ПВО, но, наоборот, мы должны поздравить их с теми огромными успехами, которых им удалось добиться. При этом нужно учесть и немалые трудности как политического,так и технического порядка, которые им пришлось преодолеть. Наблюдавшийся к тому же в последние годы необъяснимо сильный спад бдительности заставлял их ограничивать
научный обмен мнениями х, хотя всем известно, что научные дискуссии больше всего способствуют прогрессу. Эта вынужденная замкнутость помешала привлечению к работе над управляемыми снарядами новых инженеров и научных
Pnc.JL (а) Подготовка к запуску опытной модели ПАКА, предназначенной для исследования температурных явлений в пограничном слое на сверхзвуковых скоростях полета, (б) Готовящийся к запуску опытный управляемый снаряд ГАПА, испытания которого проводились в пустыне Грейт-Солт (штат Юта). Разработка серии снарядов ГАПА привела с созданию управляемого снаряда «Бомарк».
работников. Помимо того, создание совершенной системы обороны с применением управляемого реактивного оружия Требует почти неограниченных денежных ассигнований. Как будет рассмотрено ниже, проблемы, выдвигаемые этим новым видом вооружения, огромны и связаны со многими областями науки и техники. Недостаточно энергично велось У нас также и дело с созданием специальных технических Кадров. Привлеченным лицам приходилось сначала тратить
1 The Engineer (Editorial), 26 Nov. 1954.
много времени па учебную подготовку в области управляемых снарядов. Специфика научно-исследовательской работы в области управляемых снарядов заключается в том, что здесь требуется максимальная согласованность действий всех занимающихся ею; они должны знать все, что делают их коллеги в других областях. Разумеется, что в таких условиях секретность отнюдь не способствует делу, ибо работник, который имеет возможность быть в курсе событий только в своей узко ограниченной области, не знает ничего о научно-исследовательской работе своих коллег. Было бы весьма неразумно, например, если бы специалисты по электронике или аэродинамике запроектировали такой корпус управляемого снаряда, в котором отсек для реактивного двигателя оказался бы недостаточно вместительным или, скажем, в этом же отсеке помещалась бы и высокочувствительная аппаратура управления. Нельзя также рассчитывать на надежность системы радиоуправления, если не учитывать такие вопросы, как, например, ионизация в потоке выхлопных газов реактивного двигателя. Многие специальные области науки, которые занимаются очень узкими вопросами, связанными с созданием управляемого снаряда, потребовали совершенно новых методов разработки, учитывающих необходимость комплексного изучения техники и применения электронных моделирующих устройств, которые широко используются теперь и в других областях техники.
Что же в сущности представляет собой система обороны страны с применением управляемого реактивного оружия? Рассматривая в качестве примера Великобританию, оборона которой, как указывалось выше, представляет собой гораздо более трудную задачу, чем оборона обширной территории североамериканского континента, можно сказать, что основным элементом ПВО здесь будет сеть радиолокационных станций раннего обнаружения и оповещения.
Возможности этой сети ограничиваются несколькими факторами, так что она будет лишь предупреждать о нападении, не уточняя ни масштабов налета, ни того, какой именно объект будет атакован противником. Так как нет никакого сомнения в том, что одновременно с главным противник станет вести многочисленные отвлекающие налеты, то в течение того небольшого периода, который пройдет с момента первого обнаружения самолетов и снарядов противника,
невозможно будет решить, какие управляемые снаряды необходимо подготовить к старту. По этой причине в момент обнаружения будет дан общий сигнал тревоги. Имеются опасения,что расположенные в восточной части Великобритании радиолокационные средства обороны совершенно неспособны обеспечить достаточно раннее обнаружение. Действительно, мы можем рассчитывать на такое обнаружение только в том случае, если нападение будет совершено с направления, проходящего над Западной Германией. Поэтому сейчас предпринимаются попытки исправления указанного недостатка.
Вслед за этим атакующие самолеты и управляемые снаряды противника будут обнаруживаться сетью тактических контрольных радиолокационных станций, повышенная разрешающая способность которых дает возможность произвести точную оценку обстановки. Сеть тактических радиолокационных станций разбита на секторы, охватывающие весь периметр обороны, и каждый сектор самым внимательным образом следит за всяким проявлением активности в своем районе. Этот элемент системы ПВО Великобритании отличается прекрасной организацией и позволяет обеспечить своевременные действия третьего элемента обороны, то есть средств перехвата.
Система целераспределения, представленная в идеальном случае счетно-решающим устройством, но пока еще часто заменяемая человеком, решает вопрос о том, какой управляемый снаряд должен быть использован (например, класса «воздух—воздух» или класса «земля—воздух»), и дает необходимые команды для запуска. Поскольку преследуемая цель (самолет или управляемый снаряд) может быть атакована управляемым снарядом дальнего действия класса «земля—воздух» или управляемыми снарядами самолета перехватчика, то попытки перехвата могут быть осуществлены еще до того момента, когда самолеты и управляемые снаряды противника приблизятся к объектам. Однако необходимо заблаговременно принять меры и к тому, чтобы управляемые снаряды класса «земля—воздух», расположенные на позициях внутреннего кольца обороны, были готовы подняться в воздух в случае, если противник прорвется через основные линии обороны. Совершенно очевидно, что при угрозе нападения с применением термоядерных бомб пере
хват должен происходить на возможно большем расстоянии от вероятных объектов нападения, а лучше всего над морем. Определяющим элементом системы обороны является сам управляемый снаряд. Здесь приходится решать, учитывая размеры, полезную нагрузку и летные данные имеющихся снарядов, какие из них могут быть запущены дл я перехвата и уничтожения тех или иных самолетов и управляемых снарядов противника и как должен осуществляться сам перехват.
Естественно, у читающих эти строки может возникнуть вопрос, зачем нужно затрачивать столько усилий на создание сложных управляемых снарядов и электронных систем автоматического управления, когда пилотируемый реактивный истребитель-перехватчик является весьма эффективной скоростной машиной? Дело в том, что если атакующие бомбардировщики летят со скоростью, близкой к скорости звука, и на чрезвычайно большой высоте, то времени для их перехвата без необходимости подвергать истребитель-перехватчик большим поперечным ускорениям остается очень мало. После перехвата этот истребитель должен иметь возможность возвратиться на свою базу вместе с пилотом, что еще более усложняет всю систему обороны. Более того, современный самолет-истребитель представляет собой в высшей степени сложную машину, а его пилот нуждается в весьма продолжительной учебной подготовке. Задача подготовки достаточного количества таких пилотов становится день ото дня все более трудным делом даже в условиях мирного времени, а с началом войны это окажется почти невыполнимым. Вместе с тем наличие управляемого реактивного снаряда однократного действия, способного выполнять любой маневр с исключительной быстротой, делает перехват самолетов и снарядов противника более надежным. Правда, дело осложняется тем, что для наведения перехватчика на цель требуется очень сложный механизм, который к тому же не может полностью заменить собой человека, способного более тонко разбираться в обстановке. Но вместе с тем нельзя целиком полагаться и на пилота, ибо ни один человек не в состоянии выдержать ускорений, необходимых для эффективного перехвата, и к тому же его реакции во многих случаях оказываются недостаточно быстрыми \ Поэтому задачу оты-
1 В у г n es V. A., Acron. Engin. Review, 12, 4, Apr. 1953, 61—64,70.
скания правильных решений при изменении обстановки поручают наземным операторам, предоставляя им возможность осуществлять только целераспределение и возлагая выполнение всех обычных маневров на схемы быстро действующих электронных автопилотов х, хотя пока еще последние не отличаются большой степенью надежности. Еще одним доводом в пользу замены человека механизмами является то, что экономика развитой страны позволяет построить-достаточное количество управляемых снарядов и систем автоматического управления и даже считать их средствами однократного действия, но никакая экономика не может компенсировать человеческий материал, затраченный для подготовки высококвалифицированных экипажей самолетов и позволить жертвовать ими ради одного полета.
Что касается самого управляемого снаряда, то он состоит из трех самостоятельных элементов: корпуса, силовой установки и аппаратуры для наведения.
Первые управляемые реактивные снаряды проектировались почти так же, как и обычные самолеты 1 2, и имели фюзеляж, прямые или стреловидные крылья и общепринятый тип стабилизаторов. Подобные управляемые снаряды страдали тем недостатком, что для разворота их сначала нужно было обязательно положить в крен. Современные управляемые снаряды имеют длинный, похожий на карандаш корпус с крестообразно расположенными крыльями и оперением, устанавливаемым иногда в хвостовой, а иногда и в головной части снаряда 3. Ребро атаки одних крыльев — прямоугольное, других — стреловидное. Крестообразное расположение крыльев допускает быстрое маневрирование снаряда как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях, а также одновременное движение в обеих плоскостях4.
Корпус управляемого снаряда должен быть устойчивым и не склонным к разрушению под действием высоких попе
1 Здесь под термином «автопилоты» автор ^понимает весь комплекс аппаратуры, обеспечивающей автоматическое наведение снаряда па цель.— Прим. ред.
2 Burgess Е., The Engineer, 184, Oct. 1947, 3, 10, 17, 24, 31, 308 etc.
3 Bonney E. A., Aero Digest, 69, 1, July 1954, 61, 62, 64.
4 G a r (1 n c r G. W. IL, Chartered Meehan. Engin., 2, Jan. 1955, 5—22.
речных ускорений в пределах до чисел Маха х, при которых аэродинамический нагрев лишает конструкционные материалы их обычной прочности.
Обычно разработка управляемого снаряда начинается с чисто баллистических запусков или лабораторных исследований над моделями в аэродинамической трубе. Убедившись в том, что аэродинамические характеристики конструкции отвечают всем требованиям, в ней устанавливают часовой механизм и снабжают ее силовой установкой, с тем чтобы проверить конструкцию в ходе выполнения ряда задаваемых временным механизмом маневров. Эти маневры могут выполняться сначала в вертикальной, а затем в горизонтальной плоскостях и, наконец, в виде комбинированных движений, в обеих плоскостях. Вращение вокруг продольной оси должно быть исключено, иначе маневры становятся невероятно затруднительными. Следовательно, устойчивость управляемого снаряда относительно продольной оси является фактором, который следует сделать возможно более благоприятным на первых этапах разработки, то есть еще до того, как будут определены программы маневров, в противном случае стабилизация по тангажу и крену будет неэффективной.
Когда определится, что управляемый снаряд аэродинамически устойчив и что сервомеханизмы могут обеспечить требуемое принудительное управление рул,ями и стабилизацию по тангажу и крену, тогда может быть установлена и аппаратура для наведения. После этого управляемый снаряд запускают с целью выяснить, насколько близко он может подойти к мишени, и, наконец, его испытывают в условиях боевого пуска с зарядом взрывчатого вещества.
Первоначальная разработка управляемых снарядов проводилась еще до того, как были построены аэродинамические трубы. Применявшиеся тогда опытные образцы снарядов представляли собой модели, снабженные реактивными двигателями или просто сбрасываемые с самолета-носителя, причем последние получали дополнительную скорость под действием силы тяжести. Некоторые небольшие модели
1 Число Маха (М) выражает отношение между скоростью движущегося теда и скоростью распространения звука в окружающем воздухе.
запускались на аэробаллистических полигонах, и этот процесс отнимал много времени и средств. Современная техника заключается в широком использовании электронного моделирующего устройства, как, например, счетно-решающего устройства непрерывного действия. В этих приборах основные параметры движения снаряда: скорость, аэродинамические постоянные, физические характеристики атмосферы, тяга двигателя и т. п.—вводятся потенциометрически с помощью специальных кулачков. Все параметры, определяющие летные характеристики, оказываются, таким образом, представленными в моделирующей схеме различными напряжениями, колеблющимися в известных пределах и соответствующими тем вероятным величинам параметров, которые имеют место в реальных условиях полета. В число проводимых испытаний входит, между прочим, и изменение этих параметров для определения чувствительности управляемого снаряда. Те параметры, которые больше всего дестабилизируют управляемый снаряд, могут быть дополнительно исследованы в условиях свободного полета. Большим преимуществом моделирующего устройства является то, что оно быстро дает приближенное решение. Следует, однако, учесть, что устройство должно действовать в реальном масштабе времени, то есть так, чтобы все параметры изменялись в точно такие же периоды времени, в какие наступают изменения окружаю-ющих условий при полете действительного управляемого снаряда. Кроме того, подобное устройство обладает тем большим достоинством, что позволяет проводить испытание отдельных частей реального управляемого снаряда на модели. Так можно испытывать сервомеханизмы и другие приборы. Это дает большую практическую выгоду, когда приходится проводить испытания нелинейных элементов аппаратуры, не могущих быть моделированными по методу электрических аналогов.
Все управляемые реактивные снаряды можно разделить на две большие группы: оборонительные и наступательные снаряды. Первая группа включает в себя в настоящее время главным образом зенитные снаряды, однако усиливающаяся сейчас разработка наступательных управляемых снарядов (рис. 5) поставит скоро промышленность производства управляемых снарядов перед необходимостью создания какого-либо средства борьбы с последними.
Снаряды ПВО можно запускать с самолетов (в этом случае они известны как управляемые снаряды класса «воздух—воздух») или с наземных стартовых устройств, как
Р и с. 5.‘Момент взлета крылатого управляемого снаряда «Регьюлус» фирмы «Чанс-Воут» на полигоне Центра по испытанию управляемых снарядов ВМС США в Пойнт-Мугу (штат Калифорния).
реактивное оружие класса «земля—воздух». Запускаемые с наземных установок или позиций управляемые снаряды обычно имеют стартовые ускорители тандемного либо охва
тывающего типа. Почти все стартовые ускорители представляют собой пороховые ракеты (рис. 6), обеспечивающие снаряду большой начальный импульс в течение весьма небольшого периода времени. Сам управляемый снаряд снабжается силовой установкой одного из нескольких типов; это
Рис. 6. Управляемый снаряд «Матадор» на специальной автоплатформе. На снимке видны гидравлические подъемники, при помощи которых снаряд приводится в положение для старта. Когда маршевый двигатель и ускоритель развивают полную тягу, снаряд «срезает» фиксирующий задний костыль, а передняя опора откидывается, освобождая путь для ускорителя старта.
может быть либо пульсирующий воздушно-реактивный двигатель, либо турбореактивный, либо прямоточный воздушно-реактивный, либо, наконец, ракетный двигатель.
Управляемые реактивные снаряды класса «земля—земля» являются наступательным оружием. Этот класс охватывает как крылатые, так и бескрылые снаряды и включает в себя различные тяговые установки. Крылатые снаряды часто имеют стартовые ускорители, а более крупные управляемые реактивные снаряды должны иметь вид многоступенчатых ракет, в которых последняя ступень, рассчитанная на очень большую дальность полета, часто бывает крылатой. Управляемые снаряды класса «земля—земля» можно использовать как тактическое и как стратегическое оружие.
В настоящее время в США применяются две системы условных обозначений для различных реактивных снарядов. В армии и военно-морском флоте чаще всего употребляются следующие сочетания букв: SAM — для класса «земля—воздух»; ААМ —для класса «воздух—воздух»; ASM — для класса «воздух—земля»; SSM — для класса «земля—земля»; USM — для класса «подводная лодка— земля»; AUM — для класса «воздух—подводная лодка» и SUM — для класса «земля — подводная лодка». Для обозначения экспериментального снаряда перед сокращением ставится X.
Военно-воздушные силы США в свою очередь пользуются несколько другими обозначениями: ТМ — для тактического управляемого снаряда; SM —для стратегического управляемого снаряда; GAR — для управляемого снаряда класса «воздух—воздух» и GAM—для управляемого снаряда класса «воздух—земля». Управляемым снарядам-перехватчикам класса «земля—воздух» присвоено обозначение IM.
Управляемые реактивные снаряды наводятся на цель самыми различными способами, причем обычно основу системы наведения составляют радиолокационные установки того или иного рода, хотя некоторые современные системы наведения основаны на инерционных методах и системах отсчета по естественным реперам, так что они обладают известным иммунитетом по отношению к искусственным помехам, создаваемым противником.
Наряду с боевыми управляемыми снарядами существуют еще и специальные устройства для испытания систем наведения, камеры для испытания силовых установок и испытательных моделей снарядов для разработки управляемого снаряда в целом. Все эти устройства и системы более или менее подробно рассмотрены в последующих главах книги.
Г Л Л В Л ВТОРАЯ
Двигатели и топливо
За исключением планирующей авиабомбы и наводимой авиабомбы свободного падения во всех управляемых снарядах используется силовая установка или двигатель. Разумеется, существует несколько способов сообщения движения управляемым снарядам, и каждому из этих способов соответствуют наиболее вероятные для него скорость и высота полета снаряда (рис. 7). Применяющиеся силовые установки можно подразделить на двигатели, получающие необходимый для горения кислород из окружающего воздуха, и двигатели, не зависящие от атмосферы. К первой категории относятся: обычный пульсирующий воздушно-реактивный двигатель, турбореактивный двигатель и прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Ко второй категории относятся пороховые и жидкостные ракетные двигатели.
Простейший пульсирующий воздушно-реактивный двигатель был впервые применен во время второй мировой войны на снаряде FZG-76, общеизвестном под названием «воющей» или «летакЯЦей» бомбы «Фау-1»1. По существу он состоял из цилиндра, с одного конца закрытого клапанной решеткой. Горючая смесь поджигалась внутри цилиндра посредством запальной свечи. Выделявшиеся при этом газы сильно расширялись и вместе с нагретым воздухом и продуктами сгорания истекали через открытый конец цилиндра. Даже в том случае, когда давление внутри цилиндра падало до уровня давления окружающей атмосферы, газы в выхлопной трубе обладали достаточным I запасом кинетической энергии, чтобы продолжать движение и создавать определенное разряжение в камере сгорания. Благодаря этому
1 Е d е 1 m a n L. В., S. А. Е. Reprint, Nat. Aeron. Meeting, Los Angeles, 3—5 Oct. 1946; M a n i 1 d i F. F., S. A. E. Reprint, So. California Meeting, 19 Apr. 1946,
через створчатые клапаны решетки и отверстия для подачи топлива в камеру сгорания поступала новая порция рабочей смеси и цикл возобновлялся. Частота рабочих циклов в таком двигателе зависела главным образом от резонанса камеры сгорания, выхлопной трубы и клапанов. Обычно частота
Р и с. 7. Диапазоны скоростей и высота полв'а снарядов с различными силовыми установками. ЖРД — жидкостный ракетный двигатель, ПВРД — прямоточный воздушно-реактивный двигатель, ТРД — турбореактивный двигатель и ПТРД — комбинация: турбореактивный + прямоточный воздушно-реактивный двигатели.
циклов достигала порядка 300 циклов в секунду, сливаясь в характерный для немецких «летающих» бомб воющий звук.
После первых нескольких вспышек начало процессу сгорания каждого последующего цикла в пульсирующем воздушно-реактивном двигателе дают остаточные горячие газы и сильно нагревшиеся детали. Высокие температуры сгорания допустимы в данном случае вследствие периодического действия двигателя.
В пульсирующем воздушно-реактивном двигателе (рис.8) тяга возрастает как функция скорости воздушного потока, ибо последняя служит источником повышения степени сжатия, от чего в свою очередь зависит давление в камере сгорания, а следовательно, и термический к. п. д. двигателя. Кроме того, при высоких скоростях полета в двигатель засасывается больше воздуха, следовательно, возрастает
Р и с. 8. Стендовое испытание пульсирующего воздушно-реактивного двигателя (ПуВРД), развивающего тягу порядка 54 кг. Подобные двигатели применялись на немецких самолетах-снарядах «Фау-1», а сейчас их используют только на самолетах-мишенях.
и масса воздуха, проходящая через двигатель за единицу времени. Поскольку сила тяги зависит от массы газов, проходящих через двигатель, то соответственно возникает и объясняющаяся этой зависимостью усиленная тяга. Такая силовая установка совершенно не требует дорогостоящих компрессоров и турбин, необходимых для турбореактивного двигателя. В отличие от прямоточных пульсирующие воздушно-реактивные двигатели развивают значительную силу тяги даже при малых скоростях полета. Но, к сожалению, их использование ограничено относительно небольшими ско
ростями и весьма малыми к. п. д., да и топлива они расходуют гораздо больше, чем турбореактивные двигатели. Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели находят себе применение прежде всего на так называемых летающих мишенях, где требуется сравнительно дешевый двигатель однократного действия.
Р и с. 9. Общий вид турбореактивного двигателя «Вайпер», широко применяющегося на дозвуковых крылатых управляемых снарядах и самолетах-мишенях.
Тем не менее на некоторых самолетах-мишенях и, разумеется, на целом ряде дозвуковых управляемых снарядов используются турбореактивные двигатели (рис. 9). Удельный расход топлива этими двигателями сравнительно небольшой (порядка 1 кг!кг-час), и поэтому снабженные ими управляемые снаряды обладают повышенной дальностью полета. Однако присущим им недостатком является то, что диапазон скоростей и рабочий потолок ограничиваются применяемой силовой установкой. Так же обстоит дело и с пульсирующими воздушно-реактивными двигателями. Турбореактивные двигатели для управляемых снарядов представляют собой обычно силовые установки, рассчитанные на короткий срок службы. Наиболее характерным из таких двигателей является двигатель «Вайпер», созданный фирмой «Армстронг-Сидли» для использования на самолете-мишени «Джиндивик» \
Постоянно растущие скорость полета и рабочий потолок реактивных самолетов ставили и ставят перед наземными
1 Press Release, Armstrong Siddeley Motors Ltd.
системами ПВО все новые и более сложные задачи. Чтобы действительно стать эффективными в борьбе с новыми средствами нападения, системы ПВО нуждались и нуждаются в практических стрельбах. Именно для таких целей и был создан самолет-мишень «Джиндивик». Установленный на нем двигатель «Вайпер» представлял собой силовую установку весьма простой и дешевой конструкции, рассчитанную на массовое производство. Первые модели двигателя развивали тягу до 744 кг, однако в настоящее время в производстве уже находятся более усовершенствованные образцы. Семиступенчатый осевой компрессор, который сокращает до минимума диаметр двигателя, подает сжатый воздух в кольцевую камеру сгорания, откуда затем горячие газы и продукты сгорания, увеличившись в объеме, поступают на лопатки одноступенчатой турбины. Двигатель имеет всего лишь два вспомогательных механизма: комбинированный блок насосов для подачи топлива и масла и систему регулировки скорости потока топлива. Технические данные по этому двигателю приведены в табл. I.
Таблица I
Данные типичного турбореактивного двигателя кратковременного действия
Статическая тяга..................... 740 кг
Вес в незаправленном состоянии .... 165 кг
Максимальный диаметр................. 59 см
Общая длина..........................166 см
Удельный расход топлива................ 1 кг/кг• час
Секундный расход топлива.............. 14 кг/сек
Следующую ступень по диапазону скоростей и высоты полета в управляемых снарядах занимает прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Идея прямоточного воздушно-реактивного двигателя, или атодида, отнюдь не нова \ Предложения и патенты на такие двигатели были заявлены ещё много лет тому назад. По существу, прямоточный воздушно-реактивный двигатель представляет собой промежу-
1 S m i t h C. G., Gas Turbines and Jet Propulsion For Aircraft, Flight Publishing Co., London, 1947.
точную ступень между турбореактивным и ракетным двигателями. По сравнению с первым он обладает тем преимуществ вом, что может с успехом действовать на сверхзвуковых скоростях. Кроме того, отсутствие турбины с се лопатками допускает очень высокие рабочие температуры в двигателе, а это позволяет пользоваться более богатой рабочей смесью. Результатом оказывается значительное повышение силы тяги. В отличие от ракетного прямоточный двигатель расходует кислород, необходимый для горения топлива, непосредственно из окружающего воздуха, что позволяет избавить конструкцию от обременительного окислителя. Правда, иногда это может явиться и недостатком, так как рабочий потолок прямоточного воздушно-реактивного двигателя неизбежно ограничивается. Поэтому в некоторых конструкциях были предприняты попытки сообщить двигателю более высокий рабочий потолок путем создания определенного запаса окислителя, используемого только в том случае, когда прямой поток воздуха не может дать достаточное для сгорания топлива количество кислорода. Рабочие циклы прямоточного воздушно-реактивного двигателя в основном те же самые, что и у других двигателей, получающих необходимый для горения кислород из окружающего воздуха: сжатие, сгорание, выхлоп \ Сжатие осуществляется в результате замедления скорости воздушного потока, поступающего через входное отверстие в двигатель, поэтому понятно, что для получения удовлетворительного сжатия прямоточные воздушно-реактивные двигатели должны действовать лишь на больших скоростях полета. Проводимые с 1946 года американским Национальным консультативным комитетом по авиации (НАКА) экспериментальные исследования позволили расширить диапазон скоростей прямоточных воздушно-реактивных двигателей 1 2 и довести их во время испытаний до 3,5 М. За пределами этого диапазона проблемы аэродинамического нагрева становятся настолько серьезными, что в настоящее время предпринимаются попытки изучения основных методов их разрешения. Так были проведены предварительные исследования с помощью моделей с ракетным двигателем при скорости 5М. Испытания показали, что в
1 A v ег у W. IL, Jet Propulsion, 25, 11, Nov. 1955, G04—614.
2 NACA Inspection, Lewis Flight Propulsion Lab., 1954, p. 10.
этом случае повышение температуры в пограничном слое достигает 870°С.
Активность в области разработки и создания прямоточных воздушно-реактивных двигателей проявляют сейчас и такие фирмы, как «Марквардт Эркрафт Компани» и «Кэртис— Райт Корпорэйшн» (США), а также «Бристоль Эрплейн Компани» и «Нэпир» (Великобритания) (рис. 10). Фирма «Бристоль» выпускает в настоящее время прямоточные воздушно-реактивные двигатели «Тор», которые прошли уже более 200 испытаний на различных снарядах и позволили им достигать высоты, значительно превышающей 16 500 м. При этом дальность полета большинства снарядов превысила границы полигона в Бумера (Австралия), а развиваемые скорости оказались сверхзвуковыми.
Для разгона снаряда с прямоточным воздушно-реактивным двигателем до наиболее эффективной скорости 1 часто пользуются вспомогательными ракетными двигателями или стартовыми ускорителями. Хотя эта силовая установка может работать как на дозвуковых, так и на сверхзвуковых скоростях, однако в качестве двигателя для управляемых снарядов должен найти наиболее широкое применение именно сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель, ибо турбореактивные двигатели, как и пульсирующие воздушно-реактивные двигатели, предпочтительнее использовать на дозвуковых скоростях. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель состоит в основном из элементов, которые показаны на рис. 11, то есть из диффузора с дозвуковой и сверхзвуковой частями, камеры сгорания со стабилизатором пламени и расширительного сопла.
Оказалось, что наиболее действенным способом сжатия в диффузоре сверхзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателей является сжатие с помощью системы скачков уплотнения, сначала косых, а затем прямых 1 2. При больших сверхзвуковых скоростях снабженное выступа-
1 Прямоточный воздушно-реактивный двигатель эффективен лишь на больших скоростях полета. Чем больше скорость сна ряда с таким двигателем, тем выше к. п. д. последнего. При скорости 1000 км1час к. п. д. равен примерно 8—9%, а уже при удвоении ее достигает около 30% (Баев Л. Е. и М е р к у л о в И. А., Самолет-ракета, Гостехтеоретиз-дат, М., 1956, стр. 17).
2 С 1 a u s ст F. II., Jet Propulsion, 24, 2, Marcli — Apr. 195-1, 79— 84, 94.
Рис. 10. (а) Опытный снаряд, разработанный фирмой «Нэпир» и снабженный сверхзвуковым прямоточным двигателем. Снаряд имеет 8 пороховых стартовых ускорителей бокового, или охватывающего типа, (б) Момент запуска снаряда. Пороховые ускорители разгоняют снаряд до скорости, на которой может работать его ПВРД.
ющим вперед острым конусом изоэнтропическое 1 впускное отверстие двигателя обеспечивает получение косого скачка
1 Равнопреобразующее (греч. isos — равный, еп — в, trope — превращение), приспособленное для получения наименьших потерь энергии встречного воздушного потока.— Прим. ред.
уплотнения \ в то время как гладкий канал постепенно расширяющегося сечения не допускает отрыва воздушного Потока или турбулентности и создает прямой скачок уплотнения, обеспечивающий работу двигателя на дозвуковых скоростях. Конструкция диффузора определяется обычно
Рис. 11. Схематическое изображение типового ПВРД,применяющегося для полетов со сверхзвуковой скоростью. В передней части видно характерное для таких двигателей «жало» центрального тела. В этом теле . размещены топливный насос и клапаны, регулирующие подачу топлива.
В средней части двигателя видна решетка стабилизатора пламени, а на конце — сверхзвуковое сопло.
скоростью снаряда в М, причем, если снаряд с прямоточной воздушно-реактивной силовой установкой движется со скоростью выше или ниже расчетной, то образующийся перед двигателем прямой скачок уплотнения будет передвигаться вперед, минуя впускное отверстие, или отступать в направлении дозвуковой части диффузора. Если прямой скачок запирает впускное отверстие двигателя, то происходит быстрое падение к. п. д. двигателя. Именно поэтому прямоточный воздушно-реактивный двигатель и считается двигателем «узкого диапазона» скоростей и высоты полета. Отклонения от этого диапазона требуют уже внесения соответствующих компенсирующих изменений в конструкцию самого двигателя.
1 М а г s h В. W. and S е а г s G. A., Jet Propulsion^ 24, 3, May — June 1954, 155—16J.
Национальным консультативным комитетом по авиации за последнее время разработаны системы регулировки положения прямого скачка с таким расчетом, чтобы он сохранял его в непосредственной близости от впускного отверстия \ В этой системе использовано чувствительное к давлению устройство, помещенное в том месте, где возникает прямой скачок уплотнения. Если ударная волна начнет смещаться в глубь диффузора, то автоматически усилится подача топлива в камеру сгорания, в результате чего возрастет скорость и ударная волна переместится вперед. Если же ударная волна, перемещаясь вперед, минует чувствительное устройство, то подача топлива сокращается, а скорость движения падает и скачок уплотнения снова занимает требуемое положение. Испытания показали, что такая система регулировки действует вполне удовлетворительно в довольно широких диапазонах скоростей, давлений окружающей атмосферы и углов атаки. Привести же в действие систему подачи топлива в прямоточных воздушно-реактивных двигателях можно либо за счет давления сжатого нейтрального газа, либо при помощи топливного насоса, работающего под действием воздушного потока.
Главной задачей при конструировании камеры сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя является стабилизация пламени, которая может быть достигнута посредством специальных стабилизаторов, выполненных либо в виде тел плохо обтекаемой формы, либо в виде V-образ-ных желобов 1 2. В этом случае стабилизация фронта пламени происходит в непосредственной близости от поверхности этого тела, находящегося в потоке газов. К- п. д. такой силовой установки определяется количеством и составом рабочей смеси, скоростью потока воздуха, поступающего в камеру сгорания из диффузора, а также давлением и абсолютной температурой окружающей атмосферы. Он возрастает по мере повышения давления и обогащения смеси, правда, до ъ известного уровня, равно как и по мере снижения температуры окружающего воздуха, то есть с увеличением высоты полета. Большая неустойчивость сгорания, наблюдающаяся при форсировании режимаработы двигателя,также представ-
1 N АСА Inspection, Lewis Flight Propulsion Lab., 1954, p. 11.
2 M а г s h В. W. and S с a r s G. A., Jet Propulsion, 24, 3, May — June 1954, 155 — 161.
лист собой проблему, требующую разрешения, так как подобная неустойчивость может привести к разрушению форсунок и стабилизаторов пламени.Специальные приборы-зонды, разработанные в лабораториях НАКА, позволили исследовать механизм этого явления и внести необходимые конструктивные изменения в образцы последних двигателей.
Соплом прямоточного двигателя может быть обычная прямая труба, однако, как правило, она имеет переменное сечение: вначале — постепенно сужающееся, а затем — снова расширяющееся. Этим обеспечиваете^ дросселирование реактивной струи и получение сверхзвуковых скоростей при давлении на выходе, сходном с давлением окружающей атмосферы. Длина такого сопла должна быть возможно меньшей, чтобы сократить до минимума вес и лобовое сопротивление снаряда, однако угол истечения должен быть ограничен для того, чтобы сократить до минимума неосевую кинетическую энергию реактивной струи и избежать отрыва потока.
Некоторые фирмы, производящие прямоточные воздушно-реактивные двигатели, придерживаются того мнения, что двигатели эти представляют собой идеальные силовые установки для управляемых снарядов среднего и дальнего действия, для беспилотного самолета, а также для управляемых снарядов ближнего действия, запускаемых со сверхзвуковых реактивных самолетов.
Их заявления основаны на тех фактах, что при скоростях, вдвое превышающих скорость звука, прямоточный воздушно-реактивный двигатель дает самое высокое отношение тяги к мощности двигателя, снижает удельный расход топлива, делает минимальными затраты на его разработку и производство. К тому же этот двигатель не имеет подвижных деталей, соприкасающихся с газообразными продуктами сгорания. Он не нуждается ни в компрессорах, ни в турбинах, а органы управления системой подачи топлива и топливные насосы размещены в нем за пределами газовоздушного тракта.
Степень сжатия в сверхзвуковом прямоточном воздушно-реактивном двигателе может быть доведена до 40 : 1, причем если использовать в таком двигателе в качестве добавок к обычному реактивному топливу коллоидные растворы пеко-
торых легких металлов, то это даст огромное увеличение силы тяги на каждый килограмм израсходованного топлива. Правда, такое топливо приводит к сильному повышению рабочих температур. Так, например, в современных сверхмощных прямоточных двигателях температура достигает
Рис. 12. Запуск крупного опытного снаряда с ПВРД на испытательной станции ВМС США в Иньокерне (штат Калифорния). Этот снаряд разработан лабораторией прикладной физики университета им. Джона Гопкинса. На снимке видно облако дыма от большого порохового ускорителя старта.
2180°С, и это создает необходимость в использовании для создания камер сгорания и сопел специальных сплавов, содержащих кобальт и никель, которые способны выдерживать столь высокие температуры. Тот факт, что прямоточный двигатель лишен подвижных деталей,соприкасающихся с газообразными продуктами сгорания, весьма важен для надежности его работы. В последующих главах будет особо подчеркнуто, что в управляемом снаряде надежность действия каждого составного элемента имеет огромное значение. Это объясняется тем, что управляемый снаряд следует рассмат
ривать как целую систему последовательных элементов и механизмов и что выход из строя одного из них ведет к выходу из строя всего снаряда.
В США первый успешный полет снаряда со сверхзвуковым прямоточным воздушно-реактивным двигателем имел место в июне 1945 года, когда был испытан двигатель диаметром 15,24 см, разработанный лабораторией прикладной физики университета им. Джона Гопкинса (рис. 12). Впоследствии прямоточные воздушно-реактивные двигатели были использованы на экспериментальных управляемых снарядах «Горгон», «Ларк» и ГАПА. Известно также, что •прямоточные двигатели используются на некоторых современных управляемых снарядах. Например, два таких двигателя, выпускаемых фирмой «Марквардт», обеспечивают достаточную тягу для зенитного управляемого снаряда «Бо-марк» IM-99, причем стартовым ускорителем для них служит ракетный двигатель «Аэроджет». Управляемый снаряд «Ригель», созданный фирмой «Граммэн Эркрафт» для ВМС США, представляет собой снаряд дальнего действия с прямоточным воздушно-реактивным двигателем. Современные прямоточные двигатели стоят на управляемых снарядах «Тэйлос» фирмы «Бендикс» и «Навахо» фирмы «Норт Америкен». Некоторые из английских снарядов, пока еще не имеющих наименования, также снабжены прямоточными воздушно-реактивными двигателями.
Использование прямоточных воздушно-реактивных двигателей вместо ракетных дает возможность сообщать управляемым снарядам большую дальность полета вследствие того, что экономичность прямоточных двигателей значительно выше. А большая дальность полета позволяет производить перехват атакующих самолетов и снарядов на значительных расстояниях от объектов предполагаемого нападения, что в связи с возможным применением атомного оружия является большим преимуществом обороняющейся стороны.
Для полета на сверхзвуковых скоростях и предельных высотах в управляемых снарядах сейчас повсеместно ставятся пороховые ракетные двигатели (рис. 13). Помимо этого, как известно, последние используются и в большинстве управляемых снарядов в качестве стартовых ускорителей (рис. 14). В принципе ракетный двигатель—это устройство,
5
Рис. 13. (а) Пороховой ракетный двигатель во время стендового испытания, (б) Статическое испытание ЖРД для управляемых снарядов.
создающее тяговую силу за счет материала, которым его первоначально начиняют. В связи с этим он отличается от других силовых установок тем, что работает практически независимо от окружающей среды и может, следовательно, быть использован на предельных высотах, где любые
Рис. 14.5Установка~порохового'ускорителя^старта на управляемый снаряд «Матадор» фирмы «Гленн Л. Мартин».
другие двигатели будут испытывать недостаток в кислороде для горения топлива. Ракетный двигатель может работать и в лишенном воздуха межпланетном пространстве; более того, его к. п. д. становится максимальным именно там, где реактивная струя, выходящая из сопла, не встречает сопротивления воздуха \
Все ракетные двигатели можно подразделить на два основных типа: двигатели, развивающие тягу в результате сжигания твердых топлив, и двигатели, в основе которых лежит использование одного или нескольких жидких топ-
1 Burgess Е., Rocket Propulsion, Chapman and Hall Ltd., London, 1954, Ch. 1.
лив. Возможно и дальнейшее деление ракетных двигателей на подтипы, но приводить их здесь нет необходимости.
Работа ракетного двигателя зависит от выделения топливом при сгорании тепловой энергии. Идеальное топливо должно выделять максимальное количество тепла, сообщая его продуктам сгорания, которые должны обладать минимальным средним молекулярным весом. Ускорение реактивной струи (газы, полученные в результате сгорания топлива) достигается с помощью реактивного сопла, имеющего сначала постепенно сужающееся, а затем снова расширяющееся сечение. Такое сопло способствует быстрому расширению газов, а следовательно, и увеличению скорости их истечения. Величина силы тяги, развиваемой ракетным двигателем, в идеальном случае была бы равна произведению массы воздушного потока, проходящего через двигатель, на прирост скорости реактивной струи газов. Но на практике сопла все же не расширяют выхлопные газыдо такой степени, что их давление становится равным давлению окружающей атмосферы, и поэтому тяга представляет собой сумму двух слагаемых, одним из которых является импульс тяги, а второе образуется за счет разности давлений выхлопных газов на кромке сопла и окружающей атмосферы. Первое слагаемое — это не что иное, как произведение массы потока на скорость струи реактивных газов, а второе— произведение площади выходного сечения сопла на разность давлений. Следует заметить, что последнее слагаемое может иметь и отрицательное значение, если сопло создает чрезмерное расширение выходящих газов. Разность давлений (в кг/см1 2) при чрезмерном расширении сказывается на работе двигателя более вредным образом, чем такая же разность давлений при недостаточном расширении выхлопных газов Ч
Максимальной тяги при заданном топливе и заданном давлении в камере сгорания удается добиться лишь тогда, когда число, выражающее разность давлений в формуле силы тяги, равно нулю, то есть когда сопло расширяет газы до уровня атмосферного давления. Добиться этого на практике невозможно, потому что ракетный двигатель во время
1 S t о d о 1 a A., Steam and Gas Turbines, McGraw Hill Book Co.
Inc., New York, 1927, а также D i p 1 о c k B. R., L о f t s D. L., Grim-§ f о n R. A., Jnl. Royal Aero Soc., 57, Jan. 1953, 19—28.
полета проходит различные слои атмосферы, где давление неодинаково. Кроме того, оказывается, что если сопло ракетного двигателя рассчитано на полное расширение выхлопных газов на больших высотах, то связанное с этим обязательное увеличение размеров соплЯ, а значит и веса двигателя, сводит на нет всякий выигрыш, получаемый в результате улучшения рабочей характеристики реактивной струи1.
Скорость реактивной струи ракетного двигателя зависит главным образом от температуры в камере сгорания и молекулярного веса выхлопных газов. Кроме того, она изменяется в зависимости от степени расширения и удельной теплоемкости продуктов сгорания. Однако первые две переменные величины имеют для работы двигателя более важное значение. Поэтому для того, чтобы сократить для данного снаряда вес той части ракетного двигателя, которую первоначально должны составлять компоненты топлива, следует добиваться получения максимально возможной скорости реактивной струи.
Часто бывает гораздо удобнее пользоваться термином «удельный импульс», а не термином «скорость реактивной струи». Удельный импульс численно выражается скоростью реактивной струи, деленной на ускорение силы тяжести (g), то есть в единицах измерения времени. Но часто его выражают как удельную тягу, или тягу, развиваемую на единицу веса топлива, вводимого в камеру сгорания за секунду 1 2. Поэтому тяга, равная 250 кг на 1 кг топлива в секунду 3, может быть выражена как удельный импульс в 250 сек.
Удельный расход топлива представляет собой величину, обратную величине удельной тяги, и, естественно, является большим в ракетных двигателях по сравнению с реактивными, что объясняется весом окислителя, который приходится включать при вычислении удельного расхода (см. табл. И).
1 S ш i t h Е. Т. В., Jnl. Brit. Int. Soc., 12, 2, March 1953, 53—62;
2 Указанное определение не совсем правильно, поскольку удельный импульс и удельная тяга в понимании автора равны между собой, а это наблюдается только в случае равенства выходного давления газов и давления атмосферы. Таким образом, автор не учитывает высотную поправку.— Прим. ред.
3 Выражение силы тяги дается по всей книге в кг.— Прим. ред.
Таблица II
Удельный расход топлива (горючее + окислитель) в различных силовых установках в зависимости от числа Маха
* При числах Маха свыше 1,5 предполагается дожигание рабочей смеси.
** В качестве единицы удельного расхода автором принят удельный расход ПуВРД. — Прим. ред.
Таблица III
Сравнительные данные различных сочетаний компонентов жидкого топлива
Окислитель Топливо Состав смеси Удельный импульс, сек. Температура, °C Объемный удельный импульс, сек. e'jcM9
Перекись водорода — —. НО 480 150
Октан 5,1:1 230 2200 275
Гидразин 1,4:1 280 2400 347
Жидкий кислород Водород 4,0:1 375 • 2700 118
Октан 2,2:1 248 3000 238
Этанол 1,5:1 230 2900 225
Газолин 2,5:1 242 2950 235
Гидразин 0,5:1 259 2400 . 272
Азотная кислота Октан 4,0:1 . 220 2600 280
Анилин 3,0:1 215 2800 295
Нитрометан . . . — — 210 2250 240
С точки зрения конструкции управляемого снаряда или ракеты иногда бывает гораздо удобнее пользоваться понятием «объемный удельный импульс», который численно выра
жается произведением удельного импульса на средний удельный вес компонентов топлива. Значения этих параметров для некоторых сочетаний компонентов топлива приведены в табл. III.
Следует заметить, что эти значения удельного импульса несколько уступают значениям, ранее публиковавшимся в справочной литературе. Это объясняется тем, что раньше не учитывалось то сокращение общего количества тепла, выделяемого при химической реакции окисления и горения топлива, которое наблюдается в связи с процессом термической диссоциации. Помимо того, в настоящее время для снижения температур горения до значений, совместимых с жаростойкостью современных материалов и с методами охлаждения, стало предпочтительным применять нестехиометрические смеси.
Сейчас мы имеем возможность заставлять ракетные двигатели работать настолько же продуктивно, как и другие тепловые двигатели, причем в ближайшие годы ожидается их дальнейшее усовершенствование.
Ракетные двигатели твердого топлива являются самыми простыми и известны очень давно. Они не требуют отдельных баков, топливопроводов и топливных насосов, потому что все топливо помещается в самой камере сгорания. Ракетные двигатели твердого топлива подразделяются на два основных типа: а) ракетные двигатели с неограниченной интенсивностью горения и б) с ограниченной интенсивностью горения.
Первый тип обеспечивает получение больших силы тяги и импульса тяги (произведение силы тяги на продолжительность горения) и используется в артиллерийских ракетах, управляемых снарядах классов «воздух—воздух», «воздух — земля», «земля—воздух» и «земля— земля», а также в качестве стартовых ускорителей для управляемых реактивных снарядов. Топливо такого двигателя имеет вид спрессованных трубок, которые называют либо шашками, либо зарядами; размеры и форма этих шашек определяют характер процесса сгорания, а следовательно, и величину силы тяги. Горение всегда происходит на открытой поверхности такого заряда; топливо сгорает, образуя большое количество газообразных продуктов, которые быстро вырываются из двигателя и обнажаю? новый участок поверхности топлива? где
продолжается реакция горения. Скорость реакции зависит от скорости, с которой теплота передается поверхности топлива. Скорость же теплопередачи зависит в свою очередь от температуры топлива и окружающей атмосферы \ Так как скорость горения топлива должна быть регулируемой, то эта зависимость ее от температуры окружающего воздуха представляет собой определенный недостаток. Так, например, ракетный двигатель, удовлетворительно работающий в условиях тропиков, может развить значительно меньшую тягу в случае хранения и запуска его где-либо в Арктике или при использовании на больших высотах. Для решения этой проблемы имеются два пути: хранить двигатели на складах с регулируемой температурой или применять топливо, не чувствительное к сменам температуры. За последнее время был разработан целый ряд усовершенствованных видов топлива, которые обеспечивают возможность продуктивной работы двигателя в диапазоне температур, начиная от тропических и кончая арктическими. Для получения постоянной рабочей характеристики в больших ракетных двигателях твердого топлива приходится поддерживать постоянную температуру. Так, неуправляемый снаряд «Онест Джон» во время транспортировок и перед запуском обвертывают специальным покрывалом, имеющим систему электронагрева.
Если открытую поверхность твердого топлива в ракетном двигателе обработать особым ингибитором (защитной пленкой), то такой двигатель будет иметь ограниченную интенсивность горения. Заряд твердого топлива в нем сгорит постепенно, от одного конца до другого, подобно сигарете. Ракетные двигатели с ограниченной интенсивностью горения обычно развивают меньшую тягу, чем первый тип двигателей, однако в течение более продолжительного времени. В связи с этим второй тип ракетного двигателя на твердом топливе находит применение для принудительного взлета самолетов, а также в качестве силовых установок управляемых снарядов, стартовых ускорителей для управляемых реактивных снарядов и прямоточных воздушно-реактивных двигателей. Типичным ракетным двигателем с ограниченной интенсивностью горения является стартовый ускоритель «Аэроджет» 14 AS-1000, который развивает тягу порядка
1 Burgess Е., Aeronautics, 18, 6, Мау 1948, 38—50.
454 кг в течение 14 сек. и который можно перезаряжать и использовать несколько раз.
Большинство видов современного твердого ракетного топлива в своей основе являются бездымными порохами, содержащими нитроглицерин и нитроцеллюлозу. Они известны под названием двухкомпонентных твердых ракетных топлив 1 и могут давать удельный импульс порядка 200 сек., развивая температуру до 2700°С. Заряд рассчитывают таким образом, чтобы он сохранял вполне удовлетворительные механические свойства при предельных температурах и ускорениях, а также выделял при горении минимальное количество дыма.
Обычный кордит отечественного производства, который применялся в качестве твердого ракетного топлива во многих неуправляемых снарядах, состоял из смеси нитроглицерина, нитроцеллюлозы и карбамита (диэтилдифенилмочеви-на) в соотношении соответственно 50 : 41 : 9 1 2. Другие виды топлива изготовлялись из твердых ингредиентов в пластической связке. Примером такого типа топлива может служить «гальсит», состоящий из мелко размолотого хлорнокислого калия в смеси с асфальтом и нефтью 3 и обладающий тем несомненным достоинством, что им можно заполнить камеру сгорания ракетного двигателя любой формы и размеров. Подобное топливо весьма практично для ракетных двигателей с ограниченной интенсивностью горения, поскольку в нем не образуется трещин ни со стороны, покрываемой ингибитором, ни со стороны стенок камеры сгорания.
Сейчас удается, правда в экспериментальном порядке, отливать шашки длиной до 122 см и диаметром до 60 см. При использовании этих шашек в ракетах достигнуты импульсы тяги порядка 227 000 кг-сек. Примерный химический состав некоторых видов твердого ракетного топлива приведен в табл. IV.
Большое преимущество ракетных двигателей твердого топлива состоит в их высоком удельном импульсе, а также в надежности действия. Однако применение подобных
1 Burgess Е., RocKet Propulsion, Chapman and Hall Ltd., London, 1954, Ch. II.
2 W h eel er W. H., Wh i 11 a k er M., P ik eH. H„ Jnl. Inst, of Fuel, 20, 1947, 137—156, 159.
3 Galcit Report, Jnl. Brit. Int. Soc., 6, 2, Sept. 1946, 34—61.
Таблица IV
Химический состав некоторых видов твердого ракетного топлива
Компоненты Виды топлива
«Вазаг» R-G1 «Вака» «Гальсит». NDRC «Кордит»
Нитроцеллюлоза . . . Динитрат ди этилен- 61,5 59,9 41
гликоля 34,0
Этилфенилуретан . . 1,4
Дифенилуретан . . . Нитроглицерин . . . 2,1 26,9 50
Сернокислый калий . 2,9
Этилцентралит.... Альфа-нитронафта- 2,9
лин 6,1
Хлорнокислый калий 75,0
Асфальт и нефть . . Пикрат аммония . . . 25,0 45
Нитрат натрия . . . 45
Смолистая связка . . Дпэтилдифенилмоче- 10
вина 9
Удельный импульс
(сек.) 182 150 180 180 190
Примечание. Химические составы выражены в процентах к весу топлива.
ракетных двигателей обходится дороже, чем использование жидкостных ракетных двигателей. Ракетные двигатели твердого топлива могут развивать тягу в соответствии с установленным программным заданием \ Это достигается приданием шашке или заряду соответствующей конфигурации при его формовке: шашки, выполненные в виде зубчатых колес, звезд и других геометрических тел, могут обеспечить регулированное изменение тяги во время процесса горения, делая такой ракетный двигатель весьма удобной силовой установкой.
1 S е i f е г t Н. S., Jet Propulsion, 25, 11, Nov. 1955, 594—603,
Фирма «Тиокол Кемикл Корпорэйшн» объявила недавно о начале исследовательских работ над новыми дешевыми твердыми топливами для управляемых снарядов, ракетных двигателей принудительного взлета и стартовых ускорителей. Один из моментов статического испытания подобной установки изображен на рис. 13,а. Наиболее широкое применение ракетные двигатели твердого топлива нашли в качестве стартовых ускорителей для жидкостных ракетных двигателей и прямоточных воздушно-реактивных двигателей. Как установки для принудительного взлета они использованы и на некоторых беспилотных самолетах-снарядах типа «Регыолус» и «Матадор». Болес подробные данные относительно ракетных двигателей твердого топлива приведены в табл. V.
Таблица V
Данные о некоторых пороховых ракетных двигателях
Рабочие характеристики Двигатели
«Бака» «Аэрод-жет» 1 4 AS-1 000 «Вазаг» 109-522 «Тайни Тим»
Топливо Двух ком- На пла- Ди ГЛИ- Балли-
понент- стической КОЛЬ стит
ное связке
Тяга, кг 799 454 2002 13 620
Удельный импульс, сек. . . 150 180 182 188
Расход топлива, кг/сек . . . 5,67 2,68 11,35 72,64
Размеры, см длина .... 182 90 120 312
макс, диаметр 25,4 26 28,7 29,8
Вес, кг
в заправленном ш. . . . . 118 93 92,1 345
в порожнем 72,6 54,5 58,1 63,5
Продолжительность работы,
сек 8 14,5 3 1
За последние двадцать лет экспериментальные жидкостные ракетные двигатели были настолько усовершенствованы, что стали вполне пригодными силовыми установками
как для управляемых снарядов, так и для самолетов х (см. рис. 15 и 16). Сейчас имеются такие жидкостные ракетные двигатели, которые развивают мощность в несколько миллионов лошадиных сил. В этих ракетах компоненты жидкого топлива подаются из баков под определенным давлением в специальную камеру сгорания, где происходит их сжигание. В первых жидкостных ракетных двигателях подача топлива производилась из баков, в которых создавалось искусственное повышенное давление. В настоящее время эту систему подачи топлива применяют лишь на жидкостных ракетных двигателях с ограниченной продолжительностью работы и небольшим общим расходом топлива. Такие установки можно встретить на некоторых управляемых снарядах и самолетах-снарядах со стартовыми ускорителями. Жидкое топливо обычно состоит из двух компонентов, каждый из которых может быть самовоспламеняющимся или воспламеняемым с помощью постороннего источника зажигания. В качестве топлива известны, кроме того, однокомпонентные самовоспламеняющиеся жидкости (мЪнотопливо) и смеси жидкостей и твердых горючих составов. Далее имеются сообщения и о том, что уже произведено несколько запусков ракет с двигателями, использующими двухкомпонентное топливо, причем одним из компонентов является суспензия алюминиевого порошка, предназначенная для повышения калорийности. Ниже приводятся некоторые данные о жидкостных ракетных двигателях.
При большей продолжительности работы двигателя и более значительном расходе топлива подача его осуществляется с помощью шестеренчатых или центробежных насосов. Ориентировочно принято считать, что вес насосной системы подачи топлива оказывается меньше веса тяжелых баллонов со сжатым воздухом или газом, когда ракетный двигатель дает общий импульс порядка 90 000 кг • сек. На практике ракетные двигатели с насосной системой подачи топлива обычно используются на управляемых снарядах дальнего действия, которым требуется очень большое количество топлива. Хранить все это топливо в тяжелых герметизированных баках, да еще под давлением, было бы невозможно вследствие известных весовых ограничений.
1 D i р 1 о с к В. R., Lofts D. L., G г i m s t о n R. A., Jnl. Royal Aero., Soc., 57, Jan. 1953, 19—28.
Таблица^ 1
Двигатель Окислитель Топливо Тяга, кг Удельный импульс, сек. Расход топлива, кг (се к Общая длина, см Максим. диаметр, см Сухой вес, кг Продолжительность работы, сек.
«Вальтер» 109-500 Перекись водорода 500 103 4,54 ; 144,7 68,5 118 30
«Вальтер» 109-569 То же с* 1998 179 8,98 253,9 91,4 189 2404-
«ВАК-Корпорал» Дымяща я ] азотная кислота Анилин 681 193 3,54 27,9** 13,3** 23** 45
«Снарлер» Жидкий кислород Метанол 908 200 4,54 58,4** 31,7** 75 1804-
«Спрайт» Перекись водорода — 2270 100 10,44 213,3 50,8 159 16
«Супер-Спрайт» То же Керосин 1907 150 9,53 304,3 51,4 272 40
«Бета» Перекись водорода С 817 197 4,60 119,4 45,7 101 44
RMI 6000 Жидкий кислород Этанол 2724 202 13,39 142,2 48,2 95 2404-
«Вероника» Дымящая азотная кислота Бензин 4086 204 19,97 — — — 36
RMI «Викинг» Жидкий кислород Этанол 9080 190 48,12 101,5** 40,6** — 75
♦ С — сокращенное обозначение топлива, представляющего собой смесь гидрата гидразина и метилового спирта, причем последний обычно разбавляется на 25—35% водой.
*♦ Данные относятся только к камере сгорания. По двигателям «Викинг» и «Вероника» данные неполные. Сухой вес двигателя «Викинг», включая насосы, топливные баки и все остальное, за исключением полезной нагрузки, составляет примерно 908 кг, а двигателя, «Вероника» — около 136 кг.
Р„ис. 15. Принципиальная схема типового ЖРД с турбонасосной системой подачи топлива.
С конструированием насосов для подачи топлива связаны определенные проблемы \ причем наиболее существенной является физико-химическая совместимость материалов, из которых сделаны вращающиеся детали, прокладки и т. п., а также смазочных веществ с топливом и окислителем. Примером, иллюстрирующим неудачное решение этой
1 Ross С., Aero Digest, 63, 3, Sept. 1954, 70, 72, 74 etc.
проблемы, может служить случай, происшедший с жидкостным ракетным двигателем «Снарлер». Во время его испытания из строя вышел один из подшипников насоса, началось усиленное трение металлических поверхностей друг о друга, что вызвало образование некоторого количества алюминиевого порошка. Тепло, возникшее в результате трения частей внутри кислородного насоса, воспламенило этот алюминиевый порошок, и произошел взрыв \
Сл еду ющей пр обл емой является устранение кавитации, возникающей в результате откачки топлива; она устраняется использованием вспомогательных ступеней сжатия или же за счет небольшого повышения давления в самих топливных баках 1 2. Образование паровых пробок в агрегатах служащих для запуска и остановки двигателя, можно избежать при помощи предварительной заливки насосов или установкой трубопроводовдля спуска лишнего парогаза.
1 Н u г d е n D., Jnl. Brit. Int. Soc., 14, 4, July—Aug. 1955, 91 К_99Q
2 H u r d en D., Jnl. Brit. Int. Soc., 11,3, May 1952, 101— 116.
Рис. 16. Общий вид ЖРД «Нэпир» (NRE—17), которым, по всей вероятности, снабжаются зенитные управляемые снаряды фирмы «Инглиш Электрик». В качестве окислителя этот двигатель использует концентрированную перекись водорода. Обращает на себя внимание компактное размещение системы клапанов регулировки.
Доказано, что при продолжительности работы порядка 10 сек. жидкостные ракетные двигатели с турбонасосной системой подачи топлива имеют меньший вес на каждый килограмм развиваемой тяги, чем ракетные двигатели твердого топлива и даже жидкостные ракетные двигатели с подачей топлива под давлением (правда, в последнем случае рабочее время двигателя должно составлять примерно 20— 25 сек.).
Что касается монотоплива, то оно, как правило, состоит из одной жидкости, реже — из смеси жидкостей. Типичным примером монотоплива первого типа может служить концентрированная перекись водорода (в Англии она известна под условным обозначением Н. Т. Р.), которая подвергается каталитическому распаду в специально предназначенной для этого камере. Перекись водорода как однокомпонентное топливо применялась в таких жидкостных ракетных двигателях, как «Вальтер» 109-500 и «Спрайт» фирмы «Де-Хеви-ленд». Наиболее известным немецким монотопливом являлась и смесь (3 :1) метилнитрата и метилового спирта, носившая название «мироль». В качестве однокомпонентного топлива предлагается и пропилнитрат, не боящийся резких температурных колебаний и сотрясений \
Перспективным однокомпонентным топливом служит также нитрометан, который имеет довольно низкую температуру пламени. Под давлением порядка 35 атм он горит плавно, однако для устойчивого горения при более низких давлениях нуждается в дополнительном кислороде. Опасность, связанная с применением этой жидкости, заключается в том, что она является взрывчатой и что детонация может проникнуть через инжекторы и топливопроводы в главные баки и вызвать разрушение всего снаряда. Но в то же время однокомпонентное топливо имеет то большое преимущество, что оно вдвое сокращает число насосов,топливопроводов, клапанов, инжекторов и топливных баков на самом управляемом снаряде, а также освобождает часть заправочного оборудования, тягачей и т. п. на стартовой базе. Нет никакого сомнения в том, что в скором времени будут разработаны соответствующие стабилизаторы, кото
1 Ethyl Corporation, Data Sheets New York, Sept, 1953.
рые позволят эффективно использовать монотопливо в управляемых снарядах.
Воспламеняющиеся только при помощи постоянного источника зажигания двухкомпонентные топлива, как, например, жидкий кислород и спирт, нуждаются в какого-либо рода пиротехническом запальном устройстве (для двигателей, работающих непрерывно до полного выгорания топлива) или в камере предварительного воспламенения с электрической системой зажигания (для двигателей, работающих с повторным включением и выключением).
При выборе топлива и окислителя следует руководствоваться двумя группами условий. Когда речь идет об экспериментальных ракетах, наиболее выгодную смесь можно подбирать независимо от ее стоимости и имеющихся запасов. Однако для практического (военного) применения следует брать такие жидкости, которые неядовиты, общедоступны, могут легко транспортироваться к стартовым площадкам и авиабазам, расположенным в любой части земного шара, и изготовляться без больших затрат из материалов, которые не станут дефицитными даже в случае возникновения повышенного спроса на них.
Из всех известных сейчас окислителей жидкий кислород является в этом отношении, пожалуй, самым лучшим. Его можно вырабатывать повсюду, непосредственно из земной атмосферы, применяя несложные переносные установки, которые нуждаются лишь в источнике питания. В крупных промышленных центрах эту жидкость возможно получать в количествах, исчисляемых многими тоннами в сутки, и по цене не более 15 фунтов стерлингов за тонну \ Недостаток этого окислителя заключается в некоторых его потерях вследствие быстрого испарения, а также в том, что он сообщает топливной смеси малый объемный удельный импульс. Но в то же время он не обладает большой корродирующей способностью и дает более высокую удельную тягу, чем другие компоненты топливных смесей.
Азотная кислота производится промышленностью также в достаточном количестве, но стоимость ее несколько выше стоимости жидкого кислорода; она составляет около 25 фун
1 AllenS., Jnl. Brit. Int. Soc., 14, 3, May —June, 1955, 165—168,
тов стерлингов за тонну \ Номинальные значения удельной тяги и объемного удельного импульса, которые она дает, вполне удовлетворительны. К сожалению, азотная кислота имеет очень высокую активность и, кроме того, выделяет ядовитые пары. Но ее можно вполне обезопасить хранением в баках из нержавеющей стали, и это следует постоянно учитывать при подготовке к запуску управляемых снарядов ПВО, которые, вероятно, будут заправляться топливом и окислителем заранее и держаться в продолжение некоторого времени в полной боевой готовности. В этой связи следует напомнить о том, что количество отказов двигателей реактивных снарядов «Фау-2» даже с жидким кислородом в качестве окислителя при заправке их более чем за час до запуска увеличивалось с 35 до 61% 1 2. Тем не менее имеются сообщения, что на некоторых современных жидкостных ракетных двигателях ставятся клапаны и насосы, спроектированные таким образом, что старт может быть осуществлен без затруднения даже в том случае, если баки оставались заправленными жидким кислородом в течение длительного периода времени 3 4. Высокая плотность азотной кислоты дает возможность иметь компактные управляемые снаряды с вполне удовлетворительными летными характеристиками, однако пока еще мы не располагаем данными о существовании подобных снарядов в Англии. Вместе с тем известно, что большое число двигателей на американских управляемых снарядах работает именно на этом окислителе.
Концентрированная перекись водорода является также вполне приемлемым окислителем, хотя в настоящее время она довольно дорога; тонна ее стоит не меньше 150 фунтов стерлингов \ Перекись водорода может быть использована и не только в качестве окислителя. Она служит неплохим монотопливом и газообразователем для приведения в действие турбонасосов. По условиям хранения и транспортировки она занимает среднее место между азотной кислотой и жидким кислородом, но требует для этого исключительно
1 Aeroplane, 87, 6 Aug. 1954, 187—188.
2 G г е е n С. F., Proc. Gass. Committee, Rocket Exploration of the Upper Armosphere, Pergamon Press, London, 1954.
3 HurdenD., Jnl.Brit. Int. Soc., 14, 4, July — Aug. 1955, 215—229.
4 S1 a t er A. E., Aeroplane, 88, 28 Jan. 1955, 106—107.
чистых цистерн и транспортного оборудования. Концентрированная перекись водорода дает, кроме всего прочего, вполне удовлетворительный объемный удельный импульс. Сравнительные данные этих трех стандартных окислителей приведены в табл. VII.
Таблица VII
Примеры сочетаний компонентов топлива для жидкостного ракетного двигателя
Окислитель Топливо Тип рабочей смеси Применялись в двигателях
Жидкий кислород Спирт Несамовоспламеняющаяся Фау-2 «Снар-лер», RMI 6000, «Викин»
Азотная кислота Бензин Анилин Несамовоспламеняющаяся Самовоспламеняющаяся «Вероника» «ВАК-Корпо-рал», «Аэро-би», «Найк»
Перекись водорода Гидрат гидразина + мет. спирт Керосин Однокомпонентная Самовоспламеняющаяся Самовоспламеняющаяся в случае предварительного катализа перекиси водорода 109-500, «Спрайт» 109-509, «Фэй-ри», «Бета» «Супер-Спрайт»
Почти каждое горючее будет гореть вполне удовлетворительно с любым окислителем. Идеальным же горючим, принимая во внимание его запасы, является, очевидно, все-таки авиационный керосин. Однако следует учесть, что топливо жидкостного ракетного двигателя часто выполняет еще одну функцию — функцию охлаждающей жидкости, а это требует высокой удельной теплоемкости и удовлетворительной тепло
проводности. В этом отношении керосин не удовлетворяет всем требованиям; в качестве охлаждающей жидкости, снижающей температуру в камере сгорания, более предпочтителен поэтому спирт, который находит сейчас широкое применение в ракетных двигателях, особенно в виде 75-процентного раствора метилового спирта. Кроме перечисленных
Таблица VIII
Сравнительные данные окислителей
Дымящаяся азотная кислота Жидкий кислород Нитрометан Перекись водорода Четырех-окись азота
Точка кипения, °C Давление пара, мм 154 —183 101 144 21
рт. ст. при 5°С 129 49,73 атм при кипении 9,0 0,6 2 ат при 35° С
Удельный вес 1,52 1,14 1,14 1,34 1,45
Активность Сильная Нормальная Нормальная Умеренная Нормальная
Материалы Нержавеющая .сталь Алюминий Тефлон* Стекло Нержавеющая сталь Алюминий Медь Латунь Бронза Монель -металл Нержавеющая сталь Алюминий Бакелит Стекло Каучук Стекло Нержавеющая сталь Алюминий Олово - Тефлон Поли-тен** Хлор-венил Стекло Нержавеющая сталь Алюминий Углеродистая сталь Стекло
♦ Изоляционный материал — политетрафторэтилен.— Прим. ред.
♦ Изоляционный материал для высококачественных кабелей. — Прим. ред.
имеется еще очень много других видов топлива. В табл. VIII даны сравнительные данные некоторых из наиболее распро-страненных окисл ителей.
Необходимо подбирать такие виды топлива, транспортировка которых не вызывает затруднений и которые позволяют топливным бакам, мембранам и вытесняющим устройствам выдерживать коррозию и предельные температуры.
К проблемам, с которыми конструктору приходится сталкиваться при проектировке камеры сгорания, относятся в первую очередь задержки воспламенения, усиленная теплопередача и неустойчивость горения. Задержки воспламенения сводятся к минимуму путем применения специальных инжекторов. Не меньшую сложность представляет собой и накопление компонентов топлива в камере сгорания перед воспламенением или одного компонента топлива перед тем, как будет впрыснут второй. Это предварительное накопление чрезвычайно ухудшает условия запуска и нередко кончается разрушением ракетного двигателя. Чтобы избежать порчи двигателя, в современных управляемых снарядах ставятся специальные регулирующие клапаны, действующие в заранее установленной, строгой последовательности.
Теплопередача в ракетном двигателе весьма интенсивна1, особенно в зоне критической части сопла. Чтобы защитить стенки двигателя от перегрева, используют принцип транспирационного охлаждения (впрыск охлаждающей жидкости через пористые стенки камеры сгорания) и тем самым создают так называемый охлажденный пограничный слой. Этот слой можно получить также и посредством пленочного охлаждения, которого добиваются путем впрыска охлаждающей жидкости через ряд мелких отверстий в стенках камеры, расположенных в наиболее важных местах. Такое охлаждение применяется обычно в сочетании с регенеративным охлаждением, при котором один из компонентов топлива циркулирует по спирали в полых стенках камеры сгорания. Поскольку наиболее тяжелые температурные условия создаются в критической части соп
1 ZieblandH., Jnl. Brit. Int. Soc.t 14, 5, Sept.— Oct. 1955, 248—264.
ла, то и скорость потока охлаждающей жидкости должна быть здесь максимальной.
В двигателях с охлаждением по принципу регенерации внутренние стенки камеры должны быть достаточно тонкими, чтобы обеспечить возможность эффективной передачи тепла охлаждающей жидкости и иметь небольшой температурный градиент, устраняющий опасность возникновения неприемлемых температур на их внутренней поверхности.
Всякое повышение давления за счет испарения охлаждающей жидкости может к концу работы двигателя привести к разрушению стенок. Поэтому наряду с агрегатами, обеспечивающими пуск и остановку двигателя, обычно принято ставить еще и специальный продувочный клапан для вытеснения охлаждающей жидкости из системы охлаждения в конце каждого периода работы двигателя.
Стенки камеры сгорания и сопло изготовляются из обычных стандартных материалов, если, конечно, они не нуждаются в особой жаростойкости из-за соприкосновения со слишком горячими продуктами сгорания1. В последнем случае требуются материалы, обладающие более высокой теплопроводностью. К сожалению, подобные материалы не всегда легко доступны. Нержавеющая сталь, например, представляет собой материал, полностью отвечающий последнему требованию, но совершенно неудовлетворительный с точки зрения первого. Поэтому приходится искать какие-то компромиссные решения. Так, к числу наиболее типичных из применяемых сейчас материалов принадлежат алюминиевые сплавы, малоуглеродистая сталь, строительные и хромированные стали. В свое время немцы разработали оригинальные сварочные машины, которые могли сваривать камеру сгорания реактивного снаряда «Фау-2» в течение 20 мин.
Вес камеры сгорания определенного ракетного двигателя прямо пропорционален тяге, в то время как вес сопла возрастает с увеличением силы тяги в полтора раза. В связи с этим более мощные двигатели должны иметь более крупные и тяжелые сопла. Нет никакого сомнения в том, что для управляемых снарядов дальнего действия потребуются очень внушительные ракетные двигатели^и при
1 Z i е b 1 a и d Н., Jnl. Brit. Int. Soc.t 13, 3, МаУ;1954, 129—141.
их создании особую роль будет играть проблема снижения общего веса двигателя. Один из методов решения этой проблемы заключается в установке нескольких сопел, а второй — в разделении крупного ракетного двигателя на ряд небольших. Несомненная практичность последнего метода состоит в том, что он позволяет производить дросселирование ракетного двигателя без непродуктивного приведения в действие инжекторов и всего двигателя. В конструировании современных ракет, по-видимому, уже существует тенденция к замене тяжелых отливок со сбалчивае-мыми фланцами и других неудобных частей сварными конструкциями, как это делалось на снаряде «Фау-2». Такой метод также приводит к снижению общего веса двигателя.
Любой ракетный двигатель характерен очень сильными тепловыми нагрузками, и поэтому в крупных двигателях приходится предусматривать специальные расширительные швы. Особое внимание следует обращать на предупреждение деформации каналов в системе охлаждения и инжекторов. В первом случае деформация может вызвать аномалии потока, что приведет к возникновению местных перегревов и даже прогоранию стенок двигателя, в то время как перегрев инжекторов явится причиной неустойчивости горения.
Действие жидкостного ракетного двигателя больше всего зависит от правильной работы инжекторов. В момент впрыска топливных компонентов реакция на поверхности раздела между двумя жидкостями начинается почти немедленно, причем эти жидкости быстро испаряются вследствие выделяющейся при реакции теплоты \ Соответствующие абсорбционные спектроскопические свойства компонентов топлива дают возможность точнее определить все моменты рабочего цикла и улучшить условия процесса сгорания. Для этого в жидкое топливо вводится неактивное красящее вещество, которое позволяет увидеть, что реакция завершается уже тогда, когда топливо превращается в пары, при давлении порядка 30 атм и температурах, колеблющихся в пределах от 2000 до 2700* С. Эти температуры горения гораздо выше любых температур, встречающихся в обыкновенных топках. Проблема распределения температур в ракетном двигателе представляет собой весьма важ
1 Baxter A. D., Jnl. Brit. Int. Soc., 10, 3, May 1951, 123—138.
ный предмет исследования, ибо ее решение позволяет точнее определить, где следует размещать инжекторы пленочного охлаждения. Распределение температур исследуется при помощи передвижных зондов, кроме того, берутся пробы газов для анализа процессов сгорания с помощью ультрафиолетовых масс-спектрометров. Спектроскопические исследования абсорбционных полос помогают определять температуры внутри камеры сгорания.
Топливные инжекторы должны быстро смешивать и распылять компоненты топлива с целью обеспечения их плавного сгорания. Существует много различных типов инжекторов, причем одни лучше подходят для одних видов топлив, а другие — для других. Одно из назначений топливных инжекторов заключается в обеспечении стабилизации процесса горения. Отклонения от нормы в работе инжекторов весьма различны 1 и могут оказаться в высшей степени вредными для двигателя. Конструкция инжекторов, конфигурация камеры сгорания и расположение подающих топливопроводов могут при определенном режиме работы до некоторой степени снижать неустойчивость горения. Иногда стабильность процесса горения нарушается изменением тяги двигателя. Инженеры-специалисты Чен1 2, Марбл и Кокс 3 доказали, что в этом случае системы сервоуправления с обратной связью, реагирующие на изменения в давлении и изменения в подаче топлива, могут уменьшить неустойчивость и обеспечить плавное сгорание.
1 S m i t h Е. Т. В., Jnl. Brit. Int. Soc., 12, 2, March 1953, 53—62.
2 T s i e n H. S., Jnl. Amer. Rocxet Soc., 22, 5, Sept.— Oct., 1952, 256-262.
8 M a r b 1 e F., Cox D. W., Jnl. Amer. RocKet Soc., 23, 2, March 1953.
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
Наведение и управление
Так называемая автоматическая «кнопочная» война, являющаяся результатом успешного развития управляемого реактивного оружия, может на первый взгляд показаться последним словом о методах ведения боевых действий, но по существу это не так. Искусство ведения войны начало свое развитие с личного единоборства противников. На смену голым кулакам вскоре пришли примитивные виды оружия, которое можно было держать в руках. Сущность искусства ведения войны на более ранних этапах заключалась в том, что смертельный удар всегда контролировался лицом, его наносившим. На более позднем этапе появились копья, которые дали возможность наносить удары уже на расстоянии. Но и их точность была по-прежнему наивысшей только в рукопашном бою. Изобретение различных рычагов и средств аккумулирования энергии с расчетом на возможность быстрого ее высвобождения, как, например, в арбалете или порохе, дало толчок к появлению усовершенствованных разновидностей простого копья. Метательные снаряды заняли место главного боевого оружия. Однако все подобные снаряды контролировались лишь до тех пор, пока они находились в стрелковом оружии бойца или в метательном механизме. Последние наводились на цель, снаряд выстреливался, и во время своего полета к цели оказывался уже во власти стихии, а точность попадания целиком зависела от любых ошибок, допущенных в конструкции. Тем не менее именно эти снаряды в конечном счете и привели к появлению артиллерии и самолетов-бомбардировщиков.
Идея управляемого снаряда представляет собой прямой возврат к исходному положению — возвращение к личному единоборству. Смертельный удар наносит теперь такое ору
жие, которое постоянно находится под контролем «мозга», способного направить его точно в цель и при этом учесть любые ложные или отвлекающие маневры противника. А силу мускулов и быстроту реакций первобытного человека — бойца его потомки заменили основанной на достижениях науки изобретательностью, создав быстро реагирующий электромеханический «мозг», который и контролирует действия современных управляемых снарядов. Война как таковая снова приобретает характер личного единоборства первобытных, но на этот раз единоборства механизма с механизмом, а не человека с человеком.
Для всякого комплекса управляемого снаряда особо важное значение имеют проблемы наведения. Они-то и явились главной причиной всех задержек в принятии на вооружение новых видов этого оружия х.
Наведение охватывает две различные технические проблемы: управление положением осей снаряда и управление траекторией его полета. Решение первой проблемы обеспечивает правильную ориентировку снаряда в пространстве, а от решения второй зависит поражение снарядом заданной цели. Необходимо #отметить, что управление положением осей снаряда начинается раньше, чем управление полетом снаряда по траектории и наведение его на цель.
Процесс наведения всякого управляемого снаряда состоит, по существу, из трех последовательных этапов. Первый из них принято называть стартом, когда система управления используется для корректировки начального рассеивания, сопровождающего взлет, и вывода снаряда на заданную траекторию, откуда начинается второй этап наведения — сближение. На этом этапе система наведения должна обеспечить доставку боевой части управляемого снаряда на возможно более близкое расстояние от цели с минимальной потерей времени. После этого идет заключительный, или конечный, этап наведения, в течение которого снаряд должен выйти на цель и уничтожить ее. В этот момент должен быть подорван боевой заряд; но в том случае, когда снаряд не поразит цель, в системе управления должно сработать специальное устройство самоликви-
1 R о m i с k D. С., L a n i е г Н. F., Aero Digest, 69, 1, July 1954, 86, 88, 90, 92, 94.
дации, с тем чтобы снаряд не мог причинить вред своей живой силе и технике.
Системы наведения управляемых снарядов удобнее всего подразделять на две категории, так как каждая из них обладает своими характерными особенностями. Первая охватывает снаряды, используемые для поражения наземных целей; сюда относятся, например, все довольно многочисленные управляемые снаряды классов «земля — земля» и «воздух —земля». Особым условием в данном случае является неподвижность цели и возможность наблюдать или исчислять ее местоположение на поверхности Земли. Вторая категория объединяет те управляемые снаряды, которые предназначены для атаки подвижных целей; это главным образом управляемые снаряды классов «земля — воздух» и «воздух — воздух». Перечисленные категории охватывают большинство управляемых снарядов, но, разумеется, существуют и граничные случаи; например, управляемые снаряды классов «воздух — корабль» и «подводная лодка — воздух», которые не так-то просто ввести в общую систему классификации.
В каждой из указанных категорий этапы наведения протекают несколько по-разному. У зенитных управляемых снарядов, предназначенных для поражения воздушных целей, этап, следующий за стартом, часто состоит в выведении управляемого снаряда на заданную траекторию полета, которое часто осуществляется, как мы уже говорили, с помо-мощью широкого радиолуча, формируемого радиолокатором системы управления. Во время наведения на среднем участке траектории полета, то есть на этапе сближения, можно использовать так называемую командную систему наведения или систему автоматического наведения получу радиолокатора наземной станции. На конечном этапе используется какого-либо рода прибор самонаведения.
При запуске управляемых снарядов класса «земля — земля» этап старта одновременно используется и для вывода снаряда на заданную траекторию полета. Второй этап наведения, то есть удержание снаряда на траектории, в этом классе снарядов длится гораздо дольше. Во время него управление производится при помощи какой-либо инерционной системы. Для взрыва снаряда в момент встречи его с целью в системе самонаведения устанавливается специаль
ное устройство, однако следует отметить, что для подрыва термоядерного боевого заряда максимальное сближение с целью вовсе не обязательно.
Рис. 17.Система автоматического наведения снаряда по радиолучу с одной радиолокационной станцией. Управляемый снаряд имеет элементы, определяющие его отклонение от оси радиолуча. Широкий луч используется для вывода снаряда на ось узкого луча.
Системой автоматического наведения получу радиолокатора (рис. 17) пользуются главным образом для управляемых снарядов класса «земля — воздух». В ее основе лежит узкий радиолуч, посылающий кодированные радиосигналы и направляемый на цель радиолокационной станцией наведения. Во время начального этапа снаряд захватывается
широкоугольным лучом и вводится в узкий луч точного наведения. После этого бортовая система наведения управляемого снаряда удерживает его на оси узкого луча, направленной вдоль линии оператор — снаряд — цель. Большое значение здесь имеет угловая величина узкого радиолуча, ибо если угол будет слишком широким, то управляемый снаряд не выйдет на заданную дистанцию относительно цели, в то время как слишком узкий луч может потерять управляемый снаряд во время конечного этапа, когда быстрые маневры снаряда вызывают сильные поперечные ускорения. Еще одной проблемой, связанной с системой наведения по радиолучу, является то, что радиолуч точного наведения может быть отражен различными точками крупного бомбардировщика. В этом случае радиолуч не сможет точно следить за центром цели, что приведет к ошибкам в наведении.
Командная система наведения, также используемая для управляемых зенитных реактивных снарядов, представляет собой более простую с точки зрения бортовой аппаратуры систему, основывающуюся на постоянном управлении полетом с наземной станции наведения. По существу, в системе командного наведения использованы две радиолокационные станции-, одна — для сопровождения цели, а другая — для сопровождения управляемого снаряда. В первых вариантах системы в обязанность оператора, выполнявшего роль управляющего органа, входило совмещение отметок на экране электронно-лучевой трубки; в настоящее же время для этого используются полностью автоматизированные устройства. Выходные координаты обоих сопровождающих радиолокаторов подаются на наземное счетно-решающее устройство (рис. 18), вырабатывающее команды управления, которые затем передаются на управляемый снаряд, чтобы тот мог осуществить перехват цели. Эти команды посылают с четвертого устройства системы — радиостанции передачи команд. Таким образом, вся аппаратура управления непосредственно на снаряде ограничивается радиоприемником, дешифратором командных сигналов и сервомеханизмами, необходимыми для приведения в действие плоско* стей управления снаряда.
В первых системах командного наведения и наведения по радиолучу эффективное управление перехватчиками затруд
нялось тем, что противник мог сбрасывать полоски металлической фольги. В настоящее время это затруднение устранено. Усовершенствованные радиолокационные установки
Рис. 18. Система командного наведения с двумя радиолокационными станциями для сопровождения цели и снаряда. Управление осуществляется путем подачи команд по командной радиолинии. Команды вырабатываются счетно-решающим устройством по данным двух радиолокаторов.
могут весьма точно определять различие между быстродви-жущейся целью и сброшенными полосками фольги, которые вследствие сильного лобового сопротивления тут же теряют всякую скорость.
Однако обе системы все еще остаются чувствительными к другим видам помех в работе командной линии и радиолокаторов, вроде забивания станций активными помехами, и поэтому способность устранять или ослаблять их стаиовит-
ся весьма важным фактором при проектировании систем наведения. Именно из-за этих помех нам пришлось отказаться от многих простых и удобных систем наведения и управления. Одним из способов избежания подобных помех является посылка импульсов управления (управляющих команд) с различными кодирующими частотами, причем посылка производится так, чтобы импульсы оказывались действенными только тогда, когда ряд различных частот поступает в определенной, точно установленной последовательности. Этот способ известен под названием «радиозамка», потому что он до некоторой степени схож с системой спускных защелок в механическом замке. Поскольку про-тивопомеховые устройства составляют столь важную характеристику системы наведения, то и все современные усовершенствования в этой области должны оставаться строго засекреченными из соображений государственной безопасности.
Достоинством командной системы и системы наведения по лучу служит возможность установки на самом снаряде минимального количества аппаратуры наведения. Для управляемых снарядов ПВО однократного действия этот фактор весьма важен, поскольку при размещении сложных счетно* решающих устройств и дорогостоящей радиолокационной аппаратуры на земле они могут быть использованы для наведения многих управляемых снарядов. Таким образом, количество бортовой аппаратуры управления на снаряде сокращается, там остается лишь устройство, определяющее отклонения от направления, задаваемого лучом точного наведения \ противопомеховые схемы, декодировщики сигналов и сервомеханизмы.
С другой стороны, управляемый снаряд можно спроектировать совершенно независимым от наземной системы управления, то есть разместить на нем всю аппаратуру, необходимую ему для сопровождения и достаточно точного сближения с поражаемой целью. На практике такая система наведения для управляемых снарядов ПВО была бы, конечно, непригодна в связи с ее большой дороговизной, и поэтому обычно ограничиваются установкой на снаряде
1 В случае использования метода наведения получу или аппаратуры для приема команд при наведении командным методом.— Прим.ред,
электронного устройства, действующего самостоятельно только на конечном этапе наведения и известного под названием «устройства самонаведения».
В настоящее время большинство управляемых снарядов снабжено какой-либо определенной системой самонаведения на цель, не требующей никакого вмешательства со стороны наземной станции. Самонаведение может быть пассивным, то есть таким, когда управляемый снаряд наводится самостоятельно на источник энергии, заключенный в самой цели, например на обычный источник тепла, на электромагнитные излучения, шумы двигателей и аппаратуры самолета и даже на источник тепла, возникающего при аэродинамическом нагреве быстро движущегося тела. Применяющаяся для этого бортовая аппаратура состоит из чувствительных пеленгационных приемников, которые приводят в действие сервомеханизмы, ведущие снаряд по заданному курсу к цели.
В полуактивной системе самонаведения используются сигналы, отраженные целью при облучении средствами ПВО. Подобно тому как раньше для освещения цели применялись зенитные прожекторы, так и сейчас цель «освещается» мощным радиолокационным передатчиком, называемым «станцией подсвета». В этом случае самонаведение осуществляется при помощи бортовых приемников снаряда по сигналам, отраженным летящей целью. Иногда такую «станцию подсвета» несет на себе и самолет-носитель управляемых снарядов класса «воздух — воздух».
Однако наиболее совершенным методом самонаведения является активный метод, при котором на управляемом снаряде находятся все средства создания собственных поисковых радиолокационных сигналов.
Все системы самонаведения обладают довольно малой дальностью действия. Так, например, система пассивного самонаведения по инфракрасным лучам позволяет иметь максимальную дальность действия в ночное время порядка 16 км.
Те системы управляемых снарядов, которые сейчас уже не составляют секрета, страдают многими недостатками, а большинство современных систем с их усовершенствованиями продолжают оставаться засекреченными. Однако об их надежности можно судить уже по одному тому факту, что в
производство сдаются все новые и новые образцы управляемых снарядов (рис. 19)1.
Управляемый снаряд обычно конструируется с таким расчетом, чтобы в случае, если он минует цель, его можно было автоматически уничтожить. Примером устройства, позволяющего сделать это, может быть весьма небольшой компактный прибор самоликвидации, выпущенный фирмой «Грэсби Инструменте Лимитед», состоящий из часового механизма, с помощью которого снаряд уничтожает себя по истечении установленного срока. Механизм запускается инерционным включателем, который должен быть отрегулирован с расчетом на широкий диапазон ускорений. Чтобы предотвратить преждевременное срабатывание механизма, в конструкции предусмотрено предохранительное] устройство, исключающее возможность такого срабатывания, если только в течение заданного периода времени не сохранится некоторое ускорение установленной величины 1 2.
Как правило, выбор системы наведения связан с методом перехвата. Простейший
Рис. 19. Общин вид головки самонаведения управляемого снаряда. В верхней части виден антенный отражатель, под ним— развертывающее устройство; в средней части — карданный гиропилот, а в нижней — электронная аппаратура.
вид перехвата известен под названием «прямого преследования», при котором управляемый снаряд в течение
1 Financial Times, 25 Nov. 1955, р. 1.
2 Graseby Instruments Ltd., Data Sheet G. W/3/4, Tolworth, 1955.
Рис. 20. Метод прямого преследования, при котором управляемый снаряд постоянно направляется на цель.
6
Рис. 21. Метод пропорционального сближения, заключающийся в наведении снаряда в расчетную точку встречи.
всего времени полета направлен на цель *. Такое решение задачи невыгодно вследствие того, что заключительные моменты этапа сближения и конечный этап протекают при чрезвычайно высоких поперечных ускорениях. При этом траектория полета управляемого снаряда представляет собой кривую с радиусом кривизны, убывающим по мере приближения снаряда к цели (рис. 20). В связи с этим поперечное ускорение снаряда при подходе к цели растет непрерывно и во все возрастающем темпе. Встреча с целью в этих условиях потребовала бы невероятно высокого ускорения, так что даже в самом лучшем случае следствием такой тактики был бы пролет снаряда мимо цели на большом от нее расстоянии.
Недостатки подобного метода можно устранить, если заставить управляемый снаряд постоянно направляться в расчетную точку встречи с целью. Это достигается использованием системы пропорционального сближения, с помощью которой управляемый снаряд «сможет рассчитать» свой курс так, чтобы он не был таким, как в предшествующем случае, а регулировался бы органами самоуправления пропорционально скорости изменения линии визирования. Коэффициент пропорциональности подбирают с расчетом сокращения поперечных ускорений до минимума1 2 (рис. 21).
Процесс наведения управляемых снарядов классов «земля — земля» и «воздух — земля» также распадается на три этапа. Начальный этап у крылатых снарядов, стартующих с земли, служит для установки их на заданную траекторию полета, а у снарядов баллистических дальнего действия — для сообщения им надлежащей скорости движения по траектории к моменту полной выработки запаса топлива. Начальный этап наведения управляемых снарядов класса «воздух — земля» будет состоять в пилотировании самолета по курсу до пункта запуска управляемого снаряда. Системы управления траекторией полета, ограниченные определенной дальностью действия, получают данные для построения курса управляемого снаряда от наземного радиолокатора станции управления, которая посылает ему соответствующие команды наведения и опре
1 Gardner G. W. Н., Chart. Meeh. Engineer^, Jan. 1955, 5—22.
2 См. о данном методе в книге ЛоккА. С., Управление снарядами, Гостехтеоретиздат, М., 1957, стр. 513—516.— Прим. ред.
деляет начало конечного этапа наведения. Для приема команд на управляемом снаряде используется радиолокационный приемник кодированных сигналов.
Наиболее сложной проблемой управления является проблема, связанная с запуском многоступенчатых реактивных снарядов. Небольшие отклонения траектории полета и изменение скорости после прекращения работы двигателя, допустим третьей ступени, могут увести управляемый сна ряд далеко от цели. В настоящее время все детали систем управления подобных снарядов строго засекречены, и объясняется это, вероятно, тем, что класс управляемых снарядов дальнего действия представляет собой, по-видимому, предел развития управляемого реактивного оружия. Тем не менее известно, что по сравнению с системой наведения немецких снарядов «Фау-2» системы современных многоступенчатых ракет претерпели ряд усовершенствований \
Вследствие того что управляемые снаряды дальнего действия неизменно представляют собой исключительно дорогостоящие предметы вооружения, да к тому же еще имеют разовое назначение, то экономии ради вполне возможно и даже необходимо ставить на них сложную и дорогую аппаратуру управления, гарантируя тем самым выполнение ими своих задач.
Единственной рассекреченной системой, которая целиком свободна от всяких внешних помех, является инерционная система наведения на заранее рассчитанное место цели. Эта система предполагает установку на снаряде всей навигационной аппаратуры и электронного запоминающего устройства. Пользуясь соответствующей контрольной системой ориентиров, например естественной с применением гелиоразведчика-магнитометра или звездного телескопа, или же, наконец, искусственной системой с применением схемы дальней гиперболической навигации «Лоран», управляемый снаряд сам определяет собственное положение в пространстве и следует по заранее рассчитанному курсу на цель, координаты которой были введены в его запоминающее устройство.
Основными условиями для работы любой системы наведения дальнего действия являются ее защищенность от заби-
1 S u t t о n G. Р., Jet Propulsion, 25, 11, Nov. 1955, 615—626.
вания мешающими передатчиками противника и точность. Не менее важным может быть и отсутствие способности заранее оповещать противника о приближении снаряда. По-видимому, лучше всего отвечает этим требованиям инерционная система наведения, которая частично уже была испытана самолетами в полетах на дальние расстояния, причем все испытания подтвердили ее точность 2. Сейчас промышленность уже выпускает авиационные навигационные системы с автоматической прокладкой курса, которые обладают точностью порядка 0,5% (8 км на 1600 км) и дальностью действия до 4800 км.
Основой инерционной системы наведения является сверхчувствительный акселерометр, способный точно фиксировать продольные и поперечные ускорения. С тремя такими акселерометрами связаны точные гироскопы с весьма малой прецессией2, которые могут служить для управляемого снаряда в качестве контрольной системы координат.
Типовой курсовой гироскоп представлен на рис. 22. Он выпускается нью-йоркской фирмой «Гиромеханизмс»; вся конструкция весит 2,5 кг и имеет диаметр не более 12,7 см. Внутренняя ось гироскопа может проворачиваться в кардане на угол 85°, в то время как внешняя ось вращается совершенно свободно. Датчики представляют собой механический переключатель и соответствующий потенциометр. Индукционный мотор потребляет рабочий ток силой всего 0,1 а и имеет мощность не свыше 6,0 вт. Гироскоп набирает необходимую рабочую скорость через 1 мин. после его включения. Курсовой гироскоп такой конструкции может работать при температурах, колеблющихся в интервале от минус 55 до плюс 70°С и при давлениях окружающего воздуха от нуля до 2 ат. Он способен выдерживать вибрации порядка 30-кратного ускорения силы тяжести и весьма сильные поперечные ускорения. Если при этом учесть, что его можно хранить без применения до пяти лет, то становится ясно, что он является незаменимым для управляемых снарядов ПВО ’.
1 American Aviation, 18, 11, 25 Oct. 1954, 72—74.
2 Движение оси симметрии вращающегося тела по образующей конуса, вызываемое действием пары внешних сил.
з Gyromechanisms Inc., Datasheet, New York, 1955.
В одной из последних моделей гироскопа использованы воздушные пневматические подшипники, которые сокращают трение до ничтожно малых величин, а это почти целиком
Рис. 22. Общий вид курсового гироскопа] управляемого снаряда. Такой гироскоп весит всего 2,5 кг и способен выдерживать ускорение, в 30 раз превышающее ускорение силы тяжести.
исключает всякую прецессию. Гироскопы такой конструкции предназначены главным образом для межконтинентальных систем наведения.
Перед запуском управляемого снаряда дальнего действия все силы, которые, вероятно, будут оказывать на него свое действие во время полета, вычисляются и вводятся в компактное устройство для накопления данных, являющееся частью бортового электронного счетно-решающего устройства. Если во время полета акселерометры выдают на счетно-решающее устройство такиеданные, которые расходятся с данными, зафиксированными в его накопительном устройстве, то немедленно и автоматически вносятся поправки. В полете каждому снаряду может встретиться большое число неучтенных сил, которые будут оказывать на него свое действие. В их число входят порывы ветра, изменения физических условий в верхних слоях атмосферы (температура и плотность), непредвиденные отклонения в рабочей характеристике силовой установки, а также неполадки в работе плоскостей управления. Отклонения от предварительно вычисленной траектории полета определяются датчиком, после чего корректирующие сигналы подаются со счетнорешающего устройства через сервомеханизмы на соответствующие органы управления, которые необходимым образом изменяют положение плоскостей управления или тягу силовой установки, чтобы вернуть управляемый снаряд на заданный курс или траекторию полета.
Подобные системы можно дополнительно усовершенствовать, если во время полета осуществлять определенную контрольную проверку координат. Это особенно важно при больших дальностях стрельбы. Проверка координат может производиться на самом управляемом снаряде автоматически либо путем использования следящего за звездами устройства, наблюдающего за положением некоторых наиболее ярких звезд, либо с помощью замеров магнитного поля Земли. Допускается также и использование какой-либо системы с искусственной гиперболической сеткой, при которой две или большее число радиостанций посылают перекрывающиеся сигналы для образования сетки радиосигналов на всем протяжении полета снаряда к цели. В этом случае приемник, имеющийся на управляемом снаряде, измеряет расхождение во времени между сигналами, принимаемыми от обеих станций, и выражает его в виде точного контрольного определения положения снаряда в пространстве. Примеры подобных систем весьма распространены в гражданской
авиации, но они чувствительны к радиопомехам, создаваемым противником, а также к некоторым метеорологическим условиям.
В следящем за звездами устройстве использованы два телескопа, направленные на определенные звезды; пользуясь положением географического места звезды, можно точно проверить местонахождение управляемого снаряда в пространстве. Аппаратура следящего устройства нуждается в устойчивой платформе, и сейчас такие платформы созданы как на крылатых, так и на баллистических управляемых снарядах х.
Географическим местом звезды является та точка на земном шаре, где звезда находится в данный момент прямо в зените. Такие географические места звезд вычисляются весьма точно. Если же управляемый снаряд может наблюдать звезду, географическое место которой известно, то легко вычислить и его положение в пространстве. Угол между управляемым снарядом, центром Земли и географическим местом звезды равен зенитному расстоянию 1 2 звезды при наблюдении ее с управляемого снаряда. Используя две звезды, можно найти положение управляемого снаряда относительно двух географических мест звезд и таким образом точно зафиксировать географическое место снаряда на земном шаре. При этом следует учесть, что если выбор звезд производится недостаточно тщательно, то координаты местоположения снаряда могут оказаться неправильными или недостаточно точными.
Вообще же межконтинентальный управляемый снаряд должен был бы иметь несколько систем наведения. Тогда на этапе старта могло бы иметь место наведение по радиолучу, а на среднем участке траектории полета— инерционное наведение с помощью астронавигации или навигации в системе искусственных координат. На конечном этапе такой снаряд использовал бы систему пассивного самонаведения по световым инфракрасным сигналам или магнитным полям. Все это позволило бы снаряду доставить свой ядерный боевой заряд на расстояние от цели, обеспечивающее ее уничтожение.
1 S t а с е у D. S., et. al., Electronics, 27, Jan. 1954, 149—151.
2 Зенитное расстояние— угловое расстояние.небесного светила oi зенита.
Важным условием эффективного действия систем наведения управляемых снарядов является способность бортовой аппаратуры выдерживать большие ускорения — про-
Рис. 23. Кривая зависимости потребного веса боевого заряда от величины промаха.
дольные в период взлета и поперечные во время маневров.
Немалое значение при определении максимального сближения снаряда с целью имеют размеры и разрушительная мощность боевого заряда. Можно построить кривую зависимости величины промаха от веса боевого заряда, обеспечивающего полное уничтожение цели г. Эта кривая поднимается весьма круто по мере роста величины промаха (рис. 23), и перед конструкторами систем наведения стоит сейчас задача обеспечить для данного управляемого снаряда и веса боевого заряда такие соотношения между величиной максималь
ного промаха и весом боевого заряда, которые лежали бы в пределах заштрихованной части рисунка.
Оказывается, что если система наведения не в состоянии обеспечить необходимого сближения снаряда с целью, то вес боевого заряда возрастает до весьма внушительных размеров. А это ведет за собой либо сокращение дальности действия управляемого снаряда, либо соответствующее увеличение его стартового веса при заданной дальности действия. Таким образом, если боевой заряд представляет собой обычное взрывчатое вещество, тогда задача конструктора системы наведения будет состоять в том, чтобы добиться максимально возможного сближения снарядов с целью. Если же в качестве полезной нагрузки управляемые снаряды получат термоядерные боевые заряды, что вполне
1 G а г d п е г G. W. Н., Chart. Meehan. Engineer, 2, Jan. 1955 — 5-22.
возможно1, то задача конструктора значительно облегчится, так как подобные заряды, взорванные даже на большом расстоянии от цели, все равно обеспечат ее поражение. Однако термоядерные боевые заряды будут применены, конечно, только на управляемых снарядах дальнего действия, и весьма маловероятно, что на современном этапе развития ракетного дела ими могут быть снабжены все зенитные управляемые снаряды. Помимо дальних ракет, ядер-ные боевые заряды должны определенно найти применение и в управляемом оружии для борьбы с ракетами противника. В таком случае эффективность перехвата будет зависеть от величины термоядерного заряда перехватчика.
Выбор элементов для практической реализации в различных системах управляемых снарядов имеет очень большое значение. Почти все сверхзвуковые управляемые снаряды издают в полете сильный шум, что, естественно, связано с наличием вибраций. Эти вибрации настолько сильны, что могут разомкнуть реле и даже разрушить аппаратуру, и поэтому становится необходимым перед установкой каких-либо элементов на управляемый снаряд испытывать их с помощью специальной машины, которую называют вибростендом. Он может сообщать испытываемым деталям вибрации с частотами в пределах до 500 гц.
Не менее важной проблемой являются и ускорения. Так же как и вибрация, они могут нарушить работу реле, если последние не будут точно сбалансированы, и даже привести к прогоранию подшипников вследствие повышенных нагрузок. В первых управляемых снарядах конструкторам приходилось выходить из этого положения, используя временно приспособляемые образцы, выпускаемые промышленностью стандартной аппаратуры. Для того чтобы приспособить такую деталь к условиям работы на управляемом снаряде, разумеется, была необходима ее серьезная модификация, и в первое время из-за этого возникало множество неполадок. Сейчас большая часть аппаратуры проектируется специально для применения только в управляемом реактивном оружии, и этим достигается большая надежность действия.
1 ZaehringerA, J., Jet Propulsion, 25, 9, Part I, Sept. 1955, 473.
В ходе испытаний выявилось, что многие неполадки в электронной аппаратуре происходят еще при старте вследствие сильных ударных нагрузок, возникающих во время работы стартового ускорителя. |В этом случае уже нет возможности отложить запуск, и управляемый снаряд приходится списывать как полностью потерянный. Кроме того, было выяснено, что аппаратура управляемого снаряда подвергается вредному воздействию высоких температур. Это связано с необходимостью конструировать миниатюрную аппаратуру и размещать ее наиболее компактно в небольших, наглухо закрытых отсеках управляемого снаряда, где проблема рассеивания теплоты становится весьма трудно разрешимой. Здесь на аппаратуру воздействует не только теплота, возникающая в процессе работы двигателя, но и та, которая проникает в снаряд извне вследствие аэродинамического нагрева, имеющего место при высоких скоростях полета. Даже при непродолжительном полете на такой скорости становится необходимым какого-либо рода охлаждение.
Все элементы управляемого снаряда, как правило, проходят обширную программу испытаний; на центробежных машинах их подвергают испытаниям на ускорение, а на вибростендах — испытаниям на вибрацию. Эти два вида испытаний позволяют обнаружить и устранить недостаточно прочные соединения и контакты, закорачивание проводов и дефектные электронные лампы. Во время летных испытаний кабели управления остаются подключенными к управляемому снаряду вплоть до момента запуска. Они обеспечивают возможность проведения всех контрольных проверок перед полетом без ненужной разрядки аккумуляторов управляемого снаряда. Для испытаний применяют метод быстрого отсоединения, предполагающий использование приводимого в действие электромагнитом штепсельного эжектора. Фирма «Грэсби Инструменте» выпускает для этого специальный прибор, который весит 0,45 кг и развивает выталкивающее давление порядка 2,3 кг/см2. Ощпредстав-ляет собой подводящую электроэнергию штепсельную ^вилку, надежно связанную с эжектором посредством обода. Все устройство подключается к штепсельному гнезду, расположенному на корпусе управляемого снаряда. В момент запуска соленоид возбуждается и освобождает одновремен
но два пружинных плунжера, которые быстро выталкивают эжектор и штепсельную вилку за пределы стартового устройства.
В других системах используется пневматическое выталкивание, осуществляемое сжатым воздухом, который приводит в действие плунжеры, выбрасывающие штеккер из гнезда на корпусе управляемого снаряда. Пневматические эжекторы позволяют получать более значительные выталкивающие давления, чем электрические х.
Системы наведения управляемых снарядов целиком зависят от уровня развития электронной техники, в основе которой лежат устройства, способные усиливать электрические импульсы и изменять силу тока и напряжение по отдельности или одновременно. На протяжении многих лет основным устройством для усиления импульсов оставалась электронная лампа. Однако для использования в управляемых снарядах большинство выпускаемых промышленностью электронных ламп оказалось непригодным. В практику многих фирм, создающих управляемые снаряды, вошло проведение испытания всех подобных ламп перед их установкой на снаряде. Их испытывают на тряску, а затем исследуют с помощью микроскопа, стремясь отыскать внутренние дефекты и повреждения 1 2 (рис. 24). Некоторые фирмы, кроме того, применяют рентгеноскопию, а также предварительную рабочую тренировку ламп в течение определенного периода времени, которая дает возможность убедиться в том, что лампы функционируют нормально 3. Недавно промышленностью стали выпускаться специальные упрочненные пакетированные радиолампы, которые нашли применение на управляемых снарядах. Эти лампы можно с успехом использовать в простейших электронных схемах. Стеклянные баллоны заменены в них керамическими колпачками. Материалом для стоек между электродами также служит керамика, что обеспечивает лампе значительную механическую прочность при небольших размерах. Как сообщают, одна из этих новых ламп работает даже в раскаленном докрасна состоянии при температуре до 540° С.
1 Graseby Instruments Ltd., Data Sheet, Tolworth, 1955.
2 К 1 e i n h о f e r B. A., Inst, of Navigation, U. C. L. A., 23 Jan. 1954.
3 American Aviation, 18, 11, 25 Oct. 1954, 64—68.
В целом ряде случаев вместо электронных ламп в управляемых снарядах используются магнитные усилители х.
Рис. 24?Обнаружение дефектов в радиолампах: слева— микрофотоснимок поврежденных опорных элементов, справа — рентгеноснимок лампы, позволяющий установить ее внутренние пороки.
В отношении прочности на тряску и вибрацию они значительно превосходят электронные лампы. Кроме того, магнитные усилители способны обеспечить более высокие соотношения между коэффициентом усиления по мощности и временем реакции 1 2, чем машинные усилители, и требуют
1 S t е i г Н. Р., American Aviation, 19, 11, 24 Oct. 1955, 40, 44, 46, 48, 50.
2 Речь идет о постоянной времени магнитного усилителя, определяющей переходной процесс установления выходного напряжения.— Прим. ред.
очень небольшого ухода. Особенно удобны магнитные усилители в системах управления сервомеханизмами. Такой усилитель принципиально представляет собой устройство с регулируемым импедансом, которое усиливает нагрузочную мощность и напряжение. Усиление происходит вследствие того, что мощность, требуемая от источника управляющего тока, во много раз меньше выходной мощности управления, подводимой к нагрузке. В настоящее время во многих областях техники стали широко применяться магнитные усилители самонамагничивающего типа, подобные выпускаемой фирмой «Вестингауз» модели «Мегамп».
Однако наибольшие возможности для создания малогабаритных систем управления в управляемых снарядах дают транзисторы, поскольку мощность, которую они рассеивают в виде теплоты, весьма незначительна \ Наибольшая эффективность транзисторов может быть достигнута за счет разработки схем специально для них. В настоящее время транзисторов выпускается мало, и их себестоимость довольно высока, однако конструкторы упорно работают над их усовершенствованием. Новые кремниевые транзисторы, несомненно, имеют большое будущее в части применения их для схем, работающих в условиях высоких температур. Но пока еще они стоят почти в шесть раз дороже любой электронной лампы.
Транзистор представляет собой одно из устройств,'действие которых основано на использовании свойств полупроводников 1 2. Он способен осуществлять усиление без необходимого в обычной электронной лампе нагрева специального источника термоэлектронного излучения. Хотя транзистор и является современным электронным устройством, в его основе лежит обычный, но, конечно, усовершенствованный кристаллический детектор. Он действует по принципу регулирования потока электронов в твердом полупроводнике. Твердые полупроводники обладают более высокими сопротивлениями, чем металл, но меньшими по сравнению с такими изоляторами, как стекло. Между прочим, с повышением химической чистоты полупроводника его сопротив
1 S с h a f f n е г J. S., General Electric Review, 57, 2, March 1954, 50—51.
2 Kru gman L, Introduction to Transistors, Chapman and Hall Ltd., London.
ление возрастает. Существует два типа полупроводников, а именно п-тип и p-тип. В первом случае химически чистый полупроводник содержит одну постороннюю примесь; физически эта примесь отличается тем, что у ее атомов во внешней орбите имеется больше электронов, чем в полупроводнике. Такой полупроводник известен под названием носителя отрицательных зарядов. Во втором типе, или, как его иначе называют, носителе положительных зарядов, используется примесь с числом электронов во внешних орбитах атомов меньшим, чем у полупроводника. Недостаток электронов приводит к возникновению явления «дыр», в результате чего эквивалент положительно заряженных частиц имеет возможность мигрировать через массу полупроводника. Именно это явление и может быть использовано для усиления \
Полупроводником в большинстве транзисторов служит германий. Первые транзисторы принадлежали к типу с точечными контактами и обеспечивали коэффициент усиления тока, превышающий единицу. Однако такие транзисторы имеют высокий уровень шума. Тем не менее они могут работать на высокой частоте порядка 300 мггц и поэтому находят применение в генераторах и усилителях высокой частоты, в усилителях промежуточной частоты и коммутационных цепях. Но там, где уровень шума определяет наименьшую величину сигнала, который сможет быть усилен, подобный транзистор не годен. Пожалуй, наиболее успешным является его применение в опрокидывающихся схемах цифровых счетно-решающих устройств. Здесь он позволяет добиться значительной экономии мощности и объема, так как в этой схеме один транзистор может заменить две радиолампы.
Транзистор второго типа представляет собой плоскостный транзистор. Поскольку уровень шума в нем значительно ниже, чем в первом типе, его можно использовать для усиления слабых сигналов. Он обеспечивает значительный коэффициент усиления мощности без изменения силы тока вследствие того, что импеданс эмиттера высок, а импеданс коллектора весьма низок. Такое положение делает электронные схемы более устойчивыми, однако емкостное влия
1 С. В. S. Transistor Manual, Bulletin В. 212.
ние пластинчатой конструкции транзистора ограничивает рабочую частоту до 200 кгц. Поэтому транзистором второго типа пользуются лишь в усилительных и генераторных схемах низких частот. Есть данные, что экспериментальные слоистые транзисторы-тетроды типа п—р—п работают на частоте до 1000 мггц.
Обычно указывают, что транзисторы потребляют не более 0,001 мощности, потребной для работы электронной радиолампы. При этом нужно учесть их относительно небольшие размеры и отсутствие периода разогрева; транзистор, как говорят, всегда готов к действию. Транзисторы включаются непосредственно в цепь и питаются от общего источника напряжения, например, в 12 в, не требуя никаких специальных генераторов высокого напряжения,вроде вибропреобразователей, которые, кстати сказать, являются постоянными источниками всяких неполадок.
Устройство для преобразования мощности на транзисторах, которое заменяет собой двигатели-генераторы, вибропреобразователи или высоковольтные аккумуляторы \ весит всего лишь 0,73 кг, в то время как стандартный машинный преобразователь с такой же выходной мощностью имеет вес 2,15 кг. Его объем вдвое меньше объема указанной аппаратуры, и оно обеспечивает более высокую степень стабилизации напряжения. Кроме того, это устройство не дает вибрации, запускается почти мгновенно без пускового перенапряжения и обладает отличной устойчивостью при ускорениях. Возможность работы устройства на высоких частотах сокращает вес сглаживающих фильтров. Если нагрузка становится чрезмерной, то это просто приводит к прекращению действия преобразователя; таким образом, даже короткое замыкание в нагрузке источнику питания вреда не приносит. Но, хотя выходное напряженней является устойчивым в довольно значительном интервале температур, все же выходная мощность при повышении температуры падает. Германиевые транзисторы могут работать при температурах до 70° С, но промышленность выпускает сейчас по преимуществу кремниевые транзисторы вследствие их способности устойчиво работать при более высоких температурах.
1 Transistor Products Inc., Tech. Data Release, Waltham, 26 May, 1955.
Научные работники фирмы «Белл Телефон» разработали мощный кремниевый выпрямитель нового типа, который может иметь неограниченно продолжительный срок службы и может работать при температурах до 200° С \ Обработка парами примесей при высокой температуре заставляет ничтожные следы этих примесей проникать в кристаллическую структуру кремния с образованием соединения типа р—п. Два новых выпрямителя размером с горошину, будучи объединены и смонтированы на ребре радиатора охлаждения, обеспечивают получение постоянного тока силой более 20 а и напряжением до 100 в. При мощности выпрямителя до 2000 вт потеря на нагрев составляет всего лишь 20 вт. Каждый выпрямитель состоит из кремниевой слоистой пластинки толщиной 0,015 см с площадью в 0,25 см1 2. Величина тока, проходящего через такие выпрямители, в 5 тысяч раз превосходит величину тока, преобразуемого обычными выпрямителями подобного размера, и, следовательно, их можно использовать на управляемых снарядах в качестве миниатюрных выпрямителей тока.
Одним из затруднений, связанных с производством транзисторов, была необходимость массового выпуска таких устройств, которые обладали бы постоянными и заранее известными характеристиками. Но одна американская фирма заявила, что ею разработан новый метод производства сверхвысокочастотных транзисторов, который позволяет добиться значительного снижения брака, обычно составляющего 40—50 %2.
Помимо средств усиления, электронные устройства требуют надежных монтажных соединений. Обычный в прошлом способ выполнения монтажа при помощи отдельных паяных соединений приводил к бесчисленным неполадкам; пайка увеличивала сопротивление контактов и приводила даже к разрыву цепей. Чтобы избежать подобных дефектов, все отрасли радиопромышленности пробуют в настоящее время наладить производство печатных схем. Особенно серьезно этим вопросом занимается промышленность производства управляемых реактивных снарядов.
1 Bell Telephone Laboratories, Press Release, New York, 7 July 1955.
2 Financial Tinies, 7 Nov. 1955.
Наиболее известный метод изготовления печатных схем заключается в нанесении отпечатка контура необходимых соединений на омедненную поверхность листа слоистой пластмассы и в последующем удалении ненужных участков неоконтуренной меди травлением L Для этой цели фирма «Бакелит Лимитед» выпускает слоистые пластмассовые листы с медным покрытием, состоящие из бакелитового основания с наклеенным на него листом медной фольги. Поверхностное удельное сопротивление материала основания весьма высоко и превышает 5х104 мгом!см 1 2. Слой грунтовочного, препятствующего оставлению следов на изоляторе материала осаждается на поверхность основания в процессе вытравливания. Это необходимо для того, чтобы исключить возможные короткие замыкания, которые могут быть вызваны повышением влажности уже законченных схем вследствие гигроскопичности оставшихся на изоляторе отпечатков пальцев 2.
Печатный метод значительно сокращает себестоимость схем, так как небольшие детали, вроде конденсаторов связи малой емкости и настроечных индуктивностей, могут быть впечатаны в схему без дополнительных затрат (рис. 25). Техника печатных схем особенно подходит для усилителей на транзисторах, для фильтрующих цепей с катушками и конденсаторами, для рамочных антенн, панелей счетнорешающих устройств, я также для обеспечения постоянства и малого разброса параметров в настроенных фильтрующих контурах. Кроме того, печатные схемы дают возможность сократить уровень фона переменного тока в усилителях с большим коэффициентом усиления и обладают огромным преимуществом перед обычными схемами, если принять во внимание их массовое производство и гарантированную Идентичность выполнения монтажа. Для управляемых снарядов весьма важно то, что малогабаритные плоские схемы позволяют наилучшим образом использовать наличный объем снаряда. Для того чтобы еще больше сократить раз* меры схем, можно выполнять монтаж в трех измерениях, пользуясь гибким складывающимся основанием. Примером такого монтажа служат схемы радиочастотных трансформа*
1 Bakelite Ltd., Tech. Data Copper Clad Laminated for Printed Cif* cults.
2 Financial Times, 21 Sept. 1955, p. 9,
торов. Усилителем, выполненным по методу печатной схемы с печатными катушками и конденсаторами, можно пользоваться и длядтромежуточных частот в интервале от 35 до 38жггг{. Точно таким же споссбом можно печатать антенные
Рис 25. Печатная схема высокочастотных катушек и конденсаторов.
фильтры высоких частот1 и другие противопомеховые схемы. В последнее время промышленность начала изготовлять печатные сопротивления и для сервоусилителей 1 2.
1 Т. С. С. Ltd., Special Productis Bulletn, № 2, London, Oct. 1954.
2 Dummer G. W., J о h n s t о n D. L., Electr. Engin., 25, 309, Nov. 1953, 406—461.
Еще одно большое преимущество печатной схемы заключается в том, что ее детали могут быть скомпанованы таким образом, чтобы все контакты располагались в одной плоскости. Это позволяет соединять их друг с другом одновременно методом пайки с погружением в припой и избегать ручной пайки, требующей большого количества времени. При этом отпадает необходимость и во многих кабельных наконечниках, гнездах и клеммах. Печатная схема обеспечивает точное взаимное расположение всех деталей, дающее возможность заранее рассчитать емкостные и индуктивные взаимосвязи и точно воспроизвести их в каждой схеме. Поскольку слоистая основа используется как изолятор и как шасси, то нужда в изоляционных панелях становится минимальной, а такие детали, как изолированные в трубках сопротивления, исключаются вообще. Это дает значительное сокращение веса конструкции.
Применяемая в настоящее время техника пайки с погружением в припой заключается в размещении необходимых деталей на обратной стороне шасси печатной схемы х. Концы проводов отрезают по размеру, оставляя небольшой загиб, с тем чтобы, когда провод будет введен в отверстие шасси, детали не выпали. Затем ту сторону, на которой нанесена печатная схема, покрывают флюсом и опускают шасси на поверхность ванны с припоем. Расплавленный металл пристает к выполненной из меди схеме и к концам проводов, идущих от деталей. Для удаления окиси схему подвергают вибрации, после чего ее вторично погружают в припой. Этот метод обеспечивает получение однородных соединений и может быть легко принят в поточном производстве на сборочном конвейере. Чтобы увеличить проводимость схемы, медь иногда покрывают еще и серебром. Поскольку проводка печатной схемы имеет большую площадь поверхности и малую глубину, все ее соединения сравнительно легко рассеивают теплоту и в связи с этим могут проводить более сильные токи, чем обычные провода с такой же площадью поперечного сечения.
Электронная аппаратура, как известно, нуждается в электропитании. На первых немецких управляемых снарядах источниками питания являлись генераторы, приводимые
1 Т. С. С. Ltd., Special Products Bulletin, № 3, London, Dec. 1954.
в действие крыльчаткой х. В настоящее же время энергию получают от бортовых электрических аккумуляторов или от генераторов питания, работающих на твердом топливе. Наиболее подходящим типом такого аккумулятора является, по-видимому, легкий серебряный элемент. Положительные пластины состоят из чистого серебра; они отделены от отрицательных пластин, выполненных из окиси цинка, целлюлозным материалом, который обеспечивает электролиту отличную диффузию и в то же время предотвращает миграцию металлических частиц с одной пластины на другую 1 2 *.
Никаких сеток или других подобных устройств здесь не требуется вследствие того, что прекрасная проводимость применяемых материалов устраняет всякую необходимость в дополнительном поверхностном распределении тока. Электролитом служит крепкая щелочь КОН, которая сохраняется главным образом поглощенной в целлюлозном материале. Так как весь аккумулятор прочно укреплен в специальном кожухе с внутренней обкладкой, он может выдерживать нагрузки, возникающие вследствие ускорения и вибрации. Газообразование здесь почти полностью отсутствует, потому что электролит не принимает никакого участия в химической реакции аккумулятора. Основным преимуществом серебряного элемента является то, что он сохраняет свой заряд в условиях комнатной температуры на протяжении целого года и обеспечивает довольно большую величину разрядного тока в интервале температур от —50 до -f-60°C. Кроме того, элемент не обнаруживает никакой склонности к кипению при пониженных атмосферных давлениях, имеющих место на больших высотах. Батареи из серебряных элементов вполне оправдали себя на практике при полетах на высоту до 136 км ’. Обычное напряжение одного элемента составляет 1,5 в, а сила тока может быть весьма большой. Так, например, во время испытаний один небольшой экспериментальный элемент весом 21 г дал при коротком замыкании 4 ток силой 40 а. Малый вес элементов позволяет изготовлять аккумуляторы емкостью 80 а-ч, ко
1 В и г g е s s Е., The Enginneer, 184, 10 Oct. 1947, 332—333.
2 Chapman C. L., Elect. Engin., 25, Oct. 1953, 309.
8 Machinery Lloyd, XXVI, 9, 24 Apr. 1954.
4 Yardney M. S., Jet Propulsion, 25, 9, Part II, Sept. 1955, 42 S.
торые при этом весят не более 800 г. В работе по созданию управляемых снарядов, где стремятся добиться минимальных объема и веса аппаратуры, серебряный элемент благодаря его легкости становится незаменимой частью оборудования.
Второй тип источника питания основан на использовании твердого топлива1. Агрегат подобного типа представлен на рис. 26. Через 2 сек. после зажигания он развивает регулируемое гидравлическое давление в 130 ат, которое поддерживается в продолжение 25 сек. За это время генератор с постоянным числом оборотов развивает мощность в 1750 вольтампер. Весь блок-генератора занимает сегмент цилиндра с радиусом 12,7 см и внутренним углом 195°. Общая длина его составляет 36,2 см, а общий вес — 16,3 кг. Скорость истечения потока гидравлической жидкости равна 9 л/мин. Агрегат может работать при различных давлениях окружающего воздуха в пределах от давления на уровне моря до давления на высоте 15 000 м, а также в условиях перегрузок, доходящих до 38 g в продольном направлении и до 15 g в любом ином направлении.
После приема сигнала управления и его дешифрации следующим этапом работы системы наведения должно быть приведение в действие сервомеханизмов, которые производят необходимую корректировку курса снаряда, используя для этого аэродинамические силы или силу тяги самого двигателя.
Если по своей конструкции управляемый снаряд оказывается очень устойчивым в полете, он, несомненно, требует больших усилий для осуществления управления. В то же время, если управляемый снаряд недостаточно устойчив, то необходимые усилия для управления могут быть и меньшими, но тогда должна быть обеспечена возможность их быстрого приложения. В последнем случае все будет зависеть от быстроты действия органов управления и от отсутствия всяких колебаний в трактах управления. Последних удается избежать путем применения сельсинного сервопривода 1 2. Сельсины представляют собой однофазные электрические машины переменного тока. Они обычно состоят из
1 Hamilton Standard, Data Sheet, Windsor Locks, 1955.
2 Aero Digest. 63. 8. Nov. 1951. 88—98. 103.
двухполюсного однофазного вращающегося якоря и статора с обмоткой, соединенной звездой, к которой подводится регулирующее напряжение. Там, где возникает необходимость в усилении сигнала управления> весьма важную роль
Рис. 26. Блок питания управляемого снаряда, работающий на твердом топливе; весит 16,3 кг и обеспечивает агрегаты управляемого снаряда электрическим током и гидравлической энергией в течение 25 секунд.
играет сервомеханизм, имеющий обратную связь. Чувствительным элементом этого механизма может быть сельсинная схема.
На протяжении последних нескольких лет число различных промышленных типов сервомеханизмов значительно выросло. Сейчас различают два типа сервомеханизмов. К первому относятся управляющие системы с разомкнутым циклом, а ко второму — с замкнутым. В системе с разомкнутым циклом управление процессом происходит независимо, и положение объекта регулирования не может оказывать влияния на управляющее устройство. По существу при системе управления с разомкнутым циклом в меха
низме нет никаких приборов для измерения результата управления, и в связи с этим какие-либо отклонения, допускаемые управляющей системой, ничем не корректируются. По этой причине более широкое применение находят так называемые системы управления с замкнутым циклом, где задания подаются в цепи управления в виде сигналов обратной связи с тем, чтобы последние могли исправить возникшие отклонения. Таким образом, главной особенностью системы управления с замкнутым циклом является корректировка отклонений. В идеале задача состоит в том, чтобы отклонения от задаваемой программы всегда оставались равными нулю. В некоторых типах систем управления контур замыкался человеком; его суждение о результатах процесса управления позволяло ему осуществлять регулирование, необходимое для получения минимальных отклонений. В управляемых снарядах человек в некоторых случаях также может участвовать в замыкании контура, однако более распространенным методом здесь является управление при помощи какой-либо электронной системы, которая сама измеряет отклонения и вводит благодаря наличию обратной связи необходимые поправки. В этом случае сервопривод находится под воздействием сигналов управления, поступающих с наземной станции управления, и чувствительных элементов самого управляемого снаряда.
В общем, основное назначение сервомеханизма состоит в усилении сигналов управления и сигналов, вырабатываемых чувствительными элементами снаряда, в подаче их на приводы для приведения в действие плоскостей управления. Плоскости управления приводятся в действие посредством сервомоторов, которые могут быть электрическими, пневматическими или гидравлическими. Сервоприводы не должны потреблять больших мощностей и при малых размерах должны быть быстродействующими. На многих управляемых снарядах вращающиеся рулевые плоскости ставятся сейчас в носовой части и имеют крестообразное расположение. Примером такой конструкции могут быть рули управляемого снаряда «Найк». В других управляемых снарядах, запускаемых в верхние слои атмосферы, где аэродинамические силы почти отсутствуют, управление может осуществляться с помощью поворотного двигателя, укрепленного на карданных подвесках. Управляемые снаряды, сконструи
рованные по типу самолета-снаряда, используют обычные авиационные схемы управления.
На крылатых управляемых снарядах дальнего действия с прямоточными воздушно-реактивными и турбореактивными двигателями регулировка скорости и высоты бывает необходима в течение всего времени полета. Для этого можно подобрать такую программу управления, при которой скорость и высота полета менялись бы в заранее установленном порядке. Это делается главным образом для того, чтобы затруднить противнику приведение в действие своих средств ПВО. Для этой цели можно воспользоваться датчиком, действующим по принципу перепада давления \ Одно давление подводится к внутренней стороне мембраны, а другое—внутрь герметически закрытого прибора, где оно действует как наружное давление на мембрану. По мере изменения внешнего давления мембрана приводит в движение коромысло, перемещение которого осуществляется посредством регулируемого плеча. На коромысле насажен С-образный железный якорь, взаимодействующий с индукционной схемой, имеющей четыре симметрично намотанные катушки; эти катушки представляют собой индуктивную мостовую схему. Когда якорь оказывается в среднем положении, мост уравновешивается и выходной сигнал датчика становится равным нулю. При перемещении якоря мост дает некоторое выходное напряжение, пропорциональное отклонению якоря от центрального положения. Изменения в температуре компенсируются биметаллическими компенсационными элементами и электрическим многополюсником.
Еще одной серьезной проблемой управления ракетами является сброс стартовых ускорителей или отрыв ступеней в многоступенчатых ракетах. Сброс или отрыв должны происходить плавно, без проявления каких-либо боковых усилий. Не менее важен и правильный выбор момента сбрасывания. Если сбрасывающий механизм сработает слишком рано, то часть мощности стартового ускорителя будет потеряна, так как в это время стартовые ускорители еще продолжают развивать тягу. Поэтому слишком ранний сброс или отрыв может привести к уменьшению дальности полета
1 К о 1 1 s m а п, Advance Engineering Release, М—72, 1, 500—454, 1955.
снаряда. Однако, если ускорители окажутся не сброшенными и после того, как израсходуют все свое топливо, они становятся уже мертвым балластом и также приводят к сокращению дальности полета. Боковые ускорители старта имеют обычно такую форму, что воздействующие на них аэродинамические силы обеспечивают их полный отрыв от управляемого снаряда в момент сбрасывания. Стартовые ускорители тандемного типа постепенно отстают от управляемого снаряда вследствие относительного ускорения последнего, вызываемого работой его силовой установки \ Разность тяг боковых ускорителей может привести к возникновению скручивающего момента вокруг центра тяжести управляемого снаряда. Этого можно избежать любым из следующих двух способов: во-первых, можно придать соплам определенный угол наклона с таким расчетом, чтобы направление силы тяги каждого стартового реактивного двигателя-ускорителя проходило через центр тяжести всего управляемого снаряда; во-вторых, можно соединить отдельные ускорители общим, уравновешивающим тягу коллектором 1 2. Пусковой импульс для отрыва стартовых ускорителей подается инерционным датчиком 3. Один из типов такого датчика рассчитан на замыкание электрической цепи в заранее установленный момент, после того как величина стартового ускорения сократится до определенного уровня. Это осуществляется как бы в два приема. Во время начального периода старта инерционный плунжер отходит назад, сжимая пружины; здесь он застопоривается и замыкает первый контакт для постановки датчика на взвод. Затем, когда ускорение в конце периода действия стартовых ускорителей падает, пружина подает плунжер вперед и он в установленный момент замыкает второй контакт, а вместе с ним и электрическую цепь отрыва ускорителей. В этом устройстве используется кремниевая буферная жидкость с соответственно подобранной вязкостью. Путем подбора размеров спускного отверстия и плунжера можно точно установить время, необходимое для взведения механизма и осуществления спуска. Жесткость спусковой пружины определяет
1 Автор не учитывает при этом гораздо большего воздействия лобового сопротивления.— Прим. ред.
2Geckler R. D., Jet Propulsion, 25, 10 Oct. 1955, 540—541.
5 Graseby Instruments Ltd., Datasheet GW3, Tolworth, 1955.
величину ускорения, при котором плунжер будет начинать движение вперед для производства спуска. В качестве дополнительного условия, предохраняющего устройство от неправильного срабатывания, является сохранение в течение заданного периода времени силы ускорения заранее установленной величины. Этот датчик весит всего 140 г, а типичными рабочими условиями для него оказываются следующие: 20 g для постановки на взвод и 5 g для производства спуска. Датчик имеет диаметр не свыше 2,54 см и длину около 7,5 см.
Помимо аппаратуры радиоуправления, на современных управляемых снарядах ставятся также и устройства, осуществляющие обратную посылку данных о снаряде на наземную станцию. Трудность разработки управляемых снарядов состоит в том, что они недолговечны и обычно кончают свое существование в виде бесформенной груды обломков где-либо в пустыне или на дне моря. Но ведь для того, чтобы выяснить присущие им недостатки и устранить их, конструкторам необходимо точно знать, что происходит в снарядах во время полета. Для этого производятся измерения многих параметров, вроде скорости расхода топлива, напряжений в электрической и давлений в гидравлической системах, а также температур двигателя, аппаратуры и органов управления. Кроме того, необходимо регистрировать в течение всего полета значения моментов вращения снаряда вокруг продольной, поперечной и вертикальной осей, равно как и усилия, воздействующие на оперения. Датчик угла атаки монтируется на конце носовой части. Он состоит из вращающейся головки,«снабженной двумя миниатюрными потенциометрами. Движение головки вызывает перемещение движка потенциометра, соответствующее углу поворота вокруг вертикальной оси. Небольшие компактные приборы в современных снарядах обладают диапазоном измерения угла атаки порядка +12°.
Датчики давления состоят из переменных индуктивностей и емкостей, связанных с топливными баками и топливопроводами. При помощи радиотелеметрии эти данные посылаются в виде кодированных радиосигналов на наземную станцию, где они могут быть зафиксированы и изучены совместно с данными о траектории полета, полученными с помощью радиолокационных и оптических средств.
Радиосвязь между управляемым снарядом и его базой должна быть исключительно гибкой и устойчивой, но при этом бортовая телеметрическая аппаратура снаряда не может быть большой по размерам; она должна потреблять незначительную мощность и в то же время быть способной измерять множество параметров самого различного вида. Но и это еще не все. Необходимыми условиями работы аппаратуры снаряда должны быть безотказность и простота эксплуатации. Бортовые антенны при минимальных размерах и мощности должны обеспечивать достаточную дальность приема и передач. Аппаратура на наземной станции также должна быть максимально надежной и простой в обращении. Кроме того, она должна воспроизводить данные в такой форме, которая облегчала бы как непрерывную запись, так и расшифровку данных.
Телеметрическую систему обычно принято делить на четыре определенные части. Во-первых, сюда относятся измерительные датчики, фиксирующие данные, которые подлежат измерению, и преобразующие их в соответствующие электрические сигналы (рис. 27). Во-вторых, здесь используется кодирующее устройство, которое преобразует эти сигналы в форму, удобную для передачи. Кодирование может иметь форму амплитудного или частотного модулирования. Следующей частью является передатчик, осуществляющий посылку закодированных сигналов на наземную станцию, и, наконец, на земле находится четвертая часть телеметрической аппаратуры, преобразующая радиосигналы в записи, характеризующие измеряемые параметры.
Радиосигналы передатчика обычно подвергаются либо частотной, либо фазовой, либо амплитудной модуляции. Одна из систем производит разделение сигналов по времени, используя временную последовательность посылок. При этом быстродействующий механический переключатель сам избирает те данные, которые должны быть переданы в каждый момент. Физические величины, подлежащие измерениям, преобразуются измерительными датчиками в определенные напряжения, а изменяющиеся амплитуды этих исходных напряжений превращаются в сигналы различной продолжительности, но с постоянной амплитудой и затем подаются на линию частотно-модулированной радиосвязи,
В системе подобного типа1 передатчик может иметь тридцать каналов, причем его объем составит не более 2800 см3.
Потенциометры, используемые в качестве датчиков, должны иметь весьма малые моменты и сопротивления и
Р и с.[27. Общий вид (слева) и вид в разрезе (справа) некоторых типовых датчиков (ускорения, толчков, вибрации, давления, напряжения и угла атаки).
обладать способностью действовать в широком интервале температур окружающей среды. Несмотря на это, им можно придать очень малые размеры. Один такой образец имеет диаметр менее 2,54 см, длину 2,54 см и весит всего 28 г. Его намотка может быть либо линейной, либо нелинейной и обладать сопротивлением от 200 до 50 000 ом. Пусковой крутящий момент составляет всего 0,7 гем. Этот потенциометр выдерживает вибрацию с перегрузкой порядка 10 g при частоте 500 гц и тряску до 60 g 1 2.
Другая система использует модуляцию поднесущей, причем информация изменяет не амплитуду последней, а ее
1 Gee kier R. D., Jet Propulsion, 25, 10, Oct. 1955, 540--541.
2 HurnmArhяпкпк Tnr Pinta Shpp.t. New York. 1955.
частоту. Эту функцию выполняют датчики, изменяющие емкость или индуктивность в соответствии с изменением измеряемого параметра. Затем осуществляется наложение вспомогательных поднесущих на частотно-модулирован-ную несущую. Подобная система получила наименование системы с частотным разделением.
Примером импульсного передатчика, разработанного для исследований реактивных снарядов, может служить пятнадцатиканальный телеметрический передатчик AN/DKT-7, применяемый Исследовательской лабораторией ВМС США в ракете «Аэроби» для ускорения не более 15 g. При наличии источника питания, состоящего из серебряного элемента, весь блок весит всего 14,5 кг, а передатчик размером 23Х23Х ХЗО см, снабженный калибровочной аппаратурой, имеет общий вес 8,2 кг. Калибровочная аппаратура отдельно весит 1,6 кг. Каждый из пятнадцати каналов обладает частотой импульсных посылок до 312,5 гц, что обеспечивает при максимальной выходной мощности 10 вт общую частоту посылок до 4700 в секунду Ч
На испытательной станции управляемых снарядов дальнего действия базы ВВС США в Патрике (Флорида) для телеметрических систем принят диапазон частот от 216 до 235 мггц. При этом оказалось необходимым, чтобы приемные антенны имели усиление 30 дб и малый уровень шума. Этого удалось добиться при помощи усовершенствованной спиральной антенны (с усилением 20 дб)и предварительного усилителя (20 дб). Спираль состояла из семи витков медной трубки диаметром 0,63 см и имела длину до 1,14 м и диаметр 38,7 см, что обеспечивало получение ширины луча в пределах от 42 до 56°. Специальное устройство многоканальной связи позволило использовать без создания взаимных помех одну антенную систему для четырех телеметрических приемников. Установленная на башне высотой 15 м, эта телеметрическая приемная антенна оказалась способной принимать сигналы от управляемых снарядов, летящих над морем на расстоянии свыше 1600 км от наземной станции 1 2.
Так же как и в аппаратуре наведения, в настоящее время в телеметрических схемах находят все большее приме
1 М a z е г D. G., Electronics, 27, 11, Nov. 1954, 164—167.
2 Bower G. E.,WynJ. В., Electronics, 28, 6, June 1955, 164^ J 67.
нение транзисторы. Особенно это касается тех бортовых установок, где они обеспечивают большую экономию места и потребляемой мощности. Различные датчики могут изменять свое сопротивление, индуктивность и емкость при изменении параметра. Для систем с двойной частотной модуляцией датчики нуждаются в разных контурах, выполненных на транзисторах с целью получения изменяемой частоты \
Реактивные датчики весьма удобно использовать с генератором Хартли (трехточечный), с резонансным контуром между коллектором и базой транзистора. В схемах, выполненных на сопротивлениях, омический датчик можно использовать либо для изменения реактанса индуктивно-емкостного резонансного контура при последовательном или параллельном включении сопротивления, либо для регулирования сопротивления в контурах, сходных с контуром мультивибратора на электронных лампах. Во избежание изменения параметров схемы необходимо, чтобы транзистор сохранял постоянную температуру. Что же касается тряски и вибрации, то схемы можно сделать по отношению к ним весьма устойчивыми.
Итак, одной из наиболее важных задач британской программы по управляемому реактивному оружию была разработка действенной телеметрической аппаратуры, позволявшей получать полные данные о поведении управляемых снарядов в полете.
Телеметрические системы грубо можно подразделить на две основные. Для измерения аэродинамических данных, как, например, положения плоскостей управления сил, давлений и крутящих моментов, может быть использована многоканальная система с временным разделением каналов. Она обеспечивает передачу большего числа раздельных сигналов низкой частоты. Однако для измерения формы сигналов, возникающих в бортовой электронной аппаратуре, необходимы каналы с высокой частотой информации, для чего пользуются системой частотной модуляции.
Две системы, выпущенные коллективом научных работников министерства снабжения Великобритании 1 2, вполне удовлетворяют указанным выше требованиям. Каждая
1 R i d d 1 е F. D., Electronics, 27, 1, Jan. 1954, 178—180.
2 Ministry of Supply, Press Release, T. 162 523 (s), Oct. 1953, а также Engineering, 176, 23 Oct. 1953, 518—519.
система состоит из одного типа наземного приемника и нескольких разновидностей бортовых передатчиков. Они обеспечивают широкую область применения, обладая частотной характеристикой с полосой пропускания до 200— 230 гц. Первая система имеет двадцать три канала для передачи данных, причем дополнительные каналы резервируются для синхронизации, в то время как вторая система насчитывает до двадцати каналов высокой частоты, любой и? которых может быть перекоммутирован для получения каналов низкой частоты.
Большое преимущество системы с временным разделе' нием каналов заключается в том, что она имеет канал, кото рый позволяет проверять точность действия аппаратуры на протяжении всего рабочего цикла. Наиболее ответственной деталью бортового устройства является вращающийся коммутатор, контакты которого соединены с датчиками, поочередно подключаемыми к модулятору. Каждая посылка сигнала занимает очень небольшой промежуток общего времени цикла. Система с временным разделением каналов обладает низкочастотной характеристикой.
Модулятор генерирует вспомогательную несущую с частотой, определяющейся напряжением или индуктивностью датчика, связанного с модулятором щеточным контактом коммутатора. Результирующая, временно разделенная по каналам, частотно-модулированная поднесущая используется для амплитудной модуляции генератора высокой частоты.
На наземной станции принимаемые со снаряда данные записываются двумя способами. Главная запись ведется на малой скорости, она позволяет выделить самостоятельно любой канал или их комбинацию. Вторая, так называемая гистограммная запись 1 ведется на высокой скорости и служит для фиксирования полной информации, передаваемой бортовым передатчиком снаряда. Какие-либо данные могут быть установлены по этой записи только путем расшифровки.
1 Речь идет о записи с одной трубки всех параметров в виде последовательности импульсов, при этом амплитуда каждого из них определяет мгновенное значение фиксируемого параметра (см. ЛоккА. С., Управление снарядами, Гостехтеоретиздат, М., 1957, гл. 19).— Прим, ред.
Вследствие того что передатчик приходится устанавливать на управляемых снарядах самых различных диаметров, начиная от 7,6 см и более, одним из основных факторов при его проектировании становится универсальность. По этой причине агрегаты бортового передающего устройства проектируются в виде стандартных узлов, монтирующихся на шасси разных размеров.
Как индуктивные датчики, так и датчики напряжения, применяемые в телеметрических системах, могут быть самых разнообразных типов и классов. К индуктивным относятся датчики линейных и угловых скоростей, а также датчики давления. Датчики напряжения обычно имеют вид потенциометрических устройств.
Сам коммутатор состоит из малогабаритного электродвигателя постоянного тока на 6,3 в, приводящего в действие двустороннее щеточное контактное устройство с четырьмя контактными щетками из никелево-серебряного сплава, залитое составом «аралдайт». Канальная частотная характеристика системы зависит от скорости вращения коммутатора. В настоящее время известны три модели коммутатора со скоростями вращения 120, 80 и 40 об/сек.
В телеметрической системе используются три типа модуляторов. Первый реагирует лишь на изменения индуктивности, второй — только на изменения напряжения, а третий — на те и другие. Монтаж их прост, компактен и осуществляется на двух сторонах бакелитовой панели. В модуляторе, реагирующем на изменения индуктивности, применен обычный триодный генератор, и переменная индуктивность датчика вводится в настроенный контур генератора. Выходной сигнал генератора усиливается затем для получения мощности, необходимой для модуляции высокочастотного генератора. В модуляторе второго типа частота колебаний триодного генератора с настроенным сеточным контуром определяется обычной лампой реактивного сопротивления, входящей в настроенный контур генератора.
Для получения комбинированной цепи, реагирующей как на изменения напряжения, так и на изменения индуктивности, эти две цепи соединяются в общую цепь с четырьмя лампами. Первая лампа работает в этом случае в качестве генератора, реагирующего на сигналы индуктивного датчика, а вторая — в качестве усилителя. Четвертая лампа
также представляет собой усилитель. Датчик напряжения •вызывает затухание в настроенном контуре первой лампы и запирает ее; напряжение датчика подается в виде входного сигнала на вторую лампу. Эта лампа работает как реактивная, определяя частоту колебаний третьей лампы. Надлежащая мощность для всех диапазонов (при минимальном потреблении постоянного тока) обеспечивается применением в этой системе двух генераторов с выходными мощностями незатухающих колебаний, соответственно равными 1,0 и 0,8 вт. Первый генератор, выполненный по двухтактной схеме с настроенными анодным и сеточным контурами, имеет специально разработанную сверхминиатюрную лампу.
Для больших дальностей действия применяется еще более мощный генератор (8 вт). Он выполнен по схеме с настроенными анодным и сеточным контурами и собран на дисковой лампе CV397a. Так как модулятор не может самостоятельно управлять этим генератором, то специально для этого вводится дополнительный усилитель мощности.
Оба генератора конструируются как для работы в режиме незатухающих колебаний, так и для работы в импульсном режиме. Вопрос о выборе генератора зависит в первую очередь от возможности совместить их работу с работой других высокочастотных устройств, находящихся в управляемом снаряде. Генераторы телеметрии должны быть легко настраиваемыми по частоте и допускать согласование с различными антенными устройствами. Наряду с этим они должны выдерживать довольно широкий интервал температур и давлений. Эти требования сделали проектирование генераторов для телеметрических систем весьма трудным делом. В наиболее конкретной форме эти трудности проявились при разработке восьмиваттного генератора, в котором высокие напряжения в сочетании с низкими давлениями потребовали большой исследовательской работы в целях предотвращения искровых разрядов.
Для получения основной записи на наземной станции сигнал, поступающий с управляемого снаряда, демодули-руется и превращается в ряд уровней постоянного тока, причем полученные таким образом ступенчатые напряжения одновременно подаются на вертикально отклоняющие пластины пятнадцати электронно-лучевых трубок. Синхро
визирующий сигнал выделяется фильтром с выхода приемника и используется для создания развертки в большой контрольной трубке и для выработки стробирующих импульсов, совпадающих по времени с каждым каналом и служащих для подсветки линий развертки всех пятнадцати электронно-лучевых трубок. Экраны этих трубок располагаются рядом и фотографируются разом на движущейся фотопленке шириной 61 см. Кроме того, на каждой трубке фиксируются следующие с интервалом в 0,1 сек. выбросы отметок времени и импульсы подсветки, а также короткие калибровочные линии от генератора со стабилизированной кварцем частотой.
Прибор для записи гистограмм представляет собой автономное устройство для производства записей с одноканальных или многоканальных передатчиков. Он состоит из приемника и селектора, сходных с теми, которые применяются в основной аппаратуре, но отличающихся от них наличием собственной спиральной антенны. Принимаемые данные фиксируются в виде разверток на экранах одной большой и двух малых электронно-лучевых трубок, непрерывно фотографируемых на движущуюся 35-лш фотопленку. Большая трубка служит индикатором для одноканальной записи или ряда из двадцати четырех уровней постоянного тока, соответствующих числу каналов передатчика. На протяжении всего полета управляемого снаряда одна из малых трубок фиксирует напряженность поля, а вторая — колебания высокой частоты.
В системе фазово-импульсной модуляции с временным разделением каналов информация по каналам передается промежутком времени между задним фронтом контрольного импульса (общая длительность около 50 мксек) и задним фронтом канального импульса (длительность 1 мксек). В передатчике происходит импульсная модуляция несущей частоты контрольным и канальным импульсами, причем частота повторения всего ряда импульсов колеблется, в пределах от 2000 до 5000 в секунду, в соответствии с числом каналов. Между последовательно идущими контрольными импульсами можно послать еще до двадцати канальных импульсов, положения которых на временной развертке поддаются изменению в интервале 400 мксек. Обычно же изменение интервалов ограничивается в пределах 80 мксек,
являющихся пределами временной развертки на экране каждой из пяти электронно-лучевых трубок наземной станции.
Датчик каждого канала самостоятельно или через преобразователь создает изменение в напряжении, которое определяет промежуток времени между задним фронтом прямоугольного сигнала и возникновением соответствующего канального импульса.
Бортовой передатчик для двадцатиканальной установки, основными частями которого служат модулятор и генератор, имеет форму цилиндра диаметром 11,5 см и общей длиной 15,9 см. Изготовление и уход за ним упрощаются благодаря делению модулятора на отдельные секции, состоящие из генератора прямоугольных сигналов и ряда четырехканальных блоков. Из этих отдельных частей, заливающихся специальной смолой «марко», могут быть собраны модуляторы на 4, 8, 12, 16 или 20 каналов.
Модулятор генерирует сигналы, состоящие из широкого импульса длительностью около 40 мксек, задний фронт которого является началом отсчета времени для системы; за этим импульсом следует ряд узких канальных импульсов длительностью 1 мксек. Генератор широких импульсов состоит из фантастрона с экранной связью. С экранной сетки фантастрона снимается импульс отрицательной полярности, который поступает на сетку усилителя с обратной связью. Усилитель преобразует полученный импульс в положительный и подает его на сетку катодного повторителя. Путем соответствующего подбора нагрузки катодного повторителя лампу заставляют работать с большим смещением, и при отсутствии положительного импульса повторитель запирает генератор.
Для получения пускового импульса, необходимого генератору канальных импульсов, напряжение, снимаемое с экранирующей сетки фантастрона, дифференцируется и подается на сетку катодного повторителя, который срезает отрицательные импульсы и выделяет на катоде положительный пусковой импульс. Затем этот пусковой импульс подается через восстановительные диоды на антидинатронные сетки ряда фантастронов. При отсутствии пускового импульса антидинатронные сетки находятся под отрицательным напряжением и не проводят анодного тока. Экранирующие
же сетки оказываются под низким потенциалом вследствие наличия экранного тока. В момент подачи пускового импульса начинает работать фантастронная схема. В зависимости от параметров этой схемы и входных напряжений соответствующих телеметрических датчиков фантастронная схема с формирующими каскадами создает необходимую задержку пускового импульса, величина которого определяется, таким образом, значениями входных напряжений. В дальнейшем напряжения с экранирующих сеток дифференцируются для получения ряда отрицательных импульсов. Полученные импульсы группируются по четыре, причем каждый импульс имеет максимальное отклонение по времени в 80 мксек, от начала отсчета (данной группы), соответствующее полному изменению телеметрируемой величины. Группы импульсов могут занимать интервалы по шкале времени, равные 80—160, 160—240, 240—320, 320— 400 и 400—480 мксек. Этим пяти интервалам времени соответствуют развертки пяти индикаторных трубок наземной аппаратуры, каждая из которых фиксирует определенную группу параметров. Выработанные канальные импульсы используются далее для модуляции генератора высокой частоты.
Последний обычно представляет собой генератор незатухающих колебаний мощностью 2 env, для систем дальнего действия создан специальный восьмиваттный генератор. Эти генераторы позволяют удовлетворять все требования и в отношении промежуточных мощностей в пределах между этими крайними значениями.
Число каналов информации может быть увеличено путем введения в них хронизирующего переключателя, правда, за счет ухудшения частотной характеристики. Стандартные кристаллические переключатели, применяющиеся в настоящее время, имеют одиннадцать контактов, соединяемых в различных комбинациях. Получение необходимой маркировки каналов, которая позволяла бы распознавать отдельные записи, обеспечивается медленно вращающимся переключателем, последовательно подключающим каждый канал к определенному напряжению. В этом случае известную трудность будет составлять только распознавание первого канала, тогда как все остальные последуют за ним в обычном порядке.
Наземная аппаратура системы фазово-импульсной модуляции рассчитана на максимальное число индикаторных устройств—не более пяти; это число определяется количеством используемых каналов. Упомянутая выше шкала времени используется в качестве временной развертки по вертикали для пяти отдельных электронно-лучевых трубок, причем для подсветки используют канальные импульсы. Изображения на экране каждой трубки фотографируются на непрерывно движущейся 35-лш фотопленке, скорость которой можно регулировать.
После приема сигнала на наземной станции он демодули-руется, а затем импульсы подаются в формирующие каскады, где они ограничиваются, а прямоугольный тактовый сигнал отделяется от канальных импульсов. Затем по заднему фронту прямоугольного импульса формируется пусковой импульс.
В цепи каждого из пяти генераторов временной развертки используются две фантастронные схемы задержки для получения соответствующей временной развертки по вертикали для каждой индикаторной трубки. Канальные импульсы проходят через формирующие каскады и используются в качестве подсвечивающих строб-импульсов на соответствующих индикаторных трубках. Отметка времени, передаваемая главной хронизирующей системой бортовой установки управляемого снаряда, фиксируется на экране небольшой электронно-лучевой трубки, помещающейся рядом с каждой из трубок записи канальной информации. Вместе с последней отметка времени записывается на 35-мм фотопленку. Импульс от коммутатора смещает отметки времени для фиксации момента начала передачи.
Антенные системы управляемых снарядов размещаются, как правило, под обтекателем. Их характеристика излучения должна давать возможность не касаться зоны ионизированных газов, которые в условиях разреженных верхних слоев атмосферы вырываются из струи газов двигательной установки. Зона ионизированного газа, образующаяся между управляемым снарядом и наземным передатчиком, может.вызвать искажения приема. В одном из типов антенной системы, работающей на частотах от 500 до 10 000 мггц, сейчас применяют так называемую щелевую антенну, вырезанную в наружной поверхности трехслойного фидера на
конце волновода. Такая антенна позволяет устанавливать всю систему заподлицо в обтекаемой обшивке управляемого снаряда или в его оперении х.
Некоторые системы экспериментальных управляемых снарядов снабжены парашютами или плавучими спасательными подушками, которые обеспечивают благополучное возвращение снаряда на землю по окончании полета. В таких системах фиксация данных о протекании полета может производиться на магнитную ленту непосредственно в самом управляемом снаряде 2. Магнитная лента затем подбирается и расшифровывается на наземной станции. В тех случаях, когда конструкция снаряда не рассчитана на его спасение, кассета с записью может быть выброшена с управляемого снаряда на парашюте. Скорость движения ленты при декодировке автоматически регулируется стабильной контрольной частотой, обеспечивающей точность воспроизведения данных.
Телеметрическая передача данных с управляемых снарядов является весьма важной областью в процессе разработки управляемого реактивного оружия. О значении ее будет подробнее сказано в следующей главе.
1 Sommers D. J., Electronics, 28, 7, July 1955, 130—133. ’Gerlach A. A., Electronics, 26, 1, Jan. 1953, 108—111.
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
Испытания и испытательное оборудование
Разработка всякого управляемого снаряда сильно отличается от разработки обычного самолета. После того как самолет бывает спроектирован, изготовляется опытная модель, которую можно испытывать в полете несколько раз и на протяжении многих часов. Наблюдения за испытаниями проводятся, как правило, квалифицированными научными работниками, а испытывает самолет опытный экипаж. Все это позволяет получать данные, необходимые для дальнейшего усовершенствования конструкции. Почти все конструктивные модификации вводятся в ту же самую модель, которая подвергалась испытаниям. Такой порядок разработки и испытаний для управляемых снарядов совершенно неприемлем. Это объясняется тем обстоятельством, что почти все управляемые снаряды являются по сути дела оружием однократного действия. Поэтому всякий раз, когда бывает необходимо ввести в конструкцию какое-либо изменение, приходится строить новый снаряд. Именно по этой причине многие первые программы разработки управляемых снарядов целиком зависели от быстроты производства и эффективности испытаний опытных моделей. Разумеется, такой процесс длителен и дорогостоящ, ибо для разработки и доводки какого-либо одного управляемого снаряда приходится запускать большое количество испытательных снарядов. Так, например, в процессе разработки фирмой «Боинг» управляемого снаряда «Бомарк» было запущено около 100 испытательных снарядов ГАПА х.
Можно сказать, что в конце второй мировой войны конструкторы знали еще очень мало относительно требований, которые предъявляются к конструкции корпуса снаряда и
1 Aviation Жеек, 58, 5, 2 Feb. 1953, 32—33, 35.
его двигателей; не было у них и достаточного опыта по аэродинамике обычных для управляемых реактивных снарядов сверхвысоких скоростей полета при больших числах Маха. Поэтому, прежде чем начать чисто конструктивную разработку таких снарядов, необходимо было провести большую научно-исследовательскую работу на опытных моделях. Следует также отметить, что значительную часть этой научно-исследовательской работы можно было бы и не проводить, если, конечно, ученые и конструкторы имели бы в своем распоряжении сверхзвуковые аэродинамические трубы. Многие же страны, в том числе и Великобритания, таких труб не имели, и, следовательно, на начальном этапе разработки управляемых снарядов им пришлось целиком полагаться на опытные модели.
Пример того, насколько быстро можно получить необходимые материалы о сверхзвуковом полете, дает Станция по исследованию беспилотных самолетов при НАКА, расположенная в Уоллопс-Айленд в штате Виргиния Ч Эта станция была использована для проведения исследований в интервалах околозвуковых и сверхзвуковых скоростей уже в 1945 году, сразу же после окончания второй мировой войны. Поскольку в то время сверхзвуковых аэродинамических труб еще не существовало, то испытания проводились на свободно летающих, снабженных ракетными двигателями моделях. В течение ряда лет были испытаны многие образцы самолетов самой разнообразной и необычной формы и конструкции. Аэродинамические характеристики, полученные во время этих испытаний с помощью радиолокационного сопровождения и радиотелеметрии, были затем использованы в проектировании сверхскоростных управляемых снарядов.
Исследовательская станция в Уоллопс-Айленд по существу представляла собой аэродинамический полигон, где исследовались такие вопросы, как подъемная сила, лобовое сопротивление, устойчивость, эффективность управления, стабилизация снаряда по крену и тангажу, вибрации флаттеров, явления в пограничном слое, рабочие характеристики различных впускных отверстий прямоточного двигателя,
1 NACA, Press Release^ Washington, 1 iMay 1951, а также Aviation Меек, 54, 22, 28 May 1951, 19—20.
к. п. д. самих двигателей, а также проблемы аэродинамического нагрева.
Для сбора материалов по околозвуковым скоростям полета была приспособлена обычная техника бомбометания. При этом опытную модель сбрасывали с самолета над Уолл опс-Ай ленд с высоты более 10 000 м и получали данные с помощью радиолокаторов сопровождения и телеметрических приборов. Под действием силы тяжести свободно падающая модель развивала околозвуковые скорости. Будучи усовершенствован, этот метод стал наиболее простым и быстрым для получения данных о полете в интервале околозвуковых скоростей. Аналогичная экспериментальная техника была испробована и в Великобритании, где модели, снабженные рекетными двигателями, также сбрасывались с самолета и развивали под действием силы тяжести и тяги большие скорости полета (рис. 28) \
Два года спустя была разработана и техника испытания моделей с ракетными двигателями для получения непрерывных данных о полете, начиная с дозвуковых и кончая большими сверхзвуковыми скоростями (рис. 29). Ракеты запускались со стартовых устройств, расположенных на берегу моря. По достижении максимальной скорости (вероятно, около 2400 км/час) опытная модель продолжала полет уже без воздействия силы тяги двигателя. Для обеспечения быстрого взлета применялся стартовый ускоритель, сбрасываемый как раз в тот момент, когда взрыватель замедленного действия поджигал заряд ракетного двигателя модели. Другие модели снабжались только стартовым ускорителем и не несли на себе никаких зарядов для сообщения им дальнейшей тяги. Для некоторых испытаний небольшую опытную модель укрепляли на консоли, выступающей из носовой части основного реактивного снаряда. Местоположение модели в пространстве, равно как и скорость, в любой момент полета определялись с помощью радиолокатора, а для фиксирования различных аэродинамических параметров модели, измеряемых ее собственными бортовыми приборами, пользовались телеметрией.
Дальность полета по траектории для моделей с ракетными двигателями достигала 8—16 км. Модели поднимались
1 Swan J., et al.» Aeron Res. Counc. Rep. and Memo. 2,835, 1954,
Рис. 28.
(а) Свободнопадающая реактивная бомба, применявшаяся для аэродинамических исследований и для испытания специальных тормозных парашютов. Удлиненная носовая часть препятствует разрушению снаряда при приземлении.
(б) Удачное приземление свободнопадающего снаряда, сброшенного с высоты около 11 тыс. м. На снимке видны раскрытые воздушные тормоза снаряда и часть строп специального парашюта.
обычно на высоту 5—10 тыс. м, а некоторые —и на 30 тыс. м. Максимальная скорость их колебалась в пределах от 24 до 64 км/мин, что предельно составляло 3900 км/час. Как правило, модели запускались в сторону моря.
Во время полета модель могла выполнять различные маневры. Ее можно было заставить осуществить переворот через крыло, пикирование, набор высоты и развороты. Этим проверялось воздействие различных сил на плоскости управления и крылья. Механизм управления регулировался перед стартом с таким расчетом, чтобы получить необходимую программу маневров. Результаты, полученные в ходе целой серии подобных испытаний, оказали большую помощь при определении маневренности и устойчивости применявшихся конструкций.
Для выполнения программы маневров в управляемых снарядах нашли применение в качестве механизмов управления рулями пневматические клапаны высокого давления \ приводимые в действие соленоидами. Один из таких клапанов весит 0,23 кг и имеет назначение регулировать давление сжатого воздуха до 130 ат. После присоединения клапана к системе, в которой находится сжатый воздух, равновесие давления устанавливается по обеим сторонам главного клапана, запирающегося пружиной. Под действием соленоида сжатый воздух получает выход с одной стороны клапана в атмосферу, и возникающая в результате этого разность давлений открывает главный клапан. Благодаря этому обеспечивается быстрое и принудительное действие клапана. После возбуждения соленоида клапана током клапан удерживается стопорной пружиной в открытом положении даже после снятия напряжения с соленоида, и это сокращает до минимума потребление тока от основного источника питания управляемого снаряда.
В этих моделях имелся уже и телеметрический передатчик, который осуществлял посылку на наземную станцию показаний многочисленных приборов и датчиков, расположенных на обшивке и внутри снаряда. С помощью телеметрии на наземной станции велась непрерывная запись ускорений, положения аэродинамических органов управления, действующих на эти органы сил, а также некоторых аэродинамических сил, воздействующих на всю модель, как,
1 Graseby Instruments Ltd., Data Sheet GW2, Tolworth, 1955.
например, подъемной силы и силы лобового сопротивления, давлений на поверхность модели и положения ее осей относительно воздушного потока.
Рис. 29. Опытная модель снаряда с выносным ускорителем старта. Модель была построена специально для экспериментов с наружными топливными баками, установленными на концах крыльев в обтекателях.
Наземная станция имела два радиолокатора: радиолокатор, основанный на эффекте Допплера и определявший скорость полета модели, и радиолокатор, следивший за траекторией полета. Большинство записей производилось путем фотографирования на кинопленку телеметрических и радиолокационных данных. Все результаты испытаний оказыва
лись графически зафиксированными на одной кинопленке и в одном масштабе времени, что давало возможность исследовать их впоследствии как функции времени и дальности.
Для изучения устойчивости и характеристик управляемости различных тел, движущихся в пространстве, можно пользоваться уравнениями движения Ньютона. Одна сторона их содержит сумму прилагаемых сил и моментов, а во второй — находят свое выражение масса и инерция. Последняя часть равенства может быть записана при соответствующем выборе осей системы координат, однако первая часть состоит из независимых переменных величин и их сочетаний, определяющих прилагаемые силы и моменты. Для получения наиболее достоверных данных при определении независимых переменных величин основным критерием служит практический опыт. После того как будут получены опытные данные, функции сил и моментов легко найти путем разложения в ряды Тэйлора переменных величин и их временных производных.
Однако общих решений для уравнения движения не существует, и поэтому для получения рабочих методов решения приходится либо заниматься анализом частных случаев, либо пользоваться цифровыми и моделирующими счетно-решающими устройствами.
Для обозначения частных производных аэродинамических сил и моментов специалисты по аэродинамике пользуются термином «производные устойчивости» \ Их можно определить экспериментальным путем посредством статических или динамических испытаний. При статических испытаниях, которые проводятся в аэродинамической трубе, исследование ограничивается исключением одной или нескольких из шести степеней свободы. Динамические испытания с реальными снарядами обходятся очень дорого и отнимают много времени, поэтому их чаще всего заменяют испытаниями моделей в аэробаллистических камерах, которых на сегодняшний день имеется не более шести. Эти камеры позволяют собирать необходимые материалы весьма быстро и почти с такими же затратами средств, как и при испытаниях в аэродинамических трубах (рис. 30).
1 Под термином «производные устойчивости» автор подразумевает то, что обычно принято называть производными аэродинамических коэффициентов.— Прим. ред.
Р и с. 30. Модель управляемого снаряда, сфотографированная в условиях свободного обтекания воздухом в аэробаллистической камере при скорости порядка 2М,
Аэробаллистическая камера Канадского научно-исследовательского института по разработке вооружений1 представляет собой, например, целое бетонное сооружение шириной и высотой 6,1 м и длиной до 230 м. Один его конец закрыт сплошной стеной, в которой оставлено небольшое входное отверстие, служащее для подачи моделей внутрь камеры. Запуск испытываемых моделей производится посредством гладкоствольной пушки и так называемого чехла-носителя, центрирующего модель в стволе пушки. Чехол-носитель состоит из четырех сегментообразных элементов, которые под влиянием скоростного напора распадаются и отклоняются от движения по прямой после того, как чехол и заключенная в нем модель покинут ствол пушки. Проникновению деталей чехла-носителя в баллистическую камеру препятствует специальная проволочная сетка (рис. 31).
Испытывающиеся модели имеют размах крыльев 12,7 сж, длину корпуса 61 см и развивают скорость от 182 до 1200 м!сек.
Положение осей модели и ее отклонение от линии выстрела (рыскание) измеряется при помощи особых карт размерами 3x4 м, покрытых специальным составом для получения точных следов модели при ее прохождении между картами. Для установления величины крена одну из панелей модели маркируют синей отметкой, оставляющей на каждой карте ясно различимый след. В аэробаллисти-ческой камере при испытательной станции ВМС США в Иньокерне (штат Калифорния) фотографирование моделей производится с экспозицией, продолжительность которой составляет лишь несколько микросекунд. Для этого применяются электронные лампы-вспышки.
Положение центра тяжести каждой модели можно определить фотоспособом с точностью до 0,304 мм в поперечном направлении и с точностью до 3,04 мм в продольном. Этим же способом с точностью до 1 мксек можно вычислять и временные координаты.
Аэробаллистическая камера имеет длину 152 ж; модели в ней выбрасываются из стволов специальных пушек калибром в 76 мм и 40 мм, причем во время полета модели
1 Bull G. V.» С. Л. R, D. Е. Misc. Report, 53,55, May 1955.
фотографируются через каждые 1,22 м. Для производства фотосъемки в камере установлены 23 пары высокоточных, чувствительных фотоаппаратов. Они расположены с таким расчетом, чтобы поля зрения смежных фотоаппаратов
Рис. 31. Момент отделения сегментов чехла-носителя в аэробаллисти-ческой камере. Скорость модели — 2 М. При прохождении модели сквозь проволочную сетку включается электронная лампа-вспышка, которая позволяет произвести фотографирование модели.
частично перекрывали друг друга. Каждая пара фотоаппаратов снимает модель 6 раз, что позволяет получить в итоге 138 пар снимков, изображающих весь ее полет. Электронные лампы-вспышки включаются фотоэлементами, а источником энергии для них служит блок накопительных конденсаторов. Хотя последняя вспышка света менее ярка, чем первая,, это не оказывает отрицательного влияния на
результаты исследований. Скорости полета в этой камере колеблются, между 240 и 1800 м/сек1.
Такого же типа труба длиной 111 м имеется и в Верноне, где применяется аналогичный вышеописанному метод фотографирования при помощи высокоинтенсивных вспышек света1 2.
Примером типичной сверхзвуковой аэродинамической трубы, используемой в настоящее время многими фирмами и государственными научно-исследовательскими учреждениями, которые занимаются проблемами, связанными с разработкой реактивного управляемого оружия, может служить труба, построенная фирмой «Бристоль Эроплейн Компани» (рис. 32). Эта труба была спроектирована еще во второй половине 1950 года3 и построена через полтора года, в июне 1952 года. Она представляет собой одну из самых крупных частновладельческих сверхзвуковых аэродинамических труб, имеющихся в Великобритании, и уступает только трубе Национального института аэронавтики в Бедфорде, диаметр которой равен 91,2 см. Труба фирмы «Бристоль» необычна тем, что в ней в качестве рабочего газа применен горячий воздух. Проектный интервал скоростей колеблется между числами Маха 1,75 и 3,5 со ступенями прироста порядка 0,25 М. Труба позволяет проводить испытания и в интервале околозвуковых скоростей.
В этой трубе воздух подается под высоким давлением в рабочую камеру, а затем выпускается прямо в атмосферу. Подобное устройство было принято вследствие того, что рядом находится станция по испытанию турбин, обеспечивающая трубу неограниченным количеством сжатого под большим давлением теплого воздуха. Мощность, потребляемая компрессорами этой станции в период работы на максимальных оборотах, достигает 27 000 л. с., причем большая часть энергии остается в воздушном потоке в виде теплоты. Эту теплоту сохраняют путем термоизоляции воздухопровода, которым испытательная станция соединена со зданием, где находится аэродинамическая труба. Исполь-
1 В а г к о f s к у Е., II о р к i n s R., D a w s i с к S., Electronics, 26, 6, June 1953, 142—147.
2 Carriere Р., Inter Avia, 10, 5, May 1955, 331—333.
5 Bristol Aeroplane Co., Ltd., Press Release, 1954.
Рис. 32. Схема сверхзвуковой аэродинамической трубы фирмы «Бристоль».
1 — птутная лампа для теневой фотографии и шлиркинематографии; 2— линза; 3 — ирисовая диафрагма; 4 — малое зеркало; 5 — диффузор; 6 — направляющая чиффучопа- 7 - вытяжная магистраль; 8 — калибровочный ящик; 9— камера весов; 10 — опорный стержень: 11 — ось светового потока; 12— канал теневой ЙогогряФии 13 — большое зеркало; 14 — визирный экран; 15 — фотокамера; 16 — <нож»; 17 — сужающаяся часть трубы: 18 — изоляционная обшивка; /9 — направление воздушного потока; 20— экраны из частой металлической сетки; 21 — отстойник; 22 — изоляционный покров; 23 — сопло; 24 — рабочая камера.
зование горячего воздуха для трубы устраняет необходимость в установках для сушки и подогрева воздуха, постройка которых обошлась бы дороже, чем сама аэродинамическая труба. В случае использования аэродинамических труб с замкнутой системой циркуляции подсушка воздуха оказывается более экономичным делом, ибо тот же самый воздух непрерывно циркулирует в системе. В трубе, принадлежащей фирме «Бристоль», воздух выпускают прямо в атмосферу, и поэтому здесь гораздо экономичней и эффективней использовать уже подогретый воздух, запас которого постоянно имеется. Правда, и здесь приходится применять незначительный подогрев и подсушку воздуха, чтобы сократить процент содержания воды в воздухе до степени, исключающей всякую конденсацию паров при их быстром расширении во время прохождения через сопло. Несоблюдение этого условия может привести к появлению в трубе тумана и возникновению конденсационных ударных волн вокруг испытываемой модели. Это может помешать различного рода наблюдениям, более того, конденсационные ударные волны создадут ложную картину распределения давления вокруг испытываемой модели.
Для изучения характеристик опытных моделей применяют три метода: составление диаграмм распределения давления, измерение с помощью тензометрических датчиков и оптическое фиксирование. Картину распределения давления на поверхности образца получают при помощи системы трубок, напоминающих иглы для подкожных инъекций, с диаметром отверстия 0,406 мм, подходящих к обшивке изнутри модели. Эти трубки связаны с системой других трубок, диаметр отверстия которых равен 6,35 мм. Они подводят давление к 60-канальному ртутному манометру, высота столба которого достигает 3 м. Уровни ртути непрерывно фотографируются для получения постоянной записи. Для фиксации сил и моментов, воздействующих на испытываемую модель, пользуются тензометрическими датчиками. Однако надо учесть, что обычные тензометрические датчики не могут работать при повышенных температурах воздушного потока, поэтому для исследований в камерах пришлось разработать новые типы датчиков, в которых в качестве средства для приклеивания используется особое керамическое вяжущее вещество. Показания
этих тензометрических датчиков непрерывно записываются при помощи электронных самописцев на бумажную ленту.
Для третьего метода исследования применяется специальная аппаратура теневой фотографии и шлиркинематс-графии1. С ее помощью можно фотографировать процессы образования ударных волн и пограничного слоя вокруг модели. Фотографирование производится по одному и тому же принципу, то есть используются изменения в плотности воздуха, становящиеся заметными в параллельном луче света. Аппарат для теневой фотографии устроен так, что может пропускать через воздушный поток луч света таким образом, чтобы наряду с силуэтом модели становились видимыми окружающие его уплотнения потока. Аппарат для шлиркинематографии использует так называемый «ножевой луч» для получения еще более сильной контрастности и детализации теней на изображении. Все непрерывные записи ведутся также при помощи фотографии.
Вследствие высокой точности указанной выше аппаратуры все контуры моделей должны быть выполнены очень тщательно, а изготавливаются модели из высококачественной стали, обладающей большой прочностью на разрыв. Допуски по размерам в аэродинамической трубе фирмы «Бристоль» не превышают 0,025 мм.
Остроумный способ крепления модели предусматривает применение упругого опорного стержня, выступающего в направлении потока из вертикальной стенки позади рабочей камеры. Массивное острие стержня изготовлено из высокопрочной стали с расчетом на использование его в качестве датчика упругих деформаций. Силы и моменты измеряются с помощью тензометрических датчиков по упругим деформациям стержня.
Помимо аэродинамических труб непрерывного действия, существуют также трубы периодического действия, обеспечивающие получение сильной струи воздуха в течение очень небольшого промежутка времени и создающие, правда кратковременно, такие условия, получить которые в трубе не-
1 Киносъемка с меняющейся оптической плотностью. Метод шлиркинематографии состоит в том, что луч света, проходящий через какую-либо среду, фотографируется с целью выяснения степени его преломления в различных участках среды, имеющих неоднородную плотность, давление и т. п. Применяется для съемок ударной волны.— Прим. ред.
Рис. 33. Главный специалист по аэродинамике фирмы «Армстронг Уитворт» д-р У. ф. Хилтон осматривает модель в рабочей камере построенной фирмой новой аэродинамической трубы.
Рис. 34. Фотография модели, сделанная с помощью ультрафиолетовых лучей в сверхзвуковой аэродинамической трубе. Участки ламинарного потока выглядят более темными, зоны .турбулентного потока в пограничном слое — более светлыми. Такой эффект достигается путем покрытия модели люминесцентным лаком, высыхающим быстрее в турбулентном потоке. Скорость модели в данном случае — около 2 М.
прерывного действия невозможно. Одна установка этого типа эксплуатируется сейчас лабораторией газовой динамики при НАКА. Она представляет собой аэродинамическую трубу, которой пользуются для изучения принципиальных сторон проблем полета со сверхвысокими скоростями и на больших высотах. Для такого рода исследовательской работы требуется нагретый воздух, сжатый под большим давлением. Высокое давление воздуха необходимо
Рис. 35. Фотография модели, полученная при помощи эффекта послесвечения электрически заряженного азота. Светлые места показывают образование ударной волны. Скорость модели — 3 М, атмосферные условия соответствуют высоте 48 км.
исключения влияния масштаба \ в то время как повышенные температуры позволяют избежать ожижения воздуха при высоких числах Маха. Последние нужны также и для того, чтобы иметь возможность исследования проблем теплопередачи, столь важных при разработке баллистических управляемых снарядов дальнего действия, кото-
1 То есть для сохранения динамического подобия.— Прим. ред.
рые должны возвращаться в верхние слои атмосферы с огромными скоростями.
В лаборатории газовой динамики чистый сухой воздух хранят в специальном резервуарном парке, который состоит из большого числа стальных баллонов, вмещающих
Рис. 36. Оператор на пульте управления наблюдает за запуском трофейного снаряда «Фау-2» на полигоне Уайт Сэндз.
560 ж3 воздуха, сжатого под давлением до 33 ат. Специальные нагревательные устройства могут доводить этот воздух перед подачей его в аэродинамическую трубу до температуры, несколько превышающей 540° С. В трубе искусственно воспроизводятся условия, соответствующие высоте 61 000 м, и скорости, превышающие скорость звука в 9 раз \
1 МАСА Inspection, Langley Aeron. Laboratory, 1953.
Несмотря на то, что в настоящее время существует много вспомогательных электронных средств, таких, например, как электронные моделирующие устройства, облегчающие проектирование управляемых снарядов, на заключительном этапе исследовательских работ все же приходится запускать управляемый снаряд (рис. 36—37).
Кроме того, боевые и опытные управляемые снаряды необходимо запускать еще и для того, чтобы дать личному составу возможность научиться обращению с ними. Для этого в различных частях земного шара создан целый ряд специальных полигонов для испытания управляемых снарядов. Так, например, ВВС США имеют испытательную базу управляемых снарядов при базе ВВС Патрик в Коко (штат Флорида)1 и вторую базу по испытаниям управляемых снарядов — при Холломанской базе ВВС в штате Ныо-Мексико1 2. ВМС США имеют свой центр по испытаниям управляемых снарядов в Пойнт-Мугу (штат Калифорния), станццю по испытаниям вооружения в Иньокерне3 (штат Калифорния) и пункт по испытаниям управляемых снарядов при полигоне Уайт Сэндз в штате Нью-Мексико. Американская армия имеет свои полигоны в Уайт Сэндз 4 и испытательный пункт при арсенале Редстоун. Помимо этого, существует целый ряд испытательных станций, где испытываются отдельные элементы системы, как, например, силовые установки. Советский Союз имеет испытательные полигоны в Томске, Кронштадте, Сталинграде, Усть-Урте, Кара-Кумах, Уральске и в Пенемюнде (Восточная Германия).
Великобритания также имеет специальный полигон для управляемых снарядов в Аберпорте, в заливе Кардиган (Уэльс) и в настоящее время строит новый полигон на Гебридских островах. Главный же центр Великобритании по испытаниям управляемых снарядов находится в Бумера, в Центральной Австралии (рис. 37).
Великобритания и Австралия в настоящее время проводят в этих районах огромную исследовательскую работу; имеются сообщения, что до 1955 года на полигонах в Ву-
1 Jet Propulsion, 24, 3, May — June 1954, 192—193.
2 Jet Propulsion, 25, 4, Apr. 1955, 178.
s Jet Propulsion, 25, 8, Aug. 1955, 402—403.
4 Jet Propulsion, 24, 5, Sept.—Oct., 1954, 326—327.
мера и Аберпорте было запущено более 2000 опытных управляемых снарядов. Австралийский испытательный полигон для управляемых снарядов1 расположен примерно в 430 км к северо-западу от Аделаиды и в 14 км от Тимбы,
Р и с. 37. Момент запуска опытной модели, разработанной фирмой «Фэй-ри» для исследования проблемы вертикального старта перехватчиков, на полигоне в Вумера. Черно-белые горизонтальные шесты необходимы для измерения развиваемого снарядом ускорения.
небольшого поселка на трансконтинентальной железной дороге. Этот район был избран из-за его малонаселенности, а также вследствие того, что местность там образует естественный полигон длиной до 2000 км. Этот полигон, простирающийся от Вумера до западного побережья Австралии, является самым длинным наземным полигоном в мире.
Главная база исследовательской работы над реактивным управляемым оружием находится в Салисбери и размещается в большом, современного типа здании, построенном во время второй мировой войны для завода взрывчатых веществ. Основная часть конструкторской работы проводится в Салисбери, а Вумера используется лишь для наи-
1 М с В г i d е Р. A., priv. соттип., July 1955.
более ответственных исследовательских работ, связанных с испытаниями.
Полигон в Вумера, что на туземном языке обозначает нечто вроде бумеранга, построен на пустынной скалистой местности, где из растительности встречаются только колючие солончаковые кустарники. Раньше эта местность служила пастбищем для овец, но плохое качество почвы не обеспечивало их выпаса.
В настоящее время здесь построен современный городок, отвечающий всем требованиям цивилизации. Имеется несколько магазинов, больница и школа. Население городка, численность которого колеблется между 3000 и 5000 человек, живет в 500 домах, построенных из кирпича или сборных деталей обширными кварталами.
В этом районе редко выпадают дожди и почти нет природных источников воды. По этой причине оказалось необходимым проложить водопроводную линию длиной около 160 км, чтобы связать городок с рекой Муррей.
Американским полигоном для испытаний управляемых снарядов дальнего действия служит центр ВВС по испытаниям управляемых снарядов в Коко (штат Флорида), причем стрельба здесь ведется в направлении Атлантического океана, а дальность ее составляет около 1600 км (рис. 38). В каждом испытательном запуске принимает участие свыше 400 человек, обслуживающих различные приборы для записи данных. Эти приборы располагаются на ряде измерительных станций, построенных на островах Карийского моря. Все приборы наблюдения связаны сигналами службы времени, посылаемыми автоматически главным временным механизмом, находящимся на центральном посту управления.
На мысе Канаверал, где размещены стартовые устройства, имеется бетонный блокгауз, оборудованный перископическими наблюдательными пунктами. На расстоянии 4,8 км от него находится здание центрального поста управления. Здесь расположены радиолокаторы поиска и сопровождения. Внутри здания имеются выносные визуальные индикаторы радиолокаторов, позволяющие наблюдать за траекторией полета управляемого снаряда. В случае необходимости отвечающий за безопасность полигона офицер может с помощью особых радиосигналов уничтожить сна-
Рис. 3
ряд в воздухе, если он почему-либо отклонится от курса. Фиксирование старта производится группой специальных кинокамер.
Радиолокационные станции расставлены вдоль всего маршрута на островах и судах в океане. Они полностью обеспечивают регистрацию полета снарядов по заранее установленной траектории. Для получения дополнительных данных, вычисления скорости управляемого снаряда и измерения угловых величин во время следования снаряда по курсу пользуются, кроме того, и оптическими приборами. Сигналы телеметрической установки, находящейся на борту снаряда, фиксируются на базе управления автоматическими самописцами.
Этот американский полигон обладает еще большими возможностями по сравнению с полигоном в Вумера, ибо его протяженность можно увеличить, если запускать снаряды над южной частью Атлантического океана и даже в Антарктиду. Разумеется, это будет иметь огромное значение для испытания межконтинентальных баллистических управляемых снарядов. Кое-что в этом направлении уже делается. Так, в январе 1956 года было, например, объявлено, что по соглашению между США и Великобританией цепь радиолокационных и оптических станций сопровождения, связанных с полигоном, будет продолжена еще на 800 км, до принадлежащего Великобритании острова Сент-Люсия. Как говорилось, это было вызвано необходимостью провести испытания межконтинентального снаряда «Снарк», дальность действия которого превышала размеры полигона в Кариб-ском море1.
В предыдущей главе было показано, каким образом телеметрия используется для передачи данных с управляемого снаряда на наземную станцию. Однако мы не сказали, что данные эти кодируются и что как сам код, так и методы трансляции сигналов в разных системах бывают различными. Общим же во всех телеметрических системах является то, что декодировка должна производиться как можно быстрее, с тем чтобы конструкторы и проектировщи
1 В июне 1956 года между правительствами США и Великобритании было заключено новое соглашение, по которому протяженность этого полигона должна быть доведена до 4800 км; границей полигона будет остров Ассенсион.
ки управляемых снарядов могли дать оценку результатам испытаний и внести необходимые предложения об изменении конструкций с минимальной задержкой во времени. Это — одно из основных условий выполнения программы разработки управляемых снарядов.
На первых этапах разработки декодировка сигналов была весьма трудоемким делом, но за последние годы появилось много новых электронных устройств, значительно облегчающих эту задачу. Наиболее характерным с точки зрения тех трудностей, которые встретились первым исследователям, был начальный период разработки управляемых снарядов фирмой «Боинг». Так, например, подсчитано, что на обработку данных, полученных за одну минуту полета управляемого зенйтного снаряда «Бомарк», затрачивалось свыше 1 тыс. человеко-часов. После того как были созданы новые электромеханические приборы, это время удалось сократить в 20 раз. Одна из систем, разработанных фирмой «Боинг», основана на записи телеметрических сигналов, посылаемых управляемым снарядом на гибкую ленту (рис. 39), которая затем проходит через устройство перезаписи данных1. Здесь на записывающую головку подаются электрические импульсы, и специальные иглы записывают данные на особой бумаге в виде целого ряда цифр1 2. Бумага используется в больших рулонах, сходных с рулонами для счетных машин. Однако она имеет одну интересную особенность: чернеет всякий раз в том месте, где игла посылает через нее электрический разряд. За одну минуту полета на ленту поступает так много данных, что для их записи этой бумаги требуется не менее 183 ж.
Карбонизированные отметки на бумаге представляют собой данные, передаваемые телеметрическими приборами управляемого снаряда, начиная с момента, предшествующего старту, и до его падения и уничтожения далеко в Атлантическом океане. Эти отметки в действительности являются цифрами, выраженными в двоичной системе счисления. Их декодировка может быть произведена и человеком, но для этого понадобится очень много труда, поэтому гораздо проще поручить декодировку отметок специальной
1 С а 1 k i и s К-, Boeing Magazine, 35, 2, Feb. 1954, 3—5.
2 Вероятно, автор имел в виду отметки, а не цифры.— Прим. ред.
машине. Одна черная точка на бумаге соответствует единице. Отсутствие всякой отметки обозначает нуль. В двоичной системе применяются только эти две цифры, однако в различных сочетаниях^ими можно пользоваться для воспроизведения любого числаТобычной десятичной системы
Р и с. 39. Оператор измерительной станции следит за показаниями телеметрических приборов, регистрируемых на специальной ленте электрическими самописцами.
счисления. В одиночку же отметки могут указывать лишь на наличие или отсутствие какого-либо параметра или явления. В исследовательской работе над управляемыми снарядами существует целый ряд подобных явлений; к ним относятся, например, открытие или закрытие клапана, выключение или включение выключателя, действие или бездействие электронных приборов. Все они фиксируются на наземной станции в виде черных точек или пустых мест на бумажной ленте.
Для съема закодированных по двоичной системе данных с рулонов бумаги и перенесения их на перфорированные кар
ты пользуются преобразовательной машиной. После преобразования в десятичную систему данные вводятся в счетно-решающие машины, которые автоматически вносят в них поправки, если при трансляции были допущены ошибки, обычно зависящие от условий перед стартом и от характерных особенностей каждого эксперимента. Затем информация поступает в машину, которая воспроизводит полученные данные в виде ряда графиков. Эти графики имеют обычную форму зависимости, например, зависимости между давлением в системе подачи топлива и временем, высотой полета, углом рыскания и т. п., причем они легко поддаются изучению. Конструктор пользуется ими для оценки телеметрических данных в сочетании с заснятыми на кинопленку кадрами, характеризующими отдельные этапы испытания, и с фотоснимками, сделанными на протяжении всей траектории полета управляемого снаряда. Кроме того, в распоряжении конструктора имеются и другие данные, записываемые различными наземными станциями. Сюда относятся, например, результаты радиолокационного слежения, которые необходимо сравнивать с данными, поступившими с самого управляемого снаряда.
Сбор материалов во время полета должен происходить непосредственно в управляемом снаряде. Для этой цели уже разработан целый ряд приборов, таких, например, как датчики давления, которые используются для измерения давления в топливопроводах и топливных баках. Обычно они состоят из бурдоновой трубки, приводящей в действие контактную щетку потенциометра высокой точности. Подобного типа датчики не подвержены влиянию вибрации и ускорения и могут измерять давления в пределах до 3000 ат.
Давления можно измерять также и посредством специальных датчиков сопротивления. По существу эти датчики состоят из тонкостенной стальной трубки, на внутренние стенки которой подводится измеряемое давление. Вокруг трубки намотана неиндуктивная спираль из тонкого реостатного провода. Давление слегка расширяет трубку и растягивает провод, повышая тем самым его сопротивление. Этот прибор, основанный на принципах тензометрии, является весьма удобным средством для измерения значительных давлений при сохранении довольно небольших габаритов. Кроме того, поместив такой прибор в топливопроводе,
можно измерять давление в системе подачи топлива, ничем не нарушая его потока. Путем соответствующего подбора измерительных цепей можно легко фиксировать как условия пульсации, так и условия установившегося режима.
Нетрудно измерить также момент и продолжительность открывания топливных клапанов. Для этого необходимо только заставить клапан изменять при открывании емкость соответствующего конденсатора. В этом случае работа клапана будет зафиксирована с большой точностью.
Не менее важными для конструкторов являются и данные об испытываемых снарядом ускорениях, особенно если для испытательного снаряда заранее разработана программа, в ходе выполнения которой различные маневры должны точно следовать друг за другом. При рассмотрении вопросов управления снарядом всегда отмечалось, что весьма важным для снаряда является не просто передвижение, скажем, вправо или влево, но перемещение с определенным и точно установленным ускорением. Вследствие этого в измерительной аппаратуре управляемых снарядов широкое применение нашли акселерометры. Они могут иметь несколько форм. Один из таких акселерометров является датчиком типа конденсатора1. В основе его лежит масса определенной инерции, амортизируемая кремниевой жидкостью и перемещающаяся вдоль направляющих, которые ограничивают ее движение одной степенью свободы. Мембрана конденсатора приводится в действие движением заключенной в акселерометре массы, а изменение положения мембраны влечет за собой соответствующее изменение емкости конденсатора, что и дает возможность определять степень ускорения, испытываемого прибором. Таким прибором можно измерять ускорения порядка 500 g.
Во многих линейных акселерометрах замер ускорений производится посредством смещения инерционной системы, амортизируемой не жидкостью, а пружиной. Инерционная система приводит в действие контактную щетку потенциометра или же изменяет емкость, а в некоторых случаях — индуктивность. Величина же измеряемого ускорения пропорциональна изменению сопротивления датчика. Эти
1 Camberley Instruments Ltd., Data Sheet.
акселерометры имеют небольшие размеры и обладают очень прочной конструкцией, причем их собственная частота довольно высока1. Они могут обладать линейностью ±1%, разрешающей способностью 0,25% и при этом весить не более 0,5 кг. Для их питания необходим ток, сила которого не превышает 10 ма.
Подобные акселерометры можно использовать для измерения как продольных, так и поперечных ускорений в пределах до 100 g. Фирма «Грэсби Инструменте» выпускает сейчас акселерометр, который комплектован приводом и механизмом временной развертки. На протяжении 34 сек. он производит запись изменения линейного ускорения по времени. Конструктивно он состоит из инерционной массы, поджатой пружиной и ограниченной одной степенью свободы, а также из амортизатора в виде тормозной жидкости. Запись осуществляется посредством пера, оставляющего след на прозрачной гибкой ленте, которая натянута на барабан, приводящийся в движение часовым механизмом. Пуск этого устройства достигается либо электрическим путем, либо в результате срабатывания какого-нибудь инерционного включателя. Если такой акселерометр связать с потенциометром, то можно получить телеметрический датчик ускорения.
На управляемых снарядах иногда бывает выгодно применять в тензодатчиках усилители на транзисторах. Это оказывается очень важно там, где ограничивающими факторами являются объем и потребляемая мощность. Правда, пока еще необходимой степени устойчивости удалось добиться только в схемах тензометрических усилителей переменного тока. Сборка же схем усилителей постоянного тока на транзисторах все еще наталкивается на целый ряд трудностей.
В Великобритании первые опытные образцы снарядов, использованные для разработки управляемого оружия, появились в 1946 году, когда в Фарнборо началась работа по проектированию снаряда «Лоп-Гэп». Этот экспериментальный снаряд использовал в качестве топливных компонентов жидкий кислород и разбавленный водой метиловый
1 Graseby Instruments Ltd., Datasheet GllO, Tolworth, 1955.
спирт. Под давлением газов, выделяющихся при сгорании кордитового патрона, специальный поршень вытеснял топливные компоненты из баков в камеру сгорания. Самые первые опытные образцы снарядов не имели никаких приборов радиоуправления и использовались просто для определения аэродинамической устойчивости и испытания стартовых ускорителей. Как уже говорилось, на первых порах отделение ускорителей от снаряда представляло собой весьма сложную проблему. В целом ряде первых снарядов английские конструкторы заменили тандемное расположение ускорителей боковым, которое давало возможность использовать при помощи несложного сбрасывающего устройства давление встречного потока воздуха для их отделения от снаряда.
Всякий управляемый снаряд можно рассматривать как агрегат, состоящий из трех основных частей: корпуса, двигателя и системы управления. Кроме того, снаряд несет соответствующий боевой заряд и взрыватель. Для того чтобы добиться слаженности в работе этих отдельных частей, каждая из них должна быть тщательно проверена и испытана. Это необходимо потому, что все агрегаты и аппаратура снаряда связаны между собой самым тесным образом и зависят друг от друга. Вот почему разработка управляемых снарядов потребовала применения целого ряда новых приемов для испытания его устройств. Оценка агрегатов и приборов производится обычно путем всесторонних испытаний на тряску, вибрацию, нагрев, холод, повышенную влажность, высокое и низкое напряжения тока, длительность складского хранения, а также на ускорение, большие высоты полета и малые атмосферные давления. После индивидуальной проверки все устройства проверяются в комплексе снаряда для обеспечения полной взаимосвязи. Для проведения испытаний в условиях эксплуатации нужны лаборатории, оборудованные центробежными установками, барокамерами, вибрационными устройствами и установками для ударных испытаний. На этих установках снаряды и их элементы подвергаются воздействию всевозможных условий высоты, температуры, давления, влажности, вибрации и ускорения. Таким испытаниям приходится подвергать каждую деталь, входящую в конструкцию управляемого снаряда, ибо это дает возможность убедиться, что она отве
чает техническим условиям, предусматривающим соблюдение весьма жестких допусков.
Все снаряды ПВО должны быть способны выдерживать большие ускорения, как поперечные, так и продольные,
Рис. 40. Центробежная машина для испытания отдельных деталей управляемого снаряда.
а они иногда достигают 20 g. Примером центробежного испытательного прибора может быть устройство, разработанное фирмой «Грэсби Инструменте» (рис. 40) в сотрудничестве с Британским государственным авиазаводом в Фарнборо1. Оно имеет облегченный стол, который используется для испытания деталей весом до 5,4 кг при ускорениях в интервале от 0,25 до 100 g. Регулировка числа оборотов производится с помощью следящей схемы смешанного типа, которая действует путем сравнения выходного напряжения тахогенератора с заранее установленной величиной напряжения контрольной батареи, усиления получающейся при
Graseby Instruments Ltd., Data Sheet GW3t Tolworth, 1955, а также Flight, 19 Aug, 1955.
этом разности напряжений и использования этого усиленного сигнала для регулировки сопротивления угольного столбика, который стабилизирует напряжение, подаваемое на якорь приводного двигателя. Такая схема может регулировать число оборотов с точностью до 0,25%. На испытательном стенде предусмотрены также и устройства, которые обеспечивают подачу питания к испытываемой на центрофуге аппаратуре в виде электрического тока или сжатого воздуха.
Важность этих проверок перед установкой на снаряд и полетом наиболее отчетливо обнаружилась в отношении электронных ламп. Весьма интересны в этой связи данные, полученные фирмой «Норт Америкен»1. Из подвергнутых контролю 33 тыс. радиоламп 2600 штук пришлось сразу же забраковать как вышедшие из строя, а большое число остальных имело различные механические повреждения, которые могли оказаться губительными, если бы эти лампы были установлены на испытываемом снаряде. К числу наиболее часто встречающихся дефектов относятся скошенные бандажи в миниатюрных лампах, частично расплавленные конструктивные элементы, нарушение контактов между основными и подводящими проводами, а также перекос витков сетки. Лампы исследуются под микроскопом и при помощи рентгеновых лучей для отыскания внутренних дефектов в конструкциях электродов и посредством поляроскопов, позволяющих обнаружить деформацию стеклянной оболочки. До января 1954 года в ходе программных испытаний, принятых фирмой «Норт Америкен», было выявлено, что на каждую сотню радиолапм приходится 66 безупречных, 26 имеющих сборочные дефекты и 8 забракованных при электрических испытаниях. Полностью выдержавшие испытания лампы маркируются условными цветными отметками для использования их в наиболее ответственной аппаратуре.
В свое время результаты испытаний были сообщены поставщикам ламп, после чего число отбракованных ламп стало постепенно сокращаться. Так, например, при последующих испытаниях одного типа сверхминиатюрных
1 KleinhoferB. A., Inst, of Navigation, U. C, L. A., 23 Jan. 1954.
ламп количество ламп, пригодных для использования в наиболее ответственной аппаратуре, составило уже 80%. Испытания с помощью рентгеновых лучей выявили в свою очередь много дополнительных технических дефектов, число которых приблизительно соответствовало количеству дефектов, обнаруженных при микроскопическом исследовании.
При испытаниях снаряда в полете очень важное значение имеют методы измерения его параметров. Они предполагают наличие либо оптической аппаратуры (телескопы, фото- и кинокамеры), либо специальных радиоэлектронных устройств (телеметрические системы и радиолокаторы, использующие эффект Допплера). Задача сопровождающего устройства заключается в точном определении местонахождения управляемого снаряда в пространстве в каждый момент полета. За такими не менее важными параметрами, как ускорение, скорость и ориентировка осей снаряда, следят приборы телеметрии. Кроме того, телеметрия дает сведения, касающиеся работы агрегатов и аппаратуры: насосов, сервомеханизмов и эжекторных устройств. Аппаратура сопровождения должна надежно обеспечивать определение точного местонахождения снаряда. Она же может быть использована и для проверки положения осей снаряда. На полигоне Уайт Сэндз, например, положение снаряда изображается графически с интервалами в полсекунды, что при полете, продолжающемся около двух минут, означает, что вся траектория определяется 250 точками. i
Сопровождение снарядов различных классов ведется различной аппаратурой и методами; так, для сопровождения управляемого снаряда класса «воздух-воздух», естественно, необходимы приборы и устройства, совершенно отличные от тех, которые требуются для сопровождения межконтинентального баллистического снаряда. В первом случае, например, можно устанавливать кинокамеры на самолете-носителе, на самом управляемом снаряде и на самолете-мишени. В сочетании с наземным радиолокатором эти три кинокамеры обеспечат получение полной информации для определения необходимых параметров. В случае же запуска межконтинентального баллистического снаряда требуется уже целая система радиолокационных станций. Выше мы говорили о том, что оборудование для такого рода испытаний имеется на американском полигоне в Коко.
Испытание сверхвысотной ракеты на полигоне Уайт Сэндз 1 начинается обычно с последовательного фотографирования подъема на кинопленку при помощи специальных кинокамер. Затем телескопические фототеодолиты быстро производят ряд экспозиций на одну и ту же фотопленку. По мере дальнейшего подъема снаряда в сопровождение включается поисковый радиолокатор, с помощью которого курс снаряда наносится на карту полигона. Дежурные офицеры по технике безопасности следят при этом за тем, чтобы снаряд не упал в каком-либо населенном районе. Для сопровождения снаряда на траектории применяются и телескопы с вмонтированными в них аппаратами для скоростной киносъемки, которые позволяют определить положение осей снаряда в любой момент. Необходимо, чтобы оптические средства сопровождения действовали синхронно с телеметрическими датчиками. В связи с этим на записи, полученной оптическим путем, делается обычно общая синхронизированная отметка времени.
При самых малых высотах полета пользуются фототеодолитом «Аскания». Он обладает исключительной точностью, а дальность его действия составляет 50—70 км. Некоторые из последних моделей обладают угловой точностью порядка 6". Для больших высот применяют специальные телескопы сопровождения, которые дают возможность держать снаряд под наблюдением даже на высоте 300 км. С помощью телескопов сопровождения можно наблюдать и отделение начальных ступеней у многоступенчатых ракет, а также исследовать положение осей снаряда, поведение факела реактивных газов, разрушение снаряда в воздухе и даже имеющее в некоторых случаях место выбрасывание отдельных частей и деталей.
Недостатком всей оптической аппаратуры является то, что пользоваться ею можно лишь в хорошую, ясную погоду; наличие даже тонкого слоя облаков полностью исключает действие такого рода аппаратуры. В отличие от нее радиолокационная аппаратура сопровождения, работающая в сантиметровом диапазоне волн (порядка 10 см), может следить за снарядом, несмотря на любую облачность. С ее помощью можно быстро вычислить траекторию, но без боль
1 American Aviation, 18, 11, 25 Oct. 1954, 98—106.
шой точности. В связи с этим радиолокационное сопровождение находит применение главным образом при определении курса снаряда в целях обеспечения безопасности полигона.
Радиолокаторы, использующие эффект Допплера, обеспечивают гораздо большую точность по сравнению с поисковыми радиолокаторами. В этом случае в направлении снаряда передаются незатухающие колебания; на борту снаряда частота удваивается, а сигналы излучаются в обратном направлении. Поступательное движение снаряда вызывает изменение частоты, которое и является функцией скорости управляемого снаряда. На наземной станции ретранслированные сигналы смешиваются с излучаемой частотой, поступающей непосредственно с передатчика, и полученные в результате этого биения служат основой для вычисления скорости управляемого снаряда. С помощью нескольких подобных радиолокационных станций, использующих эффект Допплера, можно определить не только скорость, но и положение управляемого снаряда в пространстве в любой момент. Радиолокатор, основанный на эффекте Допплера, представляет собой весьма точное устройство, дающее возможность определять изменения в положении управляемого снаряда на расстоянии до 160 км с точностью до 15 см. Недостатком системы Допплера является многозначность отсчета.
После проверки аэродинамической схемы управляемого снаряда, а также влияний аэродинамических сил и явлений, связанных с теплопередачей, начинается следующая, не менее ответственная ступень испытаний — проверка тяговой установки. Авиационная промышленность уже сравнительно давно располагает средствами для испытания турбореактивных двигателей, однако для новых прямоточных воздушно-реактивных и для ракетных двигателей испытательных установок до недавнего прошлого не было.
Самая крупная в США частновладельческая лаборатория по исследованию и техническому испытанию сверхзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателей1 для полетов на больших высотах была построена секцией аэронавтики фирмы «Кэртис-Райт» (рис. 41).
1 Curtiss-Wringht, Press Release, 30 June 1955.
Рис. 41. Установка для испытания ПВРД, построенная фирмой «Кэр-тис-Райт». Испытания производятся в режиме канального и свободного обтекания потоком воздуха.
1 — батарея баллонов сжатого под большим давлением воздуха; 2 — воздушный компрессор высокого давления; 3 — воздухоподогреватель непрерывного действия; 4 — пост управления воздухоподогревателями^ — выхлопная труба воздухонагревателя; 6 — исследовательская лаборатория; 7 — магистраль непрерывной подачи воздуха; 8 — воздухоохладитель; 9 — воздухоосушитель; to — воздушный эжектор; 11 — ресивер для выравнивания давления; 12 — сопло; 13 — испытательная камера № 2; 14 — воздушная выхлопная труба; 15 — воздухонагреватель; 16 — испытательная камера № 1; 17 — охладитель выхлопных газов; 18 — помещение для топливных насосов; 19 — эжекторы для пара; 20 — глушитель выхлопа; 21 — выхлопное перепускное устройство; 22 — всасывающая труба эжектора; 23 — насос отстойника охладителя выхлопных газов; 24 — паросиловая установка, 500 л. с.\ 25 — башенный холодильник; 26 — бассейн-маслосепаратор; 27 — бак для подачи воды.
В одной из предыдущих глав было указано, что прямоточные воздушно-реактивные двигатели представляют собой сверхскоростные силовые установки, сжигающие топливо и получающие большое количество кислорода, необходимое для горения, через переднее входное отверстие, куда воздух вгоняется благодаря исключительно высокой поступательной скорости управляемого снаряда. Новая лаборатория, постройка которой обошлась фирме более чем в 2 млн. долларов, была спроектирована и построена по заказу ВВС США. Она расположена неподалеку от первой лаборатории, где также создаются и испытываются прямоточные воздушно-реактивные двигатели, выстроенной несколько раньше, в 1949 году. Другим ее соседом является построенная по заданию правительства лаборатория по разработке турбин (она сооружена ^ 1946 году). В новой лаборатории скоро можно будет испытывать прямоточные воздушно-реактивные двигатели огромных размеров при скоростях, во много раз превышающих скорость звука, и в искусственно воспроизведенных условиях, соответствующих различной высоте полета, от уровня моря и до десятков тысяч метров. Эта испытательная установка сможет действовать как непрерывно, в продолжение более одного часа, так и периодически (60 сек.) в режиме сквозного потока, пропуская через себя при этом не менее 318 кг воздуха в секунду.
Лаборатория рассчитана на то, чтобы можно было испытывать и двигатели, и их элементы. При этом исследовательская работа будет вестись либо в канальном режиме, либо в режиме свободного обтекателя струей воздуха.
По имеющимся сообщениям, наиболее крупным в Америке учреждением по аэродинамическим исследованиям является Арнольдский инженерный центр в штате Теннесси при Научно-исследовательском командовании ВВС США. Этот испытательный центр, строительство которого сейчас подходит к концу, будет иметь не менее семи аэродинамических труб и даст возможность искусственно воспроизводить условия скоростей в пределах до 10 М. Кроме того, создано шесть барокамер для испытания двигателей, где могут быть созданы условия, соответствующие различным высотам до 30 000 м. Гиперзвуковые аэродинамические трубы, предназначенные для исследования динамики газов, имеют поперечное сечение диаметром до 139 см\ одни из
этих труб рассчитаны на непрерывное, другие — на периодическое действие.
В аэродинамических трубах используется обычно подогретый воздух, имеющий температуру до 820° С. Это делается для того, чтобы предотвратить ожижение воздуха, которое наблюдается иногда при прохождении его через сверхзвуковые сопла, необходимые для разгона потока газов до скоростей, во много раз превышающих скорость звука. Процесс ожижения воздуха начинается вследствие его внезапного расширения в сопле и охлаждения.
Известно, что в Арнольдском центре были впервые испытаны созданный фирмой «Хьюз» управляемый снаряд «Фол-кон», принадлежащий к классу «воздух-воздух», и прямоточные силовые установки «Бомарк» фирмы «Боинг»1.
Анализ полученных при испытаниях данных проводится с помощью ряда счетно-решающих устройств типа «Ремингтон Рэнд Юнивак» и систем обработки данных. Они выдают данные в виде либо печатных таблиц, либо графиков в прямоугольной системе координат.
Для испытаний ракетных двигателей требуются дорогостоящие и весьма сложные испытательные котлованы. Они нужны для устранения опасности пожаров и взрывов, что часто случается при испытании новых конструкций, а также при использовании таких топливных компонентов, которые не прошли предварительной проверки. Операторы на таких станциях размещаются, как правило, в специальных бункерах с бетонными стенами, а все управление установкой происходит на расстоянии. В испытательных установках предусмотрены особые предохранительные устройства, исключающие возможность случайного запуска модели1 2. Имеются также и автоматические системы тушения пожаров и обезвреживания случайно выплеснувшихся или пролитых компонентов жидкого топлива.
Помимо пусковых испытаний, в инженерных центрах проводится большое число испытаний каждой составной части модели. Это объясняется тем, что ракетные двигатели обычно представляют собой силовые установки, все детали которых работают с предельными нагрузками3. Такие де
1 Simmons И. Т., American Aviation,14, 5 Dec. 1955, 32—34,
2 V е n n J., Jnl. Brit. Inter. Soc., 12, 5, Sept. 1953, 213—225.
’Burgess E., Aircraft., 33, 5, Feb. 1?55, 28—33, 60.
тали, как насосы, топливные клапаны и эжекторы, испытываются каждый в отдельности, причем сначала в качестве рабочей жидкости служит вода. Только после этого детали проходят испытания с теми жидкостями, с которыми они встречаются в реальном двигателе. Несмотря на то, что во время первых испытаний рабочей жидкостью является вода, они дают достаточное представление о функционировании деталей. Окончательная же проверка обеспечивается только реальным запуском. Для получения более точных данных об отдельных частях агрегата имеется большое число дополнительных приспособлений. Так, например, для уточнения плотности впрыска компонента топлива некоторые исследователи применяют металлические устройства сотовидной конструкции. Здесь опять-таки первые исследования производятся не с реальными компонентами топлива, а с заменяющими их жидкостями; пропорциональный состав полученной смеси анализируется путем проб, которые берутся из каждой ячейки сотового устройства.
Пусковые испытания имеют цель определить, насколько плавно запускается двигатель, как он работает и как ведет себя реактивная струя. Наблюдение за двигателем обычно осуществляется через перископы или же при помощи телевизионной аппаратуры. Установив, что двигатель работает нормально и будет работать дальше в течение некоторого времени, приступают к следующему этапу испытаний, на котором определяются сила тяги, степень давления в камере сгорания, удельный импульс и прочие количественные характеристики. Зарегистрировать эти данные помогают приборы, размещенные на испытательном стенде и внутри реактивного двигателя. Ряд счетчиков регистрирует показания этих приборов, а кинокамеры фиксируют их вместе с сигналами службы времени. Если требуется зарегистрировать процессы с большой скоростью протекания, как, например, высокочастотные колебания давления в камере сгорания, которые не поддаются фиксации с помощью медленно реагирующих инерционных манометров, то приходится пользоваться быстродействующими, чувствительными к давлению электрическими датчиками, электроннолучевыми осциллографами и камерами скоростной записи.
Быстродействующие датчики давления обычно принадлежат к типу датчиков с изменяющейся емкостью, работа
ющих как модуляторы частоты; они могут быть также включены и в плечо мостика Уитстона. Отличаются они тем, что хорошо реагируют на переходные процессы с частотой до 50 кгц при условии использования достаточно быстро действующих кинокамер непрерывного действия. Температуры измеряются различными путями: посредством термопар, оптических пирометров и спектроскопических приборов. Помещая в питающие трубопроводы такие устройства, как стальные шарики, крыльчатки или сердечники переменной индуктивности, можно определить и скорость потока топливных компонентов. Измерение в этом случае основано на способности подобных устройств изменять частоту колебательного контура, причем каждое приспособление соответствующим образом калибруется.
Во всех испытаниях важное значение имеет определенная последовательность их проведения, поэтому составлять программу запуска двигателя необходимо с таким расчетом, чтобы все операции происходили автоматически и в строго установленном порядке. Всякая возможность выполнения последующих операций, если на каком-либо этапе испытания возникнет неполадка, должна быть исключена. Запускать в ход камеры скоростной записи и обеспечивать на испытательном стенде безопасность работы по окончанию запуска или в случае нажатия кнопки аварийной остановки должны автоматические приборы службы времени и контроля.
Примером такой установки, предназначенной для испытания двигателей, может быть Станция по испытанию реактивных снарядов морской авиации США на озере Денмерк в штате Нью-Джерси1. Она состоит из основного испытательного стенда, окруженного наружными цистернами для хранения топлива, здания охраны, пункта управления, а также кабельной сети и подъездных путей. Все сооружения станции размещены на очень крутом склоне горы, примерно на уровне 120 м над шоссейной дорогой. Сам испытательный стенд (рис. 42) представляет собой массивную конструкцию из стали и бетона, установленную на склоне горы, возвышающейся над озером. Это — сооружение кон
1 Abramson В. N., В г a n d w с i n D. S., M e n e s H. C., Jet Propulsion, 24, 5, Sept.— Oct. 1954, 291—296.
сольного типа со стальным остовом, покрытым гофрированными стальными листами. Испытательная платформа поднята над землей на 15—20 м. Стенд имеет три этажа: в нижних — помещаются камеры с топливными баками, а в верхнем находится большой рабочий зал длиной около 30 я.
Рис. 42. Типовой стенд для испытания ракетных двигателей. Установлен на Станции по испытанию реактивных снарядов авиации ВМС США на оз. Денмерк.
Кровля здания раздвигается, что позволяет производить сборку огромных топливных баков управляемых снарядов прямо в помещении. Стенд выдерживает номинальную
нагрузку примерно в 175 т, однако конструкция его основания рассчитана на еще большие давления.
На расстоянии примерно 80 м от испытательного стенда находится пункт управления. В нем размещены записывающие осциллографы, потенциометры, амперметры, вольтметры, панели и штепсельные колодки, которые занимают все четыре стены рабочего помещения и предназначаются для записи любых параметров, подлежащих измерению во время испытаний двигателя. Визуальные наблюдения за испытаниями можно вести с помощью одного из четырех панорамных зеркал, смонтированных непосредственно над панелями управления.
В США существуют также и другие крупные стенды для испытания реактивных двигателей. Один из них находится на испытательной станции в Молте1. Его постройка была связана с разработкой управляемого снаряда «Гермес» фирмой «Дженерал Электрик». Стенд приспособлен для испытания реактивных двигателей, начиная от микроскопических1 2 и до силовых установок снарядов дальнего действия с тягой порядка 75 000 кг.
На Эдвардской базе ВВС США (штат Калифорния), расположенной на краю пустыни Мохаве, находятся крупнейшие стенды для испытания реактивных двигателей3. Место для стендов было выбрано еще в 1947 году, причем проектирование и монтаж вела фирма «Аэроджет». Постройка началась в 1949 году, а в июле 1952 года уже были испытаны первые реактивные двигатели. Стенды представляют ссбэй монолитную конструкцию с боковыми пролетами для хранения топлива, а консольного типа рабочая платформа выступает из верхней части стенда, имеющего несколько этажей. На этой платформе устанавливается испытуемый двигатель и баки вместе с необходимыми трубопроводами и органами управления. Пламя, выбрасываемое двигателем, направляется вертикально вниз, в специальную пламегасящую канаву, которая находится под испытательной платформой. В этой канаве струя реактивных газов разбивается
1 Burgess Е., Aircraft, 33, 5, Feb. 1955, 28—33, 60.
2 Подобные силовые установки применяются для испытаний разных новых сочетаний топливных компонентов.
• Anderton D. A., Aviation Weex, 59, 9, 31 Aug. 1953, 24—26, а также Jnl. American RocKet Soc., 23, 6, Nov.— Dec. 1953, 378—379.
о бетон, а ряд специальных сопел разбрызгивает в том же направлении воду со скоростью 18 000 л/мин, смывая коррозийные топлива в нижний желоб и сокращая до минимума разрушающее действие струи. Стены всех рабочих цехов,
Рис. 43. На пульте управления Эдвардской базы ВВС США. На переднем плане, слева—наблюдатель у перископа; справа— оператор, следящий за показаниями самопишущих приборов.
так же как на станции на озере Денмерк, покрыты гофрированной листовой сталью. Идея подобной конструкции заключается в том, чтобы в случае взрыва здание не могло выйти из строя целиком. В этом случае пострадают не сами стены, а только покрывающие их стальные листы.
Самый крупный стенд для статических испытаний целиком собранных управляемых снарядов находится при арсенале Редстоун в штате Алабама. Его высота составляет примерно 50 м, и предназначен он для статических испытаний баллистических управляемых снарядов средней даль-ности.
Испытания наблюдаются и контролируются с поста управления сборной конструкции, имеющего толстые бетонные стены, обшитые щитами, которые не боятся взрывов. Отсюда наблюдатели могут приводить в действие пусковые схемы и всю аппаратуру для записи и наблюдений. Как и на большинстве испытательных станций, здесь использованы специальные системы световой сигнализации и предусмотрены строгие правила безопасности. Иногда для непосредственного наблюдения момента запуска и характера пламени применяется телевидение.
При таком количестве средств испытания, естественно, появляется серьезная необходимость быстрой обработки данных. Для этого вся первичная информация собирается, расшифровывается и обрабатывается посредством математических операций, позволяющих получить обоснованные математические характеристики.
Наиболее важным прибором для анализа информации является электронное счетно-решающее устройство. С его помощью данные можно обработать без больших затрат труда и времени и использовать их дальше при конструировании управляемого снаряда, который подвергся статическим испытаниям. В некоторых случаях, как, например, при испытании силовой установки или системы управления, очень важно, чтобы значительная часть, если не все рабочие характеристики могли быть определены непосредственно во время испытания, с тем чтобы использовать их для изменения некоторых параметров уже в ходе испытания с помощью органов сервоуправления. Это оказывается возможным благодаря быстродействующим электронным счетно-решающим устройствам, которые «замыкают» цепь исследований гораздо быстрее человека.
При летных испытаниях данные, кроме того, нуждаются в специальном анализе, который необходим для проектировщиков. Однако при запуске любого управляемого снаряда за время полета, продолжающегося всего несколько минут, собирается такое огромное количество данных, что на обычных счетных машинах процесс обработки данных занял бы несколько недель. Здесь на помощь людям приходят электронные счетно-решающие устройства, и этот трудоемкий процесс значительно ускоряется.
Существует два типа счетно-решающих устройств, ис-^
пользуемых для исследовательской работы над управляемыми снарядами; это — моделирующие счетно-решающие машины непрерывного действия и цифровые счетно-решающие машины. Моделирующая счетно-решающая машина непрерывного действия описывает электрическим или механическим путем определенные физические процессы1. Такая машина может производить сложение, вычитание, умножение, деление и интегрирование; она может изменять алгебраические знаки и широко используется для решения задач по динамике, где приходится иметь дело с дифференциальными уравнениями. Однако точность этой машины не превышает 98%.
Цифровые счетно-решающие машины отличаются гораздо большей точностью. Данные в них вводятся в виде кода на перфорированных картах и лентах или на магнитной ленте. Точность, с которой счетно-решающая машина обрабатывает данные, ограничивается лишь емкостью ее цепей запасания. Однако цифровая счетно-решающая машина выполняет одновременно только одно действие, правда, с поразительной быстротой. Так, например, машина, имеющаяся в Манчестерском университете, может вычислить сумму квадратов всех чисел от 1 до 10 000 примерно за 60 сек. В связи с этим подобные машины наиболее оправдывают себя там, где приходится несколько раз подряд решать сложные уравнения (в этом случае используется цикличная система вычисления).
Одним из самых больших затруднений, встречающихся при работе со счетно-решающими устройствами, является обеспечение достаточно быстрого ввода данных. Метод решения этой проблемы заключается в применении быстродействующих устройств для съема данных. Все величины вводятся в эти устройства в виде перфорированных отверстий на бумажной ленте. При этом пользуются двоичной системой счисления, где наличие или отсутствие какого-либо из пяти отверстий в строке может представлять до тридцати двух значений: цифр десятичной системы, букв алфавита и т. п. Пропускаемый через отверстия в ленте свет
1 Машины непрерывного действия воспроизводят обычно физические процессы в реальном масштабе времени в отличие от цифровых машин дискретного счета.— Прим. ред.
приводит в действие соответствующие фотоэлементы. Механизмы такого типа производят отсчет (до 200 знаков в секунду) и вводят данные в запоминающие цепи счетно-решающей машины.
Одной из наиболее удачных систем обработки данных является модель «Юнивак Сайентифик» фирмы «Ремингтон рэнд»1. Двенадцать таких машин используются сейчас для высшей степени секретной работы, связанной с нуждами оборонной промышленности. Несколько машин установлено в Арнольдском инженерном центре, где они обрабатывают данные по управляемым снарядам, проходящим испытания. Еще одна установка находится на полигоне Уайт Сэндз в штате Нью-Мексико; она оказывает здешним инженерам и проектировщикам неоценимую помощь в выполнении программы разработки боевых управляемых снарядов. Данные, собранные с экранов индикаторов радиолокационных установок и с других приборов, которые расположены на измерительных станциях полигона, вводятся в машину «Юнивак» с помощью перфорированной ленты и выдаются в законченном печатном виде.
Большое количество данных в этих машинах запоминается также и для использования их по мере надобности. Они записываются и группируются на барабанах с магнитной лентой, расположенных вне машины. Такие данные можно запасать и внутри счетно-решающего устройства в ртутном цилиндре, который известен под названием ртутного накопителя. Наконец, они могут накапливаться в виде отметок на экранах электронно-лучевых трубок. В качестве запоминающего устройства могут быть также использованы и магнитные барабаны, запасающие на своей поверхности тысячи знаков информации. По мере необходимости эти данные снимаются и вводятся в счетно-решающую машину. Еще один метод накопления данных предполагает использование магнитных сердечников.
Когда счетно-решающая машина обработает и подготовит информацию к выдаче, последняя должна быть преобразована в форму, удобную для чтения. Осуществляется это быстродействующими печатающими устройствами, способ» ньщи в минуту отпечатать 600 строк по 130 знаков,
1 R u m b 1 es A- R-, Sperryscope, 13, 10, 1955, 4—7,
Фотографические материалы, собранные во время запуска управляемого снаряда, также подвергаются анализу с целью получения данных по элементам траектории и положению осей снаряда. Наряду с этим решаются и задачи аэродинамики и управления. Один метод подобного анализа, разработанный фирмой «Телекомпьютинг», в штате Калифорния, основан на использовании изображений,, увеличенных до 45 раз. Съем данных в этом случае производится либо посредством специального угломерного устройства, либо путем наложения горизонтальных и вертикальных пересекающихся нитей, положение которых точно определяется и преобразуется в электрические импульсы. Цифровая информация обрабатывается с помощью электронной счетно-решающей машины, после чего данные записываются в виде перфокарт и лент или печатаются в виде таблиц. Кроме того, предусмотрены средства для ввода карт и лент в аппаратуру, которая автоматически строит графики в декартовой системе координат.
В Великобритании также имеется счетно-решающая машина, предназначенная специально для обработки данных по управляемым снарядам. Это — моделирующее счетно-решающее устройство непрерывного действия «Тридак», установленное на Британском государственном авиазаводе в Фарнборо1. Оно является одним из крупнейших счетно-решающих устройств в мире и занимает по площади 560 м1 2. В нем имеется около 8 тыс. радиоламп, а расходуемая им электроэнергия составляет 650 квт-ч. «Тридак» позволяет решать задачи в 3 измерениях2. С помощью него можно моделировать любые физические процессы, протекающие на самом управляемом снаряде; оно способно моделировать и процесс перехвата бомбардировщика управляемым снарядом. Последнее осуществляется путем непрерывной фиксации положения обоих объектов и вычислением потребных маневров счетно-решающим устройством. Устройство «Тридак» работает в реальном масштабе времени, то есть все вычисления производятся с такой же скоростью, с какой происходили бы явления в действительности. Отсюда выте
1 Gardner G. W. Н., Chart. Meehan. Eng., 2, Jan. 1955,5—22.
2 To есть имеет возможность моделирования пространственной задачи.— Прим. ред.
кает возможность включения любой аппаратуры в моделирующее устройство и создаются условия подвергнуть ее испытанию, максимально приближенному к реальному полету1. Другое устройство («Агвак») представляет собой сокращенный вариант устройства «Тридак». Оно установлено в Центре по разработке реактивного управляемого оружия дальнего действия в Австралии.
Описанные выше моделирующие счетно-решающие устройства непрерывного действия позволяют «испытывать» управляемые снаряды без тех огромных затрат, которые необходимы в случае запуска боевого снаряда. С их помощью удалось значительно ускорить разработку управляемых снарядов, в результате чего несколько образцов сейчас готовятся к сдаче в производство.
Страны, подобные Великобритании, где раннее радиолокационное обнаружение осуществить почти невозможно, должны сосредоточить свои усилия на производстве таких средств ПВО, которые дадут им возможность перехватывать самолеты противника на возможно большем расстоянии от защищаемых районов. Вероятно, англичане уже учли это, так как сейчас у них в производстве находится новый управляемый снаряд класса «воздух-воздух» для уничтожения атакующих бомбардировщиков вдали от береговой линии.
Соединенные Штаты в настоящее время производят зенитные управляемые снаряды-перехватчики «Найк» (ближнего действия) и «Фолкон» и тактические снаряды «Матадор», «Регьюлус», «Корпорал» и «Онест Джон» класса «земля-земля». Много других управляемых снарядов находится в процессе разработки. Помимо этого, внимание американских конструкторов все больше сосредоточивается на создании межконтинентальных стратегических управляемых снарядов дальнего действия.
1 Aeronautics, 31, 5, Dec. 1954, 75.
ГЛАВА ПЯТАЯ
Управляемые снаряды класса «земля — воздух»
Из всех категорий управляемых снарядов, вероятно, наибольшее и, несомненно, самое быстрое развитие на протяжении лет, прошедших со времени окончания второй мировой войны, получили управляемые снаряды типа перехватчика ПВО. Появление атомной бомбы придало исключительное значение вопросу организации более эффективной защиты наших городов от атакующих самолетов противника, чем это могут обеспечить системы обороны с применением пилотируемых истребителей. Для того чтобы уберечь города от атак современных бомбардировщиков, необходимо добиться их стопроцентного перехвата. На протяжении прошедших лет стали известными многие подробности о целом ряде оборонительных управляемых снарядов. В настоящее время в производстве находятся еще более совершенные образцы и модели, о которых мы пока еще ничего не знаем. Тем не менее даже имеющиеся сообщения наглядно убеждают нас в том, что система обороны, основанная на применении управляемого реактивного оружия, уже вышла из стадии экспериментальных исследований и приближается к тому этапу, на котором управляемые снаряды смогут быть успешно использованы для защиты городов и промышленных районов от атак атомных бомбардировщиков.
Прежде чем начать рассматривать современные виды управляемого оружия, следует вкратце ознакомиться с историей развития управляемых снарядов класса «земля — воздух». Во всех главах, касающихся отдельных типов управляемых снарядов, большая часть исторических очерков будет посвящена германским снарядам. Это объясняется тем, что, как известно, многие управляемые снаряды, состоящие сейчас на вооружении в Советской Армии, имели
своим прообразом старые германские образцы. Так, например, снаряд «Вассерфаль» до сих пор еще не снят с вооружения в Советском Союзе, тогда как снаряды «Тайфун» и «Рейнтохтер» подверглись там значительному усовершенствованию1. Опытный немецкий снаряд «Шметтерлинг» Hs-117 также претерпел модификацию, в результате чего он стал достаточно современным оружием. Поскольку ранее все сведения об этих снарядах отличались незаконченностью и не были исчерпывающими, мы постараемся в большой мере восполнить этот пробел.
Во время заключительного этапа второй мировой войны Германия сделала попытку отразить массированные налеты авиации западных союзников, все больше захватывавшей господство в воздухе. Попытка была основана на применении совершенно нового вида оружия —зенитных управляемых снарядов-перехватчиков, приводившихся в движение главным образом ракетными двигателями, в разработке которых Германия в те дни занимала ведущее место.
Небольшой немецкий снаряд, известный под названием «Тайфун»1 2, был создан фирмой «Электромеханишверке». Он представлял собой топкую трубу длиной 190 см и диаметром 9,9 см и имел заостренную носовую часть с четырьмя небольшими стабилизаторами3. Максимальная высота, которой снаряд достигал в полете, составляла в среднем 15 000 м, а дальность действия не превышала 12 км. Снаряд мог развивать максимальную скорость до 1200 м{сек, а его стартовый вес равнялся 50 кг, распределяясь примерно следующим образом: конструкция — 19 кг, компоненты жидкого топлива — более 10 кг и боевой заряд — около 18 кг. Боевой заряд помещался в носовой части снаряда и был снабжен соответствующим взрывателем; за ним располагался кордитовый пиропатрон для создания давления при подаче компонентов жидкого топлива в камеру сго
1 S m i t h J. F., Inter Avia, 10, 5, May 1955, 300—309.
2 Burgess E., The Engineer, 184, 17—24 Oct. 1947, 356—358, 381—383.
8 Автор, по-видимому, рассматривает только один снаряд из серии «Тайфун», а именно «Тайфун F», так как остальные снаряды («Тайфун» 1, 2 и 4) на практике не применялись. Следует также отметить, что почти все тактико-технические данные снаряда приведены не точно, а с большим округлением. — Прим. ред.
рания. Специальная мембрана, рассчитанная на разрыв при давлении 2,5—5 ат, отделяла пиропатрон от головной части топливных баков, имевших концентрическое расположение. В центральном баке помещалось 7,2 кг концентрированной азотной кислоты1, а второй содержал 2,6 кг смеси бутилового эфира с анилином («визоль»). За топливными баками в заднем конце снаряда находилась камера сгорания и сопло, общая длина которых составляла 68,5 см, а максимальный диаметр — 9,65 см. Сопло имело критическую часть диаметром 0,5 см, выходной конус длиной 30,4 см и диаметром 8,9 см. Четыре стабилизатора, каждый площадью 155 см2, были укреплены в хвостовой части снаряда для придания ему необходимой устойчивости, так как сам по себе снаряд был неуправляем.
Сгорание кордита сопровождалось выделением большого количества газов, создававших давление порядка 50 ат. Под действием этих газов топливные компоненты вытеснялись из баков в камеру сгорания. Чтобы предотвратить утечку топлива во время хранения и транспортировки снаряда, между топливными баками и инжекторами камеры сгорания также ставились разрывающиеся мембраны. При запуске «визоль» поступал в камеру сгорания немедленно, однако расположенный здесь специальный клапан, открывавший азотной кислоте доступ в камеру, срабатывал лишь тогда, когда в баке повышалось давление. С поступлением азотной кислоты в камеру сгорания здесь начиналась бурная реакция, и двигатель сразу же развивал тягу 1000 кг, которая в течение первых 3 сек. работы двигателя постепенно снижалась до 600 кг. При скорости истечения реактивных газов 4,4 кг/сек удельный импульс составлял 100 сек. Вследствие того что двигатель использовался лишь однократно, а продолжительность периода работы была весьма короткой, регенеративного охлаждения камеры сгорания и сопла не требовалось.
«Тайфун» был неуправляемым снарядом, и интересен он главным образом потому, что представляет собой один из первых видов зенитного оружия с ракетным двигателем. Снаряды этого типа со временем подверглись усовершенст
1 У немцев эта кислота называлась «сальбай» (Salbei). Кодирование топливных компонентов было вообще характерной чертой ракетного дела в Германии.
вованиям как на Востоке, так и на Западе. Так, например, американским вариантом этой конструкции является снаряд «Локи» фирмы «Бендикс», который снабжен пороховым ракетным двигателем «Грэнд Сентрал». В России снаряд «Тайфун» известен в его первоначальном варианте как жидкостная двухкомпонентная ракета для запуска с борта корабля и с берега.
Теперь перейдем к рассмотрению некоторых более крупных летательных аппаратов, снабженных ракетными двигателями. Их лучше всего отнести к категории, занимающей промежуточное положение между обычным самолетом и управляемым снарядом. Два представителя этого типа разрабатывались в Германии и были известны под названием «Энциан» и «Наттер». «Энциан» представлял собой беспилотный самолет-снаряд класса «земля—воздух»1, по внешнему виду очень сходный с истребителем-перехватчиком Me-163. Собственно говоря, это был небольшой самолет с характерными стреловидными крыльями. Так же как и истребитель Me-163, он был снабжен двумя элеронами управления, но отличался тем, что при запуске его устанавливали на большой наклонной платформе, с которой он и стартовал почти вертикально вверх, используя для этого пороховые стартовые ускорители, расположенные попарно в торцах крыльев.
Известно, что немцы разработали несколько вариантов этого оружия с различными силовыми установками, однако боевого применения снаряд все же не нашел. На снарядах Е-1, Е-2 и Е-3 были использованы двигатели Вальтера с топливными турбонасосами для подачи компонентов топлива «Т» и «Ц»1 2, а на снарядах Е-4 и Е-5—жидкостные ракетные двухкомпонентные двигатели Конрада.
Наиболее известным из всей этой серии является снаряд «Энциан» Е-4 с расчетным потолком 13 400 м и дальностью действия порядка 40 км. Общая длина его — 9,65 м, а максимальный диаметр корпуса — 2,2 м. Крылья, имевшие размах 10 м, были скошены под углом 30°, и их площадь
1 Burgess Е., The Engineer, 184, 24 Oct. 1947, 381—383.
2 Компоненты топлива «Т» и «Ц», или, как их еще называют, «Т-штоф» и«Ц-штоф», являются: первый—окислителем-(80—83% перекиси водорода), а второй — смесью метанола (57°/0), гидрата гидразина (30%) и воды (13%).— Прим. ред.
составляла 21,5 м2. Стартовый вес этого снаряда (1970 кг) складывался из веса стартовых ускорителей (360 кг), топлива (600 кг), сухого веса жидкостного ракетного двигателя (97 кг) и веса других элементов. Двигатель развивал тягу порядка 2000 кг, которая в течение первых 70 сек. работы двигателя падала до 1000 кг. В качестве топлива применялись «визоль» и «сальбай» (удельный импульс 181 сек.), вес которых соответственно составлял 485 и 115 кг. Для подачи компонентов топлива из баков в камеру сгорания использовался обычный воздух, сжатый в специальном баллоне под давлением до 200 ат. Перед тем как впустить этот сжатый воздух в топливные баки, его приходилось пропускать через редукционные клапаны, где его давление падало до 27 ат. Сжигание топлива происходило в камере сгорания под давлением около 20 ат, в результате чего создавался импульс тяги порядка 139 700 кг-сек.
Принудительный взлет осуществлялся с помощью четырех дигликольдинитратных ускорителей «Шмиддинг» 109-553, которые удерживались на месте автоматически подрываемыми болтами. Так же как ив других снарядах, реактивные сопла ускорителей были наклонены под некоторым углом к оси главного двигателя, так, чтобы линия тяги проходила через центр тяжести снаряда, за счет чего и достигалась его определенная устойчивость. Этим, по-видимому, и объясняется то, что установка ускорителей была довольно трудным и ответственным делом. Каждый из ускорителей весил 85 кг, не считая веса общего приспособления (10 кг), на котором они крепились. Кроме того, они вмещал и 40 кг твердого топлива и развивали общий импульс 7000 кг • сек при удельном расходе топлива 19,4 кг/кг-час и удельном импульсе 182 сек. Каждый ускоритель имел длину 2,36 м и максимальный диаметр 16,7 см. За 4 сек. работы все ускорители вместе развивали тягу порядка 1750 кг и разгоняли снаряд до скорости примерно 250 м/сек.
Снаряд «Энциан» Е-5 был снабжен двухкомпонентным жидкостным ракетным двигателем Конрада, работавшим на азотной кислоте (322 кг) и бензине (231 кг). В двигателе использовалась искровая система зажигания, а развиваемая им тяга составляла 2500 кг с падением до 1500 кг в течение первых 56 сек. работы двигателя. Двигатель Конрада позволял получать удельный импульс в пределах от 199
до 182 сек. при импульсе тяги ПО ООО кг-сек. Подача топлива также производилась с помощью сжатого воздуха, необходимый запас которого содержался в баллоне под давлением 200 ат и подводился к бакам через редукционные клапаны, с тем чтобы сократить первоначальное давление в камере сгорания до уровня не более 34 ат, которое впос-ледствии падало еще ниже—до 18 ат.
Снаряд «Наттер» был в общем весьма сходен с предыдущим снарядом, однако отличался от него более крупными размерами, а также тем, что был рассчитан на подъем пилота, который после почти вертикального и автоматически контролируемого взлета мог брать на себя управление снарядом. Было предусмотрено, что после выполнения перехвата пилот приземляется на парашюте. Конструкция, по преимуществу деревянная, имела короткие, также деревянные крылья. Снаряд выпускался фирмой «Бахем Верке» под ходовым наименованием ВР-20. В горизонтальном полете снаряд развивал скорость, несколько превышающую 960 км/час.
Для полета снаряда «Наттер» на вертикальном участке траектории использовались система принудительного взлета1, атакже основной двухкомпонентный ракетный двигатель Вальтера. Скорость набора высоты была настолько велика, что подъем до 11 000 м совершался меньше чем за 1 мин. Наличие пилота заставляло ограничивать ускорение величиной, которую он вполне мог выдерживать. После достижения заданной высоты пилот брался за приборы управления и автономно наводил снаряд на атакующее соединение бомбардировщиков. Затем сбрасывался носовой колпак, за которым были расположены направляющие стволы-кассеты, и выпускал по цели 24 реактивных снаряда 1 2 диаметром 73 мм, каждый из которых весил 2,6 кг и нес немногим менее 450 г сильного взрывчатого вещества.
В свое время германское военное министерство поставило перед учеными и инженерами задачу создания крупного
1 По данным К. Гэтленда, эта система состояла из четырех стартовых ускорителей бокового типа общим весом 454 кг, развивавших тягу порядка 500 кгХб сек. (см. Гэтленд К. У., Развитие управляемых снарядов, Издатинлит, М., 1956, стр. 306—307).— Прим. ред.
2 По другим сведениям, снаряд «Наттер» имел 33 бортовых реактивных снаряда типа R4M.— Прим. ред.
зенитного управляемого снаряда, способного успешно атаковать и уничтожать отдельные бомбардировщики противника. Германское верховное главное командование распорядилось тогда обеспечить новому оружию высокую эффективность действия (не менее 50% попаданий) еще до того,
Рис. 44. Схема расположения основных узлов немецкого снаряда «Вас-серфаль» класса «земля—воздух». Этот снаряд явился прототипом американского управляемого снаряда «Гермес» фирмы «Дженерал Электрик». / — радиовзрыватель; 2 — боевой заряд; 3 — баллон со сжатым азотом; 4 — бак с окислителем («сальбай»); 5 — топливный бак («визоль»); 6 — ЖРД; 7 — крылья; 8 — хвостовое оперение; 9 — плоскости управления; 10 — газовые рули; И — аппаратура управления; 12 — форсунки; 13 — система охлаждения камеры сгорания и сопла.
как оно будет принято на вооружение. Несколько научно-исследовательских коллективов незамедлительно начали проектирование, в результате чего было создано два типа снарядов. К сожалению,, конец войны помешал закончить работу исследователей и конструкторов над новым оружием. Таким образом, для военных целей немецкие снаряды не был и испол ьзованы.
При разработке реактивных снарядов дальнего действия серии «А», прямым результатом которой явился снаряд А-4, побочно был создан еще один снаряд, получивший название «Вассерфаль»1. Это был крупный снаряд, весьма сходный с широко известным реактивным снарядом А-4, но отличавшийся от него несколько меньшими размерами. Общая схема размещения отдельных узлов снаряда «Вассерфаль» представлена на рис. 44. В носовой части установлен радиовзрыватель, рассчитанный на подрыв боевого заряда весом 100 кг при максимальном приближении снаряда к цели. За боевым зарядом следует сфериче
1 В и г g е s s Е., The Engineer, 184,24 Oct. 1947,356—358, 381—383.
ский баллон высокого давления, в котором под давлением до 200 ат содержится 70 кг сжатого азота, используемого для вытеснения компонентов топлива из баков в камеру сгорания. Позади него размещен бак, содержащий 1500 кг окислителя «сальбай», а затем бак с 454 кг топлива «визоль».
В хвостовой части реактивного снаряда расположена камера сгорания регенеративного типа, охлаждаемая циркулирующей в полых стенках азотной кислотой. Азотная кислота («сальбай») поступала в систему охлаждения у кольца в критической части сопла и, обтекая его стенки и стенки камеры сгорания, устремлялась к многочисленным узким отверстиям в инжекторном диске, установленном в головной части камеры сгорания. В свою очередь топливо («визоль») подавалось из бака сначала в резервуар, находившийся перед головной частью камеры сгорания, и уже оттуда впрыскивалось через большое число инжекторных отверстий, выполненных между отверстиями для впрыска азотной кислоты. Диаметр критического сечения сопла равнялся 19,3 см, а давление в камере сгорания во время работы не превышало 15 ат. Двигатель мог развивать тягу порядка 8000 кг при продолжительности работы не свыше 41 сек. и Сдельном импульсе 180 сек.
Четыре небольших толстых крыла каждое длиной 61 см и с хордами у основания и на концах, соответственно равными 213 и 107 см, были расположены на половине длины корпуса снаряда. В задней частй находились стабилизаторы, имевшие несколько больший размах и заканчивавшиеся подвижными плоскостями управления, которые приводились в действие сервомоторами «Сименс» К-12. В качестве газовых рулей применялись особые графитовые лопатки, вводимые в поток реактивных газов. Общая длина снаряда при максимальном диаметре корпуса 69,8 см составляла 508 см.
Запуск снаряда, по замыслу конструкторов, должен был осуществляться с передвижной стартовой рамы, причем в течение первых 6 сек. он должен был подниматься вертикально вверх, после чего управление осуществлялось с помощью радио. Предполагалось, что через 20 сек. после запуска снаряд достигнет звуковой скорости и в результате дальнейшего ускорения разовьет максимальную скорость порядка 610 м/сек. Вершина траектории полета долж
на была находиться примерно на высоте 10 000 ж, однако дальность полета по горизонтали оставалась в ^пределах 32 км. Хотя первый снаряд этого типа был испытан еще в 1944 году, полагают, что в действительности их было запущено не более 50 штук и что разработка отнюдь не могла считаться законченной. Наведение снаряда «Вассерфаль» на цель осуществлялось по радиолучу.
Известно, что снарядами «Вассерфаль», построенными в СССР уже после войны, были в свое время оснащены стартовые позиции заградительной системы ПВО под Москвой, Ленинградом и в других оборонительных зонах страны1.
Исходя из задач, поставленных военным министерством, несколько образцов управляемого оружия создала фирма «Рейнметалл-Борзиг». Они были известны под общим названием «Рейнтохтер», хотя в действительности разрабатывались два типа таких снарядов: R-1 и R-32 * * s * *.
Снаряд «Рейнтохтер» R-1 представлял собой управляемый по радио двухступенчатый реактивный снаряд, предназначенный для уничтожения бомбардировщиков противника. Наиболее эффективный угол запуска этого снаряда составлял 70°. Взлет был принудительным и осуществлялся с помощью большого стартового ускорителя, который собственно представлял собой первую ступень ракеты и был соединен специальной муфтой с кормовой частью второй ступени. Этот снаряд запускался с более сложной передвижной пусковой установки, чем снаряд «Вассерфаль». Снаряд R-1 имел дальность действия по траектории порядка 38 км, рабочий потолок до 6000 м и максимальную скорость, почти вдвое превышавшую скорость звука.
Общая длина снаряда составляла 574 см, из которых 361 см приходился на основную часть (вторую ступень), а остальное падало на ускоритель. Общий вид снаряда представлен на рис. 45. В носовой части второй ступени снаряда помещался взрыватель «Кугельблиц»8, непосредственно за которым находился отсек сервомоторов, необходимых для
button G. Р., Jnl. American Rock. Soc., 23, 3, May — June
1953, 186—189.
2 Burgess E., The Engineer, 184, 31 Oct. 1947, 407—409.
s Автор несколько неточно передает название взрывателя. Немец-
кий пассивный электростатический дистанционный взрыватель называл-
ся «Куглокке».— Прим, ред-
приведения в действие четырех небольших рулевых плоскостей, которые были смонтированы в этой части снаряда. Эти рули управления имели длину 39,4 см каждый и хорду, равную в торце 35,5 см, причем передняя кромка была закругленной, а задняя — плоской. Две рулевые плоскости, связанные между ..собой, обеспечивали управление во время
Рис. 45. Немецкий зенитный управляемый снаряд «Рейнтох-тер» R-1.
набора высоты, а вторая пара служила для управления в горизонтальном полете. Против рулей высоты, на алюминиевом кожухе, имелись отметки, которые указывали диапазон углов отклонения в пределах ± 10° от нулевого положения.
В следующем отсеке размещались гироскопы, радиоаппаратура, аккумуляторы и блок-генератор высокого напряжения для анодов ламп приемо-передатчика. Этот отсек был скреплен восемнадцатью болтами со стальным моторным отсеком, который имел длину 113 см и диаметр 51 см. В заднем конце моторного отсека находилось выпуклое днище, в которое было ввинчено шесть сопел. Толщина плиты основания составляла 3,17 см\ такую же толщину
на протяжении примерно 10,2 см от сопла имели и стенки. Остальная часть стенок была гораздо тоньше (всего лишь 3,175 мм). Кроме того, на конце сопла маршевого двигателя находилась перфорированная плита для поддержки 220 кг дигликолевого топлива, сообщавшего основному снаряду импульс тяги порядка 40 000 кг-сек. Сопла были несколько скошены наружу, с тем чтобы раскаленные выхлопные газы не соприкасались с ускорителем на начальных этапах полета. Каждое сопло имело длину 26,4 см и диаметры критической части и выходного конуса, соответственно равные 4 и 7,62 см. По своей конструкции каждое сопло представляло собой короткую стальную, механически обработанную деталь с частью выходного конуса; удлиняющая конус насадка была выполнена из листовой стали.
К заднему концу цилиндра основного двигателя на двадцати четырех болтах крепился обтекаемый кожух из сплава легких металлов, на котором в свою очередь крепились стабилизаторы. В этом же кожухе помещался и боевой заряд весом 22,6 кг, поддерживаемый шестью внутренними направляющими из толстой листовой стали. На кожухе, кроме того, имелись специальные пазы, в которых были закреплены шесть крыльев. Скошенные сопла двигателя выступали наружу через особые прорезы, выполненные между крыльями.
Каждое крыло имело толщину в торце 5,1 см, где хорда составляла 71 см, но к концу постепенно сужалось до толщины 1,27 см и хорды 25,4 см. Длина скошенного назад крыла составляла по передней закругленной кромке 102 см, а размах крыльев достигал 264 см; задние кромки были плоскими. Конструкция крыльев представляла собой сердечник из многослойной клееной древесины с алюминиевой обшивкой, которые скреплялись между собой заклепками зачищаемыми впоследствии заподлицо с поверхностью крыльев. Передние кромки крыльев были выполнены целиком из дерева. Стартовый вес второй ступени равнялся 1000 кг, а ее двигатель развивал в течение первых 2,5 сек. тягу порядка 16 000 кг.
Ускоритель состоял в основном из стального цилиндра диаметром 51 см и длиной 129 см. Он содержал 240 кг твердого топлива (дигликольдинитрат). К выпуклому основа
нию цилиндра было приварено семь сопел, два из которых были заклинены в центральной части, а внутри цилиндра, на конце сопла, находилась перфорированная стальная плита для поддержки топливных шашек. Сопла имели сварную конструкцию. Общая длина сопла составляла 25,4 см, диаметр критической части — 10,4 см, диаметр раствора — 16,5 см, выхлопной конус имел длину 17,8 см. Продолжительность работы двигателя первой ступени не превышала 0,6 сек., а развиваемая им тяга доходила до 7480 кг; удельный расход топлива (20 кг!кг• час) считается для этого типа двигателя вполне нормальным.
Стальной цилиндр первой ступени был скреплен восемнадцатью болтами со специальным кольцом из магния, которое в свою очередь было соединено со второй ступенью посредством четырех болтов. Состоящий из двух частей алюминиевый пояс для крепления стабилизаторов был укреплен на болтах вокруг моторного отсека основной ступени; на нем имелись четыре паза, в которые вставлялись и наглухо закреплялись четыре стабилизатора. Стабилизаторы первой ступени снаряда были больше стабилизаторов второй ступени, причем каждая пара имела размах 220 см с хордами в торцах и на концах, соответственно равными 82,5 и 30,4 см. Передняя кромка была скошена назад под углом около 45°, имея максимальную толщину 2,54 см. Стабилизаторы поддерживались V-образными металлическими лонжеронами, которые придавали им жесткость. Стартовый вес ускорителя составлял 748 кг, причем камера двигателя и топливо весили вместе 650 кг.
Более поздняя модель, известная под названием «Рейн-тохтер» R-3, была рассчитана на применение жидкостного ракетного двигателя Конрада. Общая длина этого снаряда составляла 475 см при максимальном диаметре корпуса 54 см. Включая 335 кг окислителя «сальбай» и 88 кг топлива «визоль», стартовый вес второй ступени снаряда достигал 537 кг. Двигатель регенеративного типа развивал тягу, величина которой во время полета не оставалась постоянной: поднявшись вначале до 2170 кг, она сохраняла свое значение в продолжение не более 5 сек., после чего автоматически сокращалась до 1800 кг. В течение остальных 38 сек. работы двигателя величина тяги уже не менялась. Импульс тяги двигателя составлял 36 300 кг-сек при удельном им
пульсе 181 сек1. Подача топлива производилась при помощи сжатого воздуха, хранившегося в баллонах под давлением 250 ат (при впуске сжатого воздуха в баки с топливом он предварительно проходил через редукционные клапаны, где его давление снижалось до 20 ат, необходимых в камере сгорания). Длина камеры сгорания составляла 45 см, а диаметр критической части сопла —17,8 см.
Дигликольдинитратный заряд ускорителя весом 150 кг обеспечивал в течение 0,9 сек. тягу порядка 14 000 кг, причем импульс тяги равнялся 12 600 кг-сек. Необходимо отметить, что на каждом снаряде использовались два ускорителя, каждый из которых имел стартовый вес 220 кг. Известно, что конструкция этого управляемого снаряда была впоследствии усовершенствована советскими специалистами.
Имелось в виду, что эти крупные зенитные управляемые снаряды должны наводиться посредством системы радио-и радиолокационного управления по программе «Рейн-ланд»1 2. Она состояла из двух следящих радиолокаторов (один следил за снарядом, в то время как второй сопровождал цель) и блока управления, заключавшего в себе счетнорешающее устройство Сименса. Последнее вело обработку сигналов, поступающих от обоих радиолокаторов, а оператор осуществлял наводку путем перемещения рукоятки датчика команд. Возникавшие вследствие этого результативные импульсы (команды) передавались затем с помощью командного передатчика снаряду на волне с частотой 1200 мггц, где они принимались бортовым приемником. Аппаратура на снаряде состояла из командного приемника, откуда принятые сигналы посылались через согласующее устройство на сервомоторы, которые приводили в движение те или иные органы управления. Кроме того, был предусмотрен и бортовой пеленговый передатчик для посылки опознавательного сигнала, облегчавшего наземному радиолокатору определение местонахождения снаряда.
1 Автор ошибается, так как при средней тяге порядка 2000 кг и длительности работы более 30 сек. общий импульс должен был составлять по крайней мере 60000 кг-сек.— Прим'. ред.
2 М й Iler F., Leitfaden der Fernlenkung, Deutsche Radar Verlag, 1955, Кар. Ill (в русском переводе Мюллер Ф., Телеуправление, Издатинлит, М., 1957, стр. 286—288).
Подобная система радиоуправления вполне обеспечивала вывод и удержание снаряда на линии оператор — цель; однако в случае создания противником радиолокационных помех посредством сбрасывания металлических лент или другими средствами предполагалось, что наведение будет производиться визуально по трассерам, укрепленным на стабилизаторах или в хвостовой части снаряда. В таком случае метод наведения заключался в совмещении перекрестия специального телескопа, спаренного с рефлектором радиолокатора, с видимым трассером снаряда и с целью, чтобы все они оказывались на одной прямой линии. При максимальном приближении снаряда к цели он должен был быть взорван, для чего была необходима посылка специальной команды по радио. Однако в условиях сверхзвуковых скоростей это могло оказаться трудноосуществимым; именно поэтому немцы и намечали разработать неконтактный взрыватель или особое устройство самонаведения.
Другой управляемый зенитный снаряд был построен фирмой «Хеншель» и получил название «Шметтерлинг» (Hs-117)1. Этот снаряд проектировался проф. Вагнером, и надо сказать, что в последние годы войны было разработано и подготовлено к запуску в серийное производство несколько моделей, однако затруднения, связанные со сборкой ускорителей и объяснявшиеся задержками в изготовлении отдельных деталей и агрегатов, помешали использовать это оружие для военных целей. Запуск снарядов этого типа осуществлялся с помощью двух пороховых ракет, которые сбрасывались через 4 сек. после старта, но к этому времени уже начинал работать маршевый жидкостный ракетный двигатель снаряда.
Радиосигналы с земли, принимаемые и декодируемые приемниками, размещенными в носовой части позади боевого заряда, приводили в действие электромагнитные сервомеханизмы, которые в свою очередь передавали усилие на спойлеры в крыльях и хвостовом оперении, предназначенные для управления снарядом по направлению. В хвостовой части имелся специальный трассер для визуального наведения, использовавшийся при наличии благоприятных атмосферных условий.
1 Burgess Е., The Engineer, 184, 10 Oct. 1947, 332—333.
Общая длина снаряда составляла 4 м, его фюзеляж имел цилиндрическую форму и членился на три основные части. В асимметричной носовой части помещались: на левой стороне — боевой заряд и неконтактный взрыватель, а на правой — бортовой генератор электрического напряжения с приводом от крыльчатки. Хвостовая часть была выполнена из листовой легированной стали с литой панелью на заднем конце для поддержки хвостового оперения и задней части ракетного двигателя.
Крылья и свободнонесущее хвостовое оперение были изготовлены в виде отливок из сплава легких металлов, причем последнее имело две симметричные взаимозаменяемые секции. Вся конструкция крыльев, хвостового оперения, стабилизаторов и фюзеляжа была покрыта обшивкой из сплава легких металлов.
Небольшие крылья, расположенные в средней части снаряда и имевшие хорды в торце и на концах, соответственно равные 66 и 31,7 см, были стреловидными с относом назад примерно на 61 см. Два спойлера, которые здесь заменяли элероны, имели каждый длину 33 см и приводились в действие соленоидами. Само крыло, так же как у снаряда Hs-298, который будет описан в следующей главе, крепилось к корпусу посредством трубчатого стального лонжерона, проходившего через три нервюры. Хвостовая плоскость имела размах 99 см и вместо обычного типа рулей высоты была снабжена спойлерами, приводимыми в действие специальными электромеханизмами.
Рабочий потолок снаряда «Шметтерлинг» составлял около 10 500 м, а абсолютный потолок — примерно 15 000 м. Максимальная скорость достигалась сразу же после старта во время работы ускорителей и равнялась вначале почти 0,9 М, но вскоре падала до 0,75 М, а в более поздних моделях — даже до 0,8 М. В некоторых моделях она была ограничена еще больше и не превышала 0,23 М. Это ограничение скорости до какого-то постоянного числа Маха осуществлялось посредством чувствительного элемента регулятора числа М, связанного с топливными клапанами, а сила тяги регулировалась альтиметром. Дальность горизонтального полета снаряда колебалась в пределах 32 км (при боевом заряде весом 22,7 кг). Впоследствии снаряд был модифицирован из расчета на более крупный боевой заряд (40 кг).
Надо полагать, что это объяснялось невозможностью добиться от системы наведения максимального приближения снаряда к цели. Без ускорителей вся конструкция снаряда «Шметтерлинг» весила примерно 170 кг, стартовый же вес снаряда равняется приблизительно 450 кг, хотя эта цифра в различных моделях была неодинаковой.
На одной из моделей снаряда Hs-117 был применен жидкостный ракетный двигатель BMW 109-558, ' который весил в заправленном состоянии 158 кг и в сухом — 84 кг. Общая длина этой установки составляла 271 см, а максимальный диаметр был равен 35,2 см. В качестве компонентов топлива применялись 98-процентная азотная кислота и топливо «тонка», которое представляло собой смесь кислого т-ксилидина (57%) и триэтиламина (43%). Эти компоненты топлива весили соответственно 59 и 12,7 кг и давали общий удельный импульс 175 сек.
Азотная кислота помещалась в заднем топливном баке и использовалась как охлаждающая жидкость, для чего ее заставляли циркулировать в полых стенках камеры сгорания и сопла. Для вытеснения окислителя и топлива в камеру сгорания применяли сжатый воздух, заключенный под давлением 205 ат в баллоне, выполненном из двух штампованных стальных частей, сваренных вместе, и находившемся в передней части снаряда.
При импульсе тяги порядка 1250 кг-сек в камере сгорания поддерживалось постоянное давление в 20,5 ат. Величина тяги изменялась, составляя первоначально 380 кг и уменьшаясь на протяжении 60 сек. работы двигателя до 60 кг. С максимальной тягой двигатель мог работать не более 35 сек.
Другая модель была рассчитана на жидкостный ракетный двигатель «Вальтер» 109-729, в. котором топливом служили азотная кислота и керосин. Общий вес такого двигателя составлял 150 кг, а сухой —65 кг. Компоненты топлива весили соответственно: азотная кислота — 68 кг и керосин — 30 кг. Они вытеснялись в камеру сгорания с помощью сжатого воздуха, хранимого под давлением 184 ат. Азотная кислота, так же как и в других моделях, использовалась для регенеративного охлаждения двигателя.
Для повышения импульса тяги во время старта (до 12 500 кг-сек) в этом двигателе применялся фурфуриловый
спирт, поджигавшийся специальной запальной трубкой. Давление в камере сгорания в момент старта поднималось примерно до 27,3 ат, что давало двигателю возможность развить максимальную тягу порядка 377 кг. В продолжение дальнейших 60 сек., составлявших период работы двигателя, сила тяги уменьшалась до 60 кг.
Fla обоих этих снарядах двигатель поддерживался опорными стержнями, которыми он крепился к заднему топливному баку. Такая конструкция позволяла устанавливать двигатель в самом хвосте снаряда, что исключало необходимость создания какого-либо уступа в фюзеляже для отвода выхлопных газов.
Стартовые ускорители «Шмиддинг» 109-553 устанавливались по одному над фюзеляжем снаряда и под ним. Каждый имел длину 239 см, диаметр 16,75 см и весил 85 кг. Дигликолевое топливо весом 40 кг, имевшее удельный импульс 183 сек., сообщало двигателю импульс тяги примерно 6985 кг-сек и давало возможность развивать тягу порядка 1750 кг.
Смонтированные на снаряде «Шметтерлинг» ускорители располагались так, что их сопла оказывались скошенными под углом 30° от продольной оси снаряда, причем линии тяги проходили через центр тяжести снаряда. Сразу же после полного выгорания их топлива ускорители сбрасывались. Недостатком многих из первых моделей было то, что во время полета они вращались вокруг продольной оси.
Независимо от немцев американские конструкторы создали свой собственный управляемый зенитный снаряд; он имел название «Ларк» и был построен фирмой «Фэрчайлд» \ Первоначально этот снаряд предназначался для защиты военных кораблей от самолетов, пилотируемых японскими летчиками-смертниками, причем работа над проектом была начата еще в 1945 году; но по-настоящему снаряд был создан только в годы, последовавшие за окончанием войны 1 2, когда фирма «Фэрчайлд» разработала полуактивную систему самонаведения и притом настолько хорошо, что ее объявили одной из наиболее совершенных систем, какие когда-либо изобретались. Сам снаряд имел длину 424 см и диаметр
1 Anderton D., Aviation Week, 52, 21, 22 May 1950.
2 Есть сведения, что число опытных образцов, испытанных в свое время фирмой, лишь немногим превышает 100 штук.— Прим. ред.
45,7 см. Четыре экструдированных алюминиевых крыла, расположенных крестообразно, имели размах 190 см, в то время как размах также крестообразного хвостового'оперения, сдвинутого на 45° относительно крыльев, составлял около 120 см. Стартовый вес снаряда достигал 550 кг (рис. 46).
Рис. 46.Управляемый снаряд «Ларк» стартует с американского военного корабля «Нортон Саунд». Снаряд гбыл разработан фирмой «Фэрчайлд» в конце второй мировойЪойны для^борьбы с японскими «камикадзе», а сейчас используется для тренировок всеми видами вооруженных сил ьСША.
Запуск снаряда осуществлялся с укороченной стартовой рамы с помощью двух пороховых стартовых ускорителей, помещавшихся в сбрасываемой конструкции типа коробчатого стабилизатора, несколько напоминавшей ускоритель снаряда «Рейнтохтер». В момент запуска по мере движения снаряда вперед стартовая рама убиралась с тем, чтобы никакая часть его не могла задеть за раму. Основным двигателем служил двухкомпонентный (кислота+анилин) жидкостный ракетный двигатель RMI двухкамерного типа.
Одна камера использовалась для крейсирования на скоростях порядка 0,9 М, а вторая в качестве вспомогательного или резервного двигателя предназначалась для получения до полнительной силы тяги при выполнении различных маневров. Топливо помещалось в эластичных мешках внутри топливного бака и вытеснялось в камеру сгорания посредством сжатого воздуха под давлением 33 ат. Корпус снаряда был изготовлен из алюминиевого сплава с носовой частью из плексигласа, в которой помещалась радиолокационная аппаратура. Антенны были заделаны в стабилизаторах, также выполненных из плексигласа. Снаряд «Ларк» имел дальность действия порядка 16 км. Он используется в настоящее время только в качестве «летающего стенда» при испытаниях различных приборов, связанных с усовершенствованием техники обслуживания, запуска и наведения управляемых снарядов.
Примерно в то же время был создан и управляемый снаряд класса «вода—воздух», называвшийся «Литтл Джо». Этот снаряд имел вынесенные вперед крестообразные плоскости управления, крестообразные крылья и ракетный двигатель твердого топлива. Его официальное наименование — КАМ-2.
Довольно рано работу в области управляемого оружия начала и фирма «Боинг Эркрафт Корпорейшн». Первым ее снарядом явился снаряд ГАПА, рассчитанный на применение ракетных и прямоточных воздушно-реактивных двигателей (рис. 47). Опытные образцы снаряда ГАПА имели различную форму; например, один из них представлял собой ракету длиной 3 м с двухкомпонентным жидкостным двигателем «Аэроджет» и ускорителем старта на твердом топливе. Снарядов ГАПА было, запущено в общей сложности свыше 100 штук, и именно они послужили образцом для разработки современного управляемого реактивного снаряда для ВВС США. По опубликованным недавно весьма отрывочным сведениям, находящийся сейчас в производстве зенитный снаряд имеет прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Предполагается, что он разработан на основе первых моделей ГАПА, также снабженных прямоточными воздушно-реактивными двигателями; одна из этих моделей имела длину около 8 м (3 м без ускорителя старта) и диаметр 30,4 см. Ускорителем для этого снаряда служила пороховая ракета.
С момента включения прямоточного воздушно-реактивного двигателя скорость снаряда возрастала до 2 М.
Снаряд, находящийся в настоящее время в серийном
Ри с. 47. Один из опытных снарядов ГАПА перед запуском. На снимке хорошо видна характерная для этой серии форма крыльев и хвостового оперения.
производстве, носит название «Бомарк»(рис. 48) и предназначен для дальнего перехвата. Для форсированного набора скорости на нем использован составляющий одно целое со снарядом ракетный двигатель «Аэроджет», а для полета в сверхзвуковом диапазоне — два прямоточных воздушно
реактивных двигателя «Марквардт», смонтированных в гондолах под крыльями в типичном для фирмы «Боинг» стиле. Снаряд «Бомарк» имеет длину 20 ж и размах крыльев 11 м.
Рис. 48. Проект управляемого снаряда «Бомарк», предназначающегося для дальнего перехвата. Снаряд снабжен двумя ПВРД фирмы «Марквардт» и ЖРД в качестве ускорителя старта.
Он был разработан совместно фирмой «Боинг» и Мичиганским исследовательским комитетом по авиации. Вес снаряда — 3850 кг, максимальная скорость — около 2,5 М, потолок — 24 ОООлг, а вероятная дальность действия — не менее 400 км. В комплексе этого снаряда применены система наведения по радиолучу и радиолокационное самонаведение.
Для ВМС США фирмой «Конвэйр» выпускается управляемый снаряд «Терриер», в котором твердое топливо используется как в основном двигателе «Аэроджет», так и в ускорителе старта. Эти снаряды имеют стартовый вес 1500 кг, потолок — около 15 000 м и управляются по радио. Они произ
водятся в большом количестве, и говорят, что ими будут снабжены первые корабли-ракетоносцы военно-морского флота США, тяжелые крейсеры «Бостон» и «Канберра», готовящиеся к укомплектованию в 1956 году. Сам снаряд имеет длину 4,5 м и диаметр 30,4 см, обладает скоростью порядка 2 М и эффективной дальностью действия около 32 км. На цель он наводится по радиолучу, но имеет и приборы самонаведения. Производство его было начато в 1951 году.
Снаряд «Терриер» был разработан по заказу Управления вооружений военно-морского министерства США фирмой «Конвэйр», входящей в промышленный концерн «Дженерал Дайнамикс Корпорэйшн», под техническим руководством лаборатории прикладной физики университета им. Джона Гопкинса. В настоящее время эти снаряды выпускаются заводом фирмы «Конвэйр» в г. Помона, штат Калифорния х.
Изготовление управляемого снаряда класса «корабль — воздух», подобного снаряду «Терриер», стоит не свыше 6 тыс. фунтов стерлингов. Однако весь комплекс ПВО, включающий подобные снаряды, обходится гораздо дороже, так как соответствующее бортовое оборудование корабля состоит из радиолокаторов, счетно-решающих устройств, стартовых приспособлений, аппаратуры для проверки перед стартом и т. п. и может обойтись примерно в 2 млн. фунтов стерлингов 1 2.
Во время последних пробных запусков снаряд «Терриер» стартовал с палубы специально оборудованного для этого американского линкора «Миссисипи» (рис. 49), имея задание уничтожить атакующий «вражеский» самолет, роль которого играл самолет-мишень (рис. 50). Специалисты заявляют, что этот управляемый снаряд может отыскать и уничтожить свою цель при любых условиях видимости и погоды. Он принят Корпусом морской пехоты США на вооружение в качестве зенитного управляемого снаряда для использования во время комбинированных десантных операций.
Однако первой законченной системой перехвата, подробности о которой были недавно рассекречены, является система с применением управляемых снарядов типа «Найк». Принятые на вооружение армией СШАуправляемые снаряды
1 Convair, Press Release, 19 July 1955.
2 Financial Times, 27 Jan. 1956, p. 1.
«Найк» устанавливаются сейчас побатарейно вокруг некоторых жизненно важных районов страны, первым из коих является Вашингтон; приблизительно еще 100 батарей будут разбросаны по всей территории США для защиты двенадцати других важных районов. Предполагается также, что
Рис. 49. Запуск управляемого снаряда «Терриер»с борта* американского линкора «Миссисипи». Этими снарядами будут вооружены и специальные корабли-ракетоносцы «Бостон» и «Канберра».
все стартовые позиции должны быть закончены сооружением в 1956 году и что они обеспечат полную защиту с воздуха обороняемых ими районов. Если судить по некоторым испытаниям, проведенным на полигоне Уайт Сэндз, то можно сказать, что в применении снарядов «Найк» против обычных самолетов уже достигнуты поразительные результаты. Управляемые снаряды «Найк» сумели перехватить и уничтожить не только современный бомбардировщик Б-17, летевший на высоте 9 тыс. м и успешно маневрировавший, но и управляемый снаряд «Матадор».
Рис. 50. Перехват самолета-мишени P4V-2K управляемым снарядом «Терриер». На верхнем левом снимке — заключительный момент сближения; вверху справа—взрыв снаряда; внизу слева — взрыв самолета-мишени в воздухе; внизу справа — самолет, объятый пламенем, падает в океан.
Снаряд «Найк» находился в разработке в течение довольно продолжительного периода времени. Первоначально он имел составной ускоритель из четырех пороховых ракет с большими стабилизаторами. Современная же модель, выпускаемая сейчас промышленностью, снабжена всего лишь одним ускорителем с весьма небольшими стабилизаторами, да и длина ее, по-видимому, значительно меньше, чем у первых моделей. Последнее делает снаряд более подвижным и послушным сигналам управления. Сейчас уже не является секретом, что этот снаряд имеет три группы крестообразно расположенных стабилизаторов (не считая группы на ускорителе); передняя группа стабилизаторов служит для целей управления, причем каждый ее стабилизатор может поворачиваться в определенных пределах вокруг своей оси; задняя группа рассчитана на придание снаряду необходимой устойчивости в полете. Назначение средней группы небольших по размеру стабилизаторов пока неясно, так как опубликованные сведения о снаряде не дают на этот счет никаких указаний. Возможно, что они представляют собой устройства, следящие за радиолучом.
Снаряд выпускается фирмой «Дуглас Эркрафт Компани», а система управления для него — фирмой «Уэстерн Электрик». Снаряд «Найк» обладает дальностью действия по траектории до 40и потолком порядка 21 000 м. ^Жидкостный ракетный двигатель «Аэроджет», работающий на кислоте и анилине, а также стартовый ускоритель твердого топлива позволяют снаряду развивать сверхзвуковые скорости до 2М. Общая длина снаряда вместе с ускорителем составляет примерно 6 ж, а максимальный диаметр равен 30,4 см.
Система управления снаряда «Найк» состоит из радиолокатора обнаружения, который дает сигнал для запуска снаряда, когда цель входит в пределы его радиуса действия, и двух радиолокаторов, обеспечивающих наведение по радиолучу, причем один из них следит за снарядом, а второй — за целью. На конечном этапе наведения используется система пол уактивного самонаведения. Пост управления располагается обычно на расстоянии от 1,6 до 6,4 км от двух стартовых позиций, с которыми он связан. Позиции имеют, как правило, две стартовые площадки, но в случае необходимости предусмотрена возможность увеличения их числа до шести.
Снаряды «Найк» можно подвергать статическим испытаниям непосредственно на стартовых позициях, там же имеются и устройства для заправки их топливом. Хранятся снаряды в подземных казематах, каждый из которых вмещает до восемнадцати снарядов. Вообще же хранение полностью подготовленных к старту снарядов на позициях является обязательным условием подобной системы ПВО. Правда, это требует соответствующих комбинаций топлива и правил хранения. Вероятно, наилучшим окислителем для снарядов ПВО остается все-таки азотная кислота.
Названный по имени древнегреческой богини победы снаряд «Найк» («Ника») явился результатом большой исследовательской работы, длившейся целых восемь лет \ В качестве первой части программы военного ведомства по разработке управляемых снарядов проект снаряда «Найк» начал разрабатываться еще в 1945 году, когда Управление вооружений министерства армии США заключило с фирмой «Белл Телефон Лэборотрис» контракт на изучение проблем, связанных с созданием новой системы ПВО. По рекомендации этой фирмы, министерство армии сразу же утвердило договор на разработку системы ПВО с применением управляемых реактивных снарядов.
Пробные испытания с запуском снарядов «Найк» начались осенью 1946 года, и на протяжении последующих лет весь комплекс снаряда прошел ряд последовательных этапов разработки. В первое время каждый испытательный полет снаряда позволял получать до 150 000 данных самого различного характера. Для их обработки был применен специальный анализатор. Поначалу снаряд запускали без боевого заряда, и наблюдения за ним велись при помощи широкоугольного фотоаппарата. Во время испытаний снаряда (без боевого заряда) против самолета-мишени весь процесс самонаведения регистрировался с мишени автоматическими кинокамерами, снабженными сверхсильными телеобъективами и скоростными затворами. Лишь пройдя все эти и другие испытания, управляемый снаряд «Найк» был запущен в серийное производство.
Фактически это новое оружие, значительно усилившее военный арсенал США, было разработано не только одной
1 U. S. Army, Press Release, 17 Dec. 1953, 17 Feb. 1954.
фирмой «Белл Телефон Лэборотрис»; в его создании принимал участие целый коллектив, составленный из инженеров Управления вооружений министерства армии, а также фирм «Дуглас Эркрафт Компани» и «Уэстерн Электрик Компани». Массовое производство значительной части аппаратуры управления в настоящее время находится в руках фирмы «Уэстерн Электрик Компани», в то время как сам снаряд и некоторые составные элементы его комплекса выпускаются фирмами «Дуглас Эркрафт» и «Уэстерн Электрик», не считая нескольких сот различных поставщиков и субконтрактантов более чем в двадцати штатах страны.
Комплекс снаряда «Найк» состоит по существу из двух частей: во-первых, снаряда однократного действия и, во-вторых, чрезвычайно сложной, комплексной системы управления, насчитывающей примерно полтора миллиона отдельных деталей.
Как сообщают, система «Найк» обеспечивает гораздо большую степень противовоздушной защиты, чем прежние средства ПВО, сильно ограниченные дальностью и высотой действия.
Система ПВО с применением снарядов «Найк» имеет специально оборудованные стартовые позиции. На этих позициях снаряды содержатся в подземных хранилищах \ из которых они подаются на поверхность в горизонтальном положении на специальных вагонетках. Подъемник выносит их через особую шахту наверх, в бетонный бункер, оттуда они по рельсам доставляются к пусковым платформам. Здесь при помощи гидравлического подъемника они устанавливаются в стартовое положение. Две пусковые платформы имеют обычно одно общее подземное хранилище, а на каждой стартовой позиции таких хранилищ бывает не меньше двух. Две пусковые платформы располагаются на одной линии буквы Т, образуемой стартовой площадкой, тогда как на другой (верхней) размещаются сборочное, испытательное и топливозаправочное отделения. На расстоянии примерно от 1,6 до 6,4 км от стартовой позиции находится, как мы уже говорили, пост управления, где размещены опознавательные и следящие радиолокаторы. Для приведения снаряда из положения для заправки в стартовое положение на старто-
1 Inter Aviat 10, 5_Мау 1955, 316—317.
вых позициях применяются мощные гидравлические подъемники системы «Лоуд» (рис. 51).
Рис. 51. Управляемый снаряд «Найк-1» в положении для старта на полигоне Уайт Сэндз в штате Нью-Мексико.
Заявляют, что снаряд «Найк» может уничтожать, не-смотря на предпринимаемые ими маневры, любые бомбардировщики, истребители и транспортные самолеты и действовать независимо от условий погоды и видимости. Кроме того, весь комплекс снаряда поддается транспортировке; элементы его, кроме стартовых установок, могут быть быстро погружены в специально спроектированные для этого фургоны-прицепы. В случае необходимости вся система может быть переброшена в желаемый район по воздуху.
Запуск снаряда «Найк» со стартовой установки производится посредством механизма дистанционного управления стартом, причем в целях обеспечения обслуживающему персоналу максимальной безопасности боевой заряд сконструирован так, что он может взрываться лишь во время полета снаряда.
Когда батарея снарядов «Найк» получает от сети пунктов раннего обнаружения сигнал о том, что самолеты противника приближаются к району, обороняемому батареей, радиолокатор поста управления ловит цель и автоматически следит за ней. На этом этапе снаряды подготавливаются к действию, приводятся в положение для старта каждый на своей платформе. Все данные о положении цели между тем непрерывно передаются электронному управляющему устройству; одновременно с этим производится проверка механизмов управления, системы стабилизации и навигационной аппаратуры снаряда; снимаются все предохранители — снаряд «заряжают». Как только цель пересечет ту далекую, воображаемую линию, за которой начинается пространство, входящее в радиус действия снаряда, «Найк» стартует. Через несколько секунд после старта снаряд развивает скорость, превышающую 1 М, и продолжает полет на сверхзвуковой скорости, используя мощность своего жидкостного ракетного двигателя.
В действительности разработка снаряда «Найк» началась не в 1945 году, а гораздо раньше — в январе 1944 года, когда Управление зенитной артиллерии подало министерству армии заявку на создание управляемого зенитного снаряда и рекомендовало приступить к выполнению программы разработки, взяв за основу приложенные к заявке оперативнотактические требования. По сути дела это явилось одним из первых официальных признаний того важного момента, что для обеспечения защиты от современных скоростных и высокоманевренных самолетов, летящих на большой высоте, необходимо оружие принципиально нового типа. Тогда жеспе-циалисты пришли к заключению, что простое состязание в скорости между самолетом и артиллерийским снарядом не решает этой задачи, ибо инициатива в бою все равно сохраняется за летчиком, значит — и за самолетом. Новый зенитный снаряд должен был быть способен^маневрировать на всем протяжении своего полета.
Выполняя заявку зенитчиков, Управление вооружений министерства армии США, отвечавшее за проектирование, разработку и производство всех снарядов для армии, поручило фирме «Белл Телефон Лэборотрис» предпринять теоретическое изучение проблем, связанных с созданием нового оружия. Через пять месяцев фирма представила свои сообра-
женпя, которые сводились к признанию возможности создания комплекса сверхзвукового управляемого реактивного оружия класса «земля—воздух». При этом предполагалось, что сам снаряд не должен быть конструктивно сложным.
Вскоре был заключен договор на разработку, и фирма «Белл Телефон Лэборотрис» взялась за решение задачи в том плане, в каком это было указано в ее соображениях. Ее равноправным партнером в этом предприятии выступила фирма «Дуглас Эркрафт Компани», взявшая на себя проектирование и создание самого снаряда и стартового устройства.
Однако для того чтобы решить все те принципиально новые и сложные технические проблемы, которые возникали при разработке системы «Найк», потребовалось почти пять лет. В течение всего этого времени на полигоне УайтСэндз в штате Ныо-Мексико велись непрерывные испытательные запуски с целью получения наиболее совершенной конструкции стартовой установки и ускорителя. Параллельно с этим в лабораториях фирмы «Белл Телефон» разрабатывалась аппаратура управления.
Первые испытательные запуски снаряда «Найк» (без системы наведения) имели место осенью 1946 года, и достигнутые при этом успешные результаты сразу же подтвердили правильность некоторых предположений, сделанных во время предварительных исследований в 1945 году.
Управление вооружений тогда же заключило контракты с фирмой «Уэстерн Электрик», заводы которой расположены в нескольких штатах, на производство и поставки ряда основных элементов системы «Найк». В настоящее время полагают, что участие в реализации этого предприятия принимают по меньшей мере свыше тысячи различных фирм.
Сейчас создается новый вариант снаряда «Найк», который, по сведениям, должен иметь дальность действия не менее 80 км и скорость порядка 3 М. Такой снаряд можно снабдить и атомным боевым зарядом \ что даст возможность уничтожать самолеты противника на расстоянии 400 м от места взрыва. Существующий ныне снаряд «Найк» стоит без боевого заряда немногим более 7 тыс. фунтов стерлингов 2.
1 Inter Avia, 10, 5 May 1955, 316—317.
8 Financial Times* 27 Jan. 1956, p. 1.
К числу других снарядов этого класса, разрабатываемых сейчас в США, относятся: «Хок» 1 фирмы «Рэйтнон», «Тритон» фирмы «Бендикс» и «Шрайк» фирмы «Белл». Сообщают, чтоФранция имеет свой управляемый снаряд класса «земля— воздух», разработанный на основе серии снарядов «Матра» 0-4, а швейцарская фирма «Эрликон» создала недавно управляемый зенитный снаряд с двухкомпонентным жидкостным ракетным двигателем, наводящийся по радиолучу (рис. 52). Длина этого снаряда немногим меньше 6 ж, а максимальный диаметр составляет 38 см. Стартовый вес снаряда «Эрликон» равен 350/<г; по сообщениям прессы, он развивает скорость до 760 м/сек, поднимается на высоту свыше 18 000 м и имеет дальность действия с боевым зарядом 20 кг порядка 20 км. Фюзеляж построен из металла с обшивкой из слоистой пластмассы. В ракетном двигателе используется топливная комбинация из азотной кислоты и керосина, а также специальная жидкость из смеси триэтиламина и ксилидина, предназначенная для начального воспламенения. Вытеснительная система подачи топлива в камеру сгорания основана на давлении газообразного азота, сжатого в специальном баллоне до 300 ат. Двигатель развивает тягу порядка 1000 кг при продолжительности работы примерно 30 сек. Вывод снаряда на траекторию осуществляется по широкоугольному радиолучу (20°), а наведение — по узкому лучу, угол которого не превышает 3°.
Сведений об английских работах в области управляемых снарядов на сегодняшний день имеется очень мало. Так, например, еще в 1952 году сообщалось, что в Великобритании разработан управляемый реактивный снаряд, который может двигаться со скоростью свыше 3200 км/час и «достигать высоты полета гораздо большей, чем та, на которую сможет подняться любой бомбардировщик будущих лет» 1 2.' Основная научно-исследовательская работа была проделана государственными экспериментальными институтами, а затем полученные результаты был и сообщены ряду специально отс-
1 По сообщениям американской военной прессы, управляемый снаряд «Хок» запущен в 1956 году в серийное производство (Б с р г о с, Современное состояние реактивного вооружения в США, Вопросы ракетной техники, 2 (38), 1957, стр. 153).— Прим. ред.
2 Ministry of Supply, Press Release, 7, 26 July 1952.
бранных фирм, на которые была возложена разработка специальных видов реактивного оружия, способного выполнять самые различные задачи
Рис/" 52. Швейцарские зенитные управляемые снаряды «Эрликон» на спаренной пусковой установке.
Спустя год второе весьма краткое сообщение министерства снабжения подтвердило, что первоначальная разработка управляемых реактивных снарядов действительно велась в Великобритании Экспериментальным институтом министерства снабжения и несколькими промышленными фир
мами х. В Великобритании осуществлялись также и опытные пусковые испытания (рис. 53). Их успех привел к тому, что один из образцов снаряда был направлен в Австралию, где на полигоне в Вумера можно было провести боевые испытания с зарядами взрывчатого вещества. После этого все необходимые конструктивные изменения, которых могли потребовать результаты испытаний, должны были вноситься в мастерских при полигоне в Вумера.
Было отмечено, что одной из самых серьезных проблем, встретившихся во время последних испытаний, явилась проблема, связанная со сбрасыванием ускорителя в полете, и что она была разрешена. Было высказано также предположение, что новые технологические методы, разработанные для отливки больших конструкций из пластмасс, позволят в ближайшем будущем использовать в управляемом снаряде вместо металлов легкие пластические массы. Результатом этого должно явиться не только уменьшение веса конструкции при сохранении ее прочности, но также и снижение себестоимости, что, разумеется, весьма важно, когда потребуются сотни, если не тысячи, снарядов для обороны такой небольшой страны, как Великобритания.
Кроме того, в 1955 году сообщалось, что в Великобритании разрабатывается управляемое реактивное оружие класса «корабль — воздух». В одной из белых книг правительства 1 2 заявлялось, что в разработке новых видов управляемого реактивного оружия, стартующего с борта военных кораблей, были достигнуты вполне удовлетворительные результаты. Для испытаний, намеченных на 1956 год, было специально оборудовано экспериментальное судно «Гёрдл-несс», снабженное управляемым реактивным оружием. Ранее это судно являлось плавучей базой десантных высадочных средств.
Предполагается, что зенитные управляемые снаряды класса «корабль — воздух» выпускает фирма «Армстронг-Уитворт» и что они представляют собой усовершенствованные образцы того опытного снаряда, который демонстрировался на выставке в Фарнборо в 1953 году. На этом опытном
1 Ministry of Supply, Press Release, 6, 22 Aug. 1953 and Flight, 28 Aug. 1953, p. 242.
2 British White Paper, 17 Feb. 1955.
снаряде применялись ускорители охватывающего типа. Весьма скудные сведения, которые были опубликованы относительно усилий английских инженеров и конструкторов в области создания зенитных управляемых снарядов, касались только опытных или экспериментальных образцов, и ни один из зенитных снарядов, находящихся сейчас в производстве, описан не был.
Как сообщают,новое английское реактивное оружие класса «корабль — воздух» использует систему наведения, разработанную фирмой «Сперри Гироскоп»; жидкостные ракетные двигатели для этого оружия выпускаются фирмой «Армстронг-Сидли». Последний факт дает основание предположить, что в новом оружии в качестве окислителя применяется жидкий кислород.
Есть сообщения и о том, что фирма «Инглиш Электрик» разрабатывает сейчас управляемый снаряд класса «земля — воздух», развивающий скорость порядка 3 М и имеющий жидкостный ракетный двигатель «Нэпир»; система управления для этого снаряда разработана, по сведениям, другой фирмой, входящей в эту группу, а именно фирмой «Маркони». Известно, что потолок этого зенитного снаряда равняется 18 000 м.
На пресс-конференции, состоявшейся 20 февраля 1956 года в Фарнборо, было объявлено, что первый английский управляемый реактивный снаряд, способный перехватить и уничтожить обычный самолет, был с успехом запущен 7 апреля 1954 года. Стартовав со стрельбового полигона в Аберпорте, управляемый снаряд перехватил самолет-мишень типа «Файрфлай», управлявшийся по радио, на высоте 3000 м и на расстоянии 7,2 км от места своего старта. Есть данные, что этот управляемый снаряд в настоящее время находится в серийном производстве.
Для обучения личного состава обращению с различными комплексами управляемых снарядов класса «земля — воздух» оказалось необходимым разработать целый ряд снарядов, известных под названием снарядов-мишеней. Они отличаются от боевых управляемых снарядов тем, что представляют собой, как правило, снаряды многократного действия и потому должны снабжаться каким-либо средством, обеспечивающим возможность их повторного использования, например парашютом.
Таблица IX
Управляемые снаряды класса «земля — воздух»
Название «Вассерфаль» «Ларк» «Вомарк» «Терриер» «Эрликон» «Найк»
Фирма «Пенемюнде» «Фэр-ча йлд» «Боинг» «Конвэйр» «Эрликон» «Дуглас»
Двигатель ЖРД ЖРД ПВРД ПРД ЖРД ЖРД
Ускоритель Не имеет 2ХПРД ЖРД ПРД Не имеет ПРД
Длина, м 6,1 4,3 20 4,6 6,1 6,1
Максимальный диаметр, см 70 45,5 — 30,4 38 30,4
Система управления Радио Радио Радиолуч и система самонаведения Радиолуч и система самонаведения Радиолуч и система самонаведения Радиолуч и система самонаведения
Скорость (в числах Маха) 2 2 2,5 3 2,5 3
Потолок, м 10 000 ? 24 000 15 000 18 000 21000
Дальность действия, км 32 16 400 40 20 40
Продолжение табл. IX
Стартовый вес, кг 3500 550 3900 1530 350 450
В каком состоянии В производстве В производстве В разработке В производстве В производстве В производстве
Страна Германия и СССР США США США Швейцария США
Примечание: ЖРД — жидкостный ракетный двигатель, ПРД — пороховой ракетный двигатель, ПВРД — прямоточный воздушно-реактивный двигатель.
Большинство снарядов-мишеней крылаты и имеют либо пульсирующие воздушно-реактивные, либо турбореактивные двигатели с коротким сроком службы. Типичными представителями учебных снарядов-мишеней являются английские снаряды «Джиндивик» (рис. 71) и «Файрби» фирмы «Райан» (рис. 66) и французский Ars-5501.
Реактивное управляемое оружие класса «земля—воздух» разрабатывается сейчас в большинстве стран, но наибольших темпов его развитие достигло в США и в Советском Союзе. Этот факт несет с собой большое разочарование для тех, кто до сих пор стоит за оснащение авиации обычными бомбардировщиками. В одно прекрасное время они убедятся, что английские ВВС, имеющие на вооружении скоростные бомбардировщики, не смогут доставить свое термоядерное оружие к месту назначения, так как наши потенциальные противники будут иметь зенитные управляемые снаряды, осуществляющие перехват на расстоянии 80 км от объекта.
Усовершенствования в современных управляемых снарядах говорят о правильности этого предположения. Как будет показано в следующих главах, нам следует принять решение о производстве, во-первых, управляемого реактивного оружия класса «воздух — земля»,’j которое будет
обладать большей дальностью действия, чем зенитные управляемые снаряды противника, и, во-вторых,— стратегических управляемых снарядов для замены обычных и скоростных бомбардировщиков.
Недавно на основе этих фактов было высказано соображение, что разработка Великобританией нескольких типов скоростных бомбардировщиков является бесполезной тратой технических сил и денежных ассигнований, которые можно было бы с гораздо большей пользой затратить на разработку современных управляемых реактивных снарядов классов «воздух—земля» и «земля—земля».
ГЛАВА ШЕСТАЯ
Авиационные управляемые снаряды
К авиационным управляемым снарядам принадлежат снаряды двух основных классов управляемого реактивного оружия: «воздух — воздух» и «воздух — земля».
Первые реактивные снаряды класса «воздух — воздух» представляли собой неуправляемые пороховые ракеты \ запускавшиеся с подкрыльных установок или с обтекаемых держателей, укрепленных под крыльями или под фюзеляжем. На заключительных этапах второй мировой войны Германия создала несколько видов авиационного управляемого реактивного оружия, которое предполагалось использовать против атакующей авиации.
Одним из первых немецких управляемых снарядов был снаряд Hs-298, спроектированный еще в начале 1944 года 1 2. Массовое его производство должно было начаться в 1945 году, однако конец войны помешал закончить его разработку и испытания. Этот управляемый снаряд предполагалось использовать с ракетным двигателем твердого топлива, а запускаться он должен был с истребителя против атакующих соединений бомбардировщиков на расстоянии порядка 1,6 км от цели. Управление происходило с помощью радиосигналов с самолета-носителя. По своей конструкции снаряд представлял собой обычный миниатюрный самолете небольшими стреловидными крыльями. Он был построен в основном из листового металла, причем в фюзеляже имелся специальный обтекатель для защиты хвостового оперения от струи реактивных газов. Фюзеляж имел достаточный объем для размещения в верхней части всей аппаратуры наведения, а в нижней — ракетного двигателя. Максимальная высота фюзеляжа составляла 40,5 см при максимальной ширине
1 Burchard J. Е., Rockets Gunns and Targets, Little, Brown and Co., 1949, Sect. III.
2 Burgess E., The Engineer, 184, 10 Oct. 1947, 332.
20,3 см. Радиовзрыватель и боевой заряд размещались в носовой части, а под ними в специальном обтекателе был установлен генератор, приводившийся в движение ветрянкой, укрепленной в передней части обтекателя.
Общая длина снаряда Hs-298 равнялась 200,6 см, а размах крыльев достигал 127 см. Крылья были расположены в средней части фюзеляжа и имели ярко выраженную стреловидную форму, хорда крыла составляла в торце 50,8 см, а на закругленном конце — 23,5 см. Крылья имели толщину 5,72 см в торце и монтировались на одном трубчатом лонжероне. Спойлеры — каждый длиной 16,2 см — обеспечивали управление в горизонтальном полете, заменяя собой элероны. Они приводились в действие электромагнитными механизмами, помещавшимися между плоскостями крыльев. Прямоугольное хвостовое оперение площадью 1290 см2 и размахом 53,3 см имело еще два спойлера, заменявших здесь рули высоты. На концах стабилизатора крепились неподвижные парные шайбы. В полете снаряд Hs-298 развивал скорость порядка 0,7—0,8 М. Стартовый вес снаряда не превышал 91 кг.
В этом снаряде был применен специально спроектированный ракетный двигатель твердого топлива с переменной тягой в полете. Быстрое ускорение в момент отрыва от самолета-носителя обеспечивалось усиленной тягой, но вслед за этим наступал период, когда тяга снижалась, увеличивая тем самым продолжительность полета снаряда. Это достигалось тем, что топливным шашкам придавалась при отливке форма полого цилиндра, поверхность внутренних стенок которого покрывалась смесью кремнекислого растворимого стекла, асбеста и графита, а отверстие заполнялось быстросгораю-щим топливом. Таким образом, после воспламенения заряда сгорание происходило очень быстро, и в течение периода продолжительностью около 5 сек. создавалась тяга порядка 150 кг. Затем следовал период замедленного сгорания основного топлива. Здесь уже тяга снижалась до 50 кг и оставалась постоянной в течение дальнейших 20 сек. полета. В среднем скорость горения составляла 1,27 кг/сек, причем давление в камере сгорания поддерживалось на уровне 120 ат.
Описанный двигатель был сконструирован фирмой «Хен-шель» и построен фирмой «Шмиддинг». Он имел официальное название «Шмиддинг» 109-543. Наружный диаметр дви
гателя составлял 17,8 см, длина равнялась 81 см, а вмещал двигатель 51,7 кг топлива. Сопло было наклонено под некоторым углом к продольной оси снаряда (отличительная черта многих немецких ракетных двигателей твердого топлива), поэтому линия тяги проходила точно через центр тяжести снаряда. Надо сказать, что такая конструкция сопел довольно широко применяется и сейчас, например, на английских управляемых снарядах со стартовыми ускорителями охватывающего типа.
Снаряд Х-41 также предназначался для запуска с самолета-носителя (обычно это был истребитель). Им управляли на расстоянии посредством импульсов, передаваемых по двум изолированным проводам диаметром 0,2 мм и длиной до 5500 м. Для проводов были предусмотрены две катушки, устанавливавшиеся на двух из четырех, крестообразно расположенных крыльев снаряда. Они помещались в специальных контейнерах из листовой стали каждый длиной 48,2 см и диаметром в наиболее широкой части 7,6 см. Контейнеры с катушками были защищены от встречного потока воздуха алюминиевыми обтекателями, которые поддерживались центральным стержнем и крепились небольшими пластмассовыми винтовыми колпачками. На концах двух других крыльев были установлены осветительные трассеры, предназначенные для того, чтобы пилот самолета-носителя мог видеть управляемый снаряд и мог обеспечить его наведение вручную, пользуясь специальным рычагом типа ручки управления самолетом.
В полете управляемый снаряд вращался вокруг своей оси со скоростью около 60 об/мин. Это достигалось путем установки на задних кромках крыльев особых интерцепторов. При этом спойлеры, имевшиеся на крестообразном хвостовом оперении, действовали в точном соответствии с периодом вращения снаряда вокруг продольной оси. Спойлеры приводились в действие посредством вибрации, сообщаемой им электромагнитами с частотой не более 5 гц. Электрические импульсы, посылаемые с самолета-носителя, изменяли продолжительность задержки спойлеров в каждом из крайних положений. Когда в управлении не было необ
1 Miiller F., Lcitfaden der FerleriKung, Deutsche Radar Verlag., 1955 (в русском переводе: Мюллер Ф., Телеуправление, Издатин-лит, М., 1957, стр. 273—279).
ходимости, спойлеры оставались в крайних положениях в течение равных промежутков времени, но если с самолета-носителя поступал командный импульс, то электромагниты заставляли спойлеры задерживаться в одном крайнем положении дольше, чем в другом. Такой метод управления оказался действенным даже на скоростях порядка 0,9 М. Немцы разработали и создали системы управления, пригодные также и для снарядов со сверхзвуковыми скоростями полета, однако органы управления снарядов Hs-117 и Hs-298 оказались все же более подходящими для условий сверхзвукового полета х.
В момент отрыва от самолета-носителя снаряд, летевший до этого вместе с ним со скоростью нескольких сотен километров в час на высоте 6000 м, получал от своего жидкостного ракетного двигателя соответствующее ускорение, которое позволяло ему развить скорость порядка 880 км/час. В случае необходимости этот же двигатель обеспечивал снаряду возможность набирать высоту со средней скоростью 91 м/сек.
В трубчатом центральном алюминиевом отсеке снаряда помещались топливные баки и баллоны со сжатым газом для подачи топлива. На поверхности центрального отсека имелись специальные алюминиевые опоры, к которым крепились болтами четыре крыла из многослойной клееной древесины. Носовой отсек управляемого снаряда вмещал боевой заряд весом 25 кг, имевший продолговатую форму и длину 45,7 см. Снаряд снабжался либо радиовзрывателем, либо акустическим взрывателем. Оболочка боевого заряда, выполненная из механически обработанной стали толщиной 1 см, содержала 20 кг сильного взрывчатого вещества и была также приболчена к центральному отсеку снаряда. Хрупкий радиовзрыватель был защищен обтекателем из листового алюминия, с помощью которого он и соединялся с оболочкой боевого заряда. Между взрывателем и самим снарядом имелась специальная проводка, проходившая через весь боевой заряд и кончавшаяся алюминиевым восьмиштырьковым штеккером, который подключали к штепсельной колодке, установленной в отсеке с топливными баками. Хвостовой отсек, выполненный из листового алюминия, был приклепан
1 Burgess Е., The Engineer, 184, 17 Oct., 1947, 356.
к центральному отсеку. В нем помещались ракетный двигатель, гироскопы и батарея электрических аккумуляторов. В задней части были смонтированы четыре стабилизатора хвостового оперения, имевшие спойлеры и соответствующие электромагниты. Конструкция планера заканчивалась элементом из штампованной стали, с помощью которого она прочно крепилась к наружной части сопла. В хвостовой части располагалось и семиконтактное штепсельное гнездо для обеспечения электрического соединения снаряда с самолетом-носителем. Снаряд крепился к самолету с помощью обычного бомбодержателя для бомбы весом 114 кг. Общий вес управляемого снаряда Х-4 вместе с топливными компонентами не превышал 60 кг, а общая его длина составляла 203 см.
Силовой установкой снаряду служил ракетный двигатель BMW 109-5481, работавший на двухкомпонентном жидком топливе (окислитель «сальбай» и горючее «тонка»). Топливные баки и система подачи топлива были в этом двигателе довольно необычными: они имели спиральную форму, а внутри них помещались гибкие поршни. Баллоны со сжатым воздухом находились обычно внутри спирали, образуемой топливными баками, и располагались один за другим. Сжатый воздух для подачи окислителя «сальбай» хранился в переднем баллоне диаметром 7,6 см и длиной 28 см, выполненном из стали. Баллон для подачи горючего «тонка» имел усеченную коническую форму с максимальным диаметром 7,6 см и минимальным — 4,45 см. Воздух был сжат в нем под давлением 120 ат.
Окружавший эти баллоны змеевик бака с «тонкой» состоял из трубок диаметром 2 см, выполненных из легких сплавов. При полной заправке бак вмещал 1,8 кг топлива. Поверх этого змеевика располагался второй спиральный бак, также состоявший из легких трубок диаметром 3 см\ он вмещал 6,7 кг азотной кислоты. Вся система баков очень точно соответствовала объему центрального отсека снаряда Х-4. Удерживалась она специальными опорами, приваренными к баллонам высокого давления. Эти опоры были законтрены с помощью болтов, проходивших через плиту основания центрального отсека снаряда и переднюю крестовину для подвески.
1 Gartmann II., Weltraumfahrt, No. 1, Jan. 1951, 11 — 16.
От головной части баллона высокого давления для подачи горючего отходили две трубки, которые были подсоединены к двум клапанам, регулировавшим поступление сжатого воздуха в топливный бак. Эти клапаны приводились в действие с помощью электричества. Пройдя через клапаны, сжатый воздух направлялся по стальным трубкам диаметром 0,6 см к переднему концу спирального бака и далее — к гибкому поршню бака.
Камера сгорания крепилась на трех стальных опорных стержнях, а ее сопло выступало из задней части снаряда. Двигатель имел регенеративное охлаждение, причем охлаждающей жидкостью, циркулировавшей вокруг стенок сопла и камеры сгорания, являлся окислитель «сальбай». Кон* струкция двигателя была выполнена из механически обработанной стальной болванки с приваренными к ней головной частью и инжекторным диском, в котором имелось большое количество отверстий, обеспечивавших обильный впрыск компонентов топлива. Камера сгорания и сопло имели следующие габариты: длина камеры — 17,8 см, ее наружный диаметр — 7,6 см, диаметры критической части сопла — 1,43 см и выходной части сопла —4,45 см, длина конуса сопла — 3,8 см. Внутренняя оболочка камеры была приварена к наружной оболочке в конце выходного конуса сопла; кроме того, к наружной оболочке сопла приваривалось ранее упомянутое нарезное кольцо, необходимое для крепления хвостовой части снаряда. В первый период работы двигатель развивал тягу порядка ПО кг, однако вследствие отсутствия каких-либо приспособлений для регулировки давления в системе подачи топлива и в камере, тяга постепенно снижалась до нуля. Продолжительность работы двигателя колебалась в пределах от 17 до 20 сек. Начальное давление в камере сгорания не превышало 27 ат, удельный импульс достигал 154 сек. при удельном расходе топлива 23 кг! кг-час, а импульс тяги составлял 1870 кг-сек.
Первая модель снаряда Х-4 была построена в апреле 1944 года, но в боевых действиях это оружие использовано не было. Поскольку азотная кислота доставляла много неприятностей персоналу при хранении и обращении с ней, а также в связи с тем, что целый ряд проблем, связанных с управлением снаряда и с его устойчивостью в полете, причиной которых явилась, по-видимому, изменяющаяся тяга,
остался нерешенным, немцами были предприняты попытки разработать для этого снаряда ракетный двигатель твердого топлива. Такой двигатель был создан и получил условное обозначение 109-603. На первых испытаниях он дал тягу порядка 150 кг в течение 8 сек., но его разработку и испытания закончить не удалось.
По существу управляемый снаряд класса «воздух — воздух» представляет собой особую воздушную торпеду, наводимую на цель с самолета-носителя. Некоторые из современных снарядов такого типа имеют, кроме того, и систему самонаведения. Наиболее эффективным методом управления снарядов этого класса является управление по проводам, потому что в противном случае они легко могут стать жертвой искусственных радиопомех, создаваемых неприятелем. Довольно значительное число современных управляемых снарядов является своего рода «теплоразведчиками»; эти снаряды имеют систему самонаведения, чувствительную к инфракрасным лучам, испускаемым целью. Они обладают дальностью действия порядка 10 км и в настоящее время вытесняют уже устаревшие, неуправляемые авиационные реактивные снаряды.
Метод применения неуправляемых ракет, заключается в одновременном запуске (очередями или залпами) целой серии ракет. Использование управляемых снарядов предполагает уничтожение одним снарядом одного вражеского самолета. Пока еще такой надежностью действия снаряды не обладают, но это является нашей конечной целью.
Первым авиационным управляемым снарядом, разработанным в США, был, вероятно, снаряд «Файрберд» фирмы «Райан». Он был спроектирован в 1946 году и некоторое время использовался ВВС США. Первые модели снаряда имели, помимо четырех маршевых двигателей, ускоритель старта, работавший на твердом топливе. Маршевые двигатели приводились в действие инерционными включателями, которые срабатывали в тот момент, когда снаряд достигал определенной скорости.
Снаряд «Файрберд» 1 явился результатом двухлетней исследовательской работы, проведенной фирмой «Райан Аэронотикл». При максимальном диаметре 15,2 см он имел
1 Gatland, K.W.G., Jnl. Brit. Jnterplan. Soc., 9, 4, July 1950, 189—190.
рис. 53.
(а) Один из первых английских зенитных управляемых снарядов«Студж», созданный фирмой «Фэйри». Снаряд управлялся по радис и имел 4 кордитовых ускорителя бокового типа и 4 маршевых ПРД.
(б) Момент запуска одного из более современных английских зенитных управляемых снарядов на испытательном полигоне в Аберпорте (Уэльс).
общую длину до 3 м. Для обеспечения маршевого режима тяги был использован ракетный двигатель на двухкомпонентном жидком топливе, а для старта применялся пороховой ускоритель. Аэродинамически сбалансированные крылья были расположены крестообразно и имели размах 91 см\ четыре стабилизатора хвостового оперения, также расположенные крестообразно и имевшие такой же размах, обеспечивали снаряду необходимую маневренность. «Файрберд» наводился на цель с помощью самолетного радиолокатора, но он имел также и систему самонаведения для максимального сближения с целью. Кроме того, снаряд был снабжен радиовзрывателем и прибором самоликвидации. Последний был рассчитан на автоматическое уничтожение снаряда в том случае, если он не попадал в цель. Длина снаряда без ускорителя составляла 2,3 м, а общий вес достигал 472 кг. Для сближения снаряда с целью применялась активная система самонаведения.
Другой ранний американский снаряд, работа над которым началась еще в 1947 году, был вначале известен под названием «Хот-Спот». Идея конструкторов, разрабатывавших этот снаряд, заключалась в создании легкого и компактного управляемого оружия, с тем чтобы даже такой небольшой самолет, как истребитель, мог нести на себе несколько подобных снарядов. Результатом этой работы явился радиоуправляемый снаряд «Спэрроу», снабженный ракетным двига’гелем (рис. 54).
На управляемом снаряде «Спэрроу», который разрабатывался фирмой «Сперри Гироскоп» в сотрудничестве с фирмой «Дуглас», использован пороховой ракетный двигатель. Стартовый вес снаряда составляет около 220 кг, длина его равна 2,4 м, а диаметр не превышает 15,2 см. Крылья расположены крестообразно и имеют размах 68,5 см. Полагают, что максимальная скорость, развиваемая снарядом, приближается к скорости, которая превышает звуковую в три раза. В комплексе снаряда применена система наведения по радиолучу с переходом на полуактивное самонаведение на заключительном этапе сближения снаряда с целью. Некоторые опытные модели имели пороховой ускоритель старта для запуска с земли. Предполагается, что дальность действия управляемого снаряда «Спэрроу» составляет сейчас не менее 8 км.
Современная система обороны с применением управляемых снарядов предусматривает прежде всего перехват самолетов противника посредством управляемых снарядов дальнего действия с прямоточными воздушно-реактивными двигателями, какими являются, например, снаряды '«Бомарк»
Рис. 54. Двухмоторный реактивный ночной истребитель авиации ВМС США «Скайнайт» F3D, вооруженный четырьмя управляемыми снарядами «Спэрроу» класса «воздух — воздух».
фирмы «Боинг». Эти снаряды способны действовать на удалении до 320 км от защищаемого района. В случае авиационного нападения противника эти снаряды вместе с истребителями-перехватчиками одними из первых вступят с ним в боевое соприкосновение. При этом истребители перехвата будут использовать управляемые снаряды класса «воздух— воздух». На внутреннем кольце обороны противника встретят управляемые снаряды класса «земля—воздух» (снаряд «Найк» фирмы «Дуглас»), которые смогут уничтожить любой бомбардировщик, приблизившийся примерно на 40 км К обороняемому объекту.
После окончания второй мировой войны первенство в большинстве систем обороны было отдано производству таких видов управляемого оружия класса «воздух — воздух», которые могли существенно увеличить мощь обычной истребительной авиации и которые можно было бы использовать для перехвата. Уже в первые годы после войны было налажено производство управляемых снарядов «Файрберд» и «Спэрроу» в США, а также не известных нам пока управляемых снарядов в Великобритании и в СССР. В сообщении британского министерства снабжения, например, указывалось, что разработка управляемых снарядов класса «воздух— воздух», предназначенных для запуска с самолета-истребителя, идет полным ходом х. Сообщалось также, что эти управляемые снаряды позволят истребителям вступать в бой с бомбардировщиками противника с дистанции, превышающей дальность стрельбы любой авиационной пушки.
Сравнительно недавно были опубликованы некоторые подробности и об одном из самых малых американских управляемых снарядов, которые находятся сейчас в производстве. Это — управляемый снаряд класса «воздух—воздух», известный под названием «Фолкон» и созданный фирмой «Хьюз» в Таксоне, штат Аризона 1 2 (рис. 55). Весит он немногим более 45 кг, но, несмотря на это, он способен, как показали испытания, уничтожать крупные реактивные самолеты-мишени (QB-17 и F-80), даже не имея боевого заряда и невзирая на сложные маневры, предпринимавшиеся этими самолетами в подражание действиям «вражеских» бомбардировщиков. Как стало известно, каждое попадание снаряда «Фолкон», снабженного боевым зарядом, в самолет противника равноценно уничтожению последнего.
- Обычно снаряд запускается перехватчиком на расстоянии нескольких километров от цели, и он движется со сверхзвуковой скоростью, используя тягу своего порохового ракетного двигателя. Позиция для атаки выбирается пилотом самолета-носителя с помощью самолетного радиолокатора, следящего за целью. В нужный момент снаряды автоматически запускаются, обеспечивая тем самым надежный пере
1 Ministry of Supply, Press Release, № 6, London, 22 Aug. 1953.
2 HunterF. S., American Aviation, 19, 11, 24 Oct. 1955, 147— 149.
хват самолетов противника (рис. 56). В настоящее время фирма «Хьюз» разрабатывает новую систему перехвата \ которая состоит в том, что самолет-носитель с того момента, когда он покидает стартовую дорожку, автоматически наводится на цель, выпускает снаряды «Фолкон» и так же автоматически возвращается на свою базу.
Идея создания снаряда «Фолкон» зародилась в ВВС США, когда потребовалось создать реактивное оружие для истребителя-перехватчика. Разработка его началась в 1947 году, а первый опытный реактивный снаряд был запущен в 1950 году. Перед запуском с истребителя снаряд «Фолкон» получает данные целеуказания от бортового самолетного] радиолокатора, что позволяет снаряду перехватывать именно ту цель, которую необходимо поразить. Электронная система самонаведения снаряда рассчитана на удержание его на заданной траектории и на максимальное сближение с целью, несмотря на любые ускользающие маневры противника.
Не так давно помощник министра авиации США Тревор Гарднер подчеркнул, что успешная разработка управляемого снаряда «Фолкон» позволила значительно отодвинуть границы ПВО от городов и промышленных районов, а также повысить вероятность уничтожения атакующих бомбардировщиков противника. Он даже заявил, что, по его мнению, снаряд «Фолкон» явится одним из наиболее ценных вкладов в дело обороны североамериканского континента от воздушного нападения и что он будет использоваться перехватчиками, действующими с баз, расположенных в Арктике и удаленных от населенных центров на многие сотни километров.
В другом своем заявлении Гарднер отрицал возможность того, что ВВС США могут внезапно заменить имеющийся излишек обычных самолетов управляемыми реактивными снарядами. Он полагал, что управляемые снаряды, по всей вероятности, займут подобающее им место в качестве определенного дополнения к расширяющемуся арсеналу авиационного оружия, а снаряды класса «воздух—воздух» будут использованы для усиления мощи пилотируемой авиации.
1 U. S. Department of Defence, Office of Public Information, Official Release, № 247—255, Washington, 15 Mar. 1955.
Тактическими баллистическими снарядами предполагается дополнить боевые средства тактических бомбардировщиков, а когда будут разработаны межконтинентальные баллистические управляемые снаряды, они увеличат сдерживающую агрессоров мощь стратегической авиации. Гарднер добавил также, что управляемыми снарядами «Фолкон» можно
Рис. 55. Авиационный управляемый снаряд «Фолкон» фирмы «Хьюз» — самый малый по размерам снаряд из находящихся ныне в производстве в США.
вооружать одноместные и двухместные истребители-перехватчики.
Как утверждают, управляемый снаряд «Фолкон» вместе с электронными системами, которыми в настоящее время располагает любой истребитель-перехватчик, обеспечивает обороняющейся стороне преимущество при всяком столкновении с атакующим бомбардировщиком.
Рассказывают также, что управляемый снаряд «Фолкон» подвергается сейчас некоторым конструктивным изменениям; так, например, его тупоносому «коку», закрывающему радиолокационную аппаратуру, придается обтекаемая форма; помимо того, для него уже созданы некоторые новые виды систем наведения.
Известно, что твердое топливо для этого управляемого снаряда разрабатывалось фирмой «Тиокол». Она изготовляет бездымные пороха, весьма практичные для использования в управляемых снарядах класса «воздух—воздух» вследствие того, что пилот самолета-носителя может видеть весь процесс перехвата. Используемый на снаряде «Фолкон» ракетный двигатель развивает тягу порядка 2700 кг в течение периода продолжительностью не более 1 сек.
В настоящее время уже почти доказана возможность размещения небольшого атомного боевого заряда в управляемом снаряде диаметром всего лишь 10—13 см1. Это, разумеется, делает даже небольшой самолет-истребитель исключительно мощным средством обороны.
Существующий ныне управляемый снаряд «Фолкон» весит 51 кг, а его изготовление обходится в 3 тыс. фунтов стерлингов, модифицированный же вариант предполагает несколько больший вес (до 54 кг) 1 2 * *.
По имеющимся сведениям, британская фирма «Де-Хэвил-енд» разрабатывает сейчас управляемый снаряд класса «воздух—воздух», система самонаведения которого основана на использовании инфракрасных лучей, испускаемых целью8. В подтверждение сообщения были даже опубликованы фотоснимки этого снаряда, сделанные в момент запуска опытной модели с самолета «Метеор», однако поставщик указан не был. Управляемый снаряд фирмы «Де-Хэвиленд», вероятно, будет иметь жидкостный ракетный двигатель с концентрированной перекисью водорода в качестве окислителя. Последнее предположение построено на том факте, что фирма уже добилась в этом направлении определенных успехов, создав такие ускорители старта, как «Спрайт» и «Супер-Спрайт».
1 Jet Propulsion, 25, 9, Part I, Sept. 1955, 473.
2 Вероятно, автор имеет в виду новые типы этого снаряда, извест-
ные под названием «Фолкои-2» и «Фолкоп-З».— Прим. рсд.
8 Inter, Avia 10, 5, May 1955, 314—315.
Однако вследствие установленных на этот счет чрезвычайно строгих правил секретности, никаких подробностей об английских серийных или опытных управляемых снарядах опубликовано не было. Обычно принято считать, что
Рис. 56. Перехват самолета-мишени управляемым снарядом «Фолкон».
наиболее совершенные английские управляемые снаряды принадлежат к классу «воздух—воздух» и что эти управляемые снаряды в настоящее время передаются в серийное производство. Вполне возможно, что именно эти управляемые снаряды, как явствует из заявления англичан, сделанного ими на конференции министров в Совете НАТО в декабре 1955 года, будут предоставлены в распоряжение стран — участниц НАТО. В конце того же года англичане, однако, утверждали, что ни одна истребительная эскадрилья британских ВВС управляемого реактивного оружия не полу
чала, несмотря на то, что оно уже находилось в производстве. Вообще же темпы развития английских управляемых снарядов отнюдь не являются такими медленными, как принято думать. Получить представление о достигнутых англичанами огромных успехах нетрудно, если принять во внимание сообщения о том, что, например, фирма «Фэйри» создает сейчас исключительно эффективный управляемый снаряд класса «воздух — воздух» с пороховыми ракетными двигателями, который в ближайшее время будет передан в мелкосерийное производство. Этот новый снаряд известен под названием «Файрфлэш» (рис. 57). Фирма «Инглиш Электрик» также располагает в настоящее время целым заводом, производящим управляемые снаряды и расположенным в Стивенедже х. Она объявила недавно о новом наборе персонала в связи с началом работ в области астронавигационных систем наведения.
Высказывается предположение, что снаряд «Бомарк» является самым последним словом в управляемом реактивном оружии, ибо все его системы целиком основаны на автоматических процессах 1 2. Это предположение возникло в связи с тем, что снаряд «Бомарк», оказывается, может быть вооружен реактивными снарядами «Фолкон». В этом случае возможно заменить пилотируемый истребитель гораздо менее дорогостоящим управляемым снарядом дальнего действия класса «земля—воздух» для доставки еще более дешевых управляемых снарядов класса «воздух—воздух» в пределы дальности действия последних. Когда управляемые снаряды «Бомарк» достигнут этой зоны, они выпустят свои ракеты, а сами возвратятся на базу и совершат посадку с помощью особого устройства, сходного с применяемым сейчас при посадке больших управляемых снарядов класса «земля—земля» вроде снарядов «Регьюлус».
Новым управляемым снарядом класса «воздух—воздух», созданным для ВМС США, является снаряд «Сайдуиндер», стоимость изготовления которого, по некоторым сообщениям, составляет меньше 400 фунтов стерлингов. Снаряд был разработан в Иньокерне. Конструкция его значительно упрощена, благодаря чему он обходится почти в десять раз
1 Financial Times, 24 Nov. 1955, р. 1.
2 S m i t h J. F., Inter Avia, 10, 5, May 1955, 300—309.
Р и с. 57.
(а) Управляемый снаряд «Файрфлэш», укрепленный на конце крыла са-. молета.
(б) Момент старта снаряда «Файрфлэш».
Рис. 57.
(в) Взрыв снаряда «Файрфлэш» в момент максимального сближения с целью.
(г) Перехват закончен: горящий самолет-мишень теряет управление и падает.
дешевле других управляемых снарядов класса «воздух — воздух», таких, например, как «Фолкон» и «Спэрроу» \
Франция также имеет сейчас в производстве два управляемых снаряда класса «воздух — воздух». Это снаряды «Матра» R-051 и «Сфекмас»-5501. Оба они имеют пороховые двигатели, а также стартовые ускорители и весят соответственно 160 и 130 кг.
Канадский управляемый снаряд класса «воздух—воздух» известен под названием «Велвит Глав». Первые его варианты были испытаны еще в 1953 году на полигоне для реактивного оружия в Колд Лэйк (провинция Альберта), занимающем по площади 10 000 км1 2 и принадлежащем Управлению вооружений министерства национальной обороны. Некоторые из новых канадских управляемых снарядов разработаны фирмой «Авро Кэнада».
Советский Союз также имеет свой управляемый снаряд класса «воздух—воздух», он именуется М-100. Диаметр его составляет 25,4 см, длина — 3,9 м, а на старте он весит 408 кг. Этот снаряд развивает в полете сверхзвуковую скорость. В качестве маршевого двигателя на нем применен пороховой ракетный двигатель. Известен и еще один советский реактивный снаряд класса «воздух—воздух» (РС-82), который представляет собой пороховую, по-видимому, неуправляемую ракету диаметром 8,25 см.
Эффективность всякой системы обороны с применением управляемых реактивных снарядов зависит от наличия разветвленной сети радиолокаторов и, что наиболее важно, от своевременного получения сигналов раннего оповещения. Великобритания, например, в настоящее время имеет новую цепь радиолокационных постов обнаружения, использующих радиолокаторы усовершенствованного типа 2. Однако новая британская система имеет крупный недостаток, заключающийся в том, что дальнее обнаружение практически сводится к довольно небольшим расстояниям. Правда, наряду с этим имеется огромное количество установок бункерного типа, которые покрывают буквально всю территорию Соединенного королевства и контролируют все, что
1 Z а е h г i n g е г A. J., Baker N. L., Jet Propulsion, 25, Nov. 1, 1955, 646.
2 Financial Times, 2 March. 1955.
движется в воздухе, и они, разумеется, будут использованы для автоматического запуска управляемых снарядов в случае обнаружения самолетов противника. Но как бы то ни было, а эта система остается системой ближнего действия. Согласно отчетам, опубликованным в декабре 1955 года, обстановка в Европе в этом отношении весьма неблагоприятна. Одно время англичане могли надеяться на получение сигналов дальнего обнаружения из Западной Германии, но это не освобождало их от беспокойства, так как в этом случае нужно было, чтобы направление атак бомбардировщиков противника проходило над Западной Германией. Поскольку Великобритания, располагающая крупными базами атомных бомбардировщиков, несомненно, явится главной целью всякого воздушного нападения, постольку исключительную важность приобретает наличие в Европе густой и широкой сети радиолокационных станций раннего обнаружения. Проведенный недавно анализ перехвата с применением управляемых снарядов1 показал, что раннее обнаружение должно происходить еще тогда, когда атакующие самолеты противника находятся по крайней мере на расстоянии 480 км от обороняемых объектов, а еще более безопасным было бы расстояние 650 км. В этом случае для того, чтобы достичь заданных районов, бомбардировщикам потребовалось бы не менее 40 мин. лета. Нужно учесть и то обстоятельство, что если перехватчики будут оповещены в тот момент, когда бомбардировщики противника приблизятся на расстояние до 480 км, то первый перехват с помощью управляемых снарядов класса «воздух—воздух» окажется возможным только на удалении 320 км от защищаемого объекта. Но предположим, что атакующие бомбардировщики ускользнули от этого перехвата; тогда придется оповещать позиции управляемых снарядов класса «земля — воздух», которым для перехвата останется не более 160 км. Пока управляемые снаряды будут сближаться с бомбардировщиками противника, последние пролетят еще 40—48 км. и тогда перехват произойдет уже на расстоянии всего 100 км от объекта. Совершенно очевидно, что в случае применения противником бомб с ядерным боевым зарядом взрыв последних, происшедший, скажем, в
1 Р о г t е г II. Н., Aeronautical Engin. Review, 12, 7, July 1953, 24—29.
радиусе до 80 км от атакуемого района, причинил бы ему значительный ущерб хотя бы за счет выпадения радиоактивных осадков х.
Однако несмотря на все вышесказанное, совершенно очевидным является тот факт, что увеличение надежности действия управляемых снарядов классов «земля—воздух» и «воздух—воздух» делает нападение обычных и даже сверхзвуковых бомбардировщиков все более рискованным предприятием. Вероятно, поэтому составители военных планов сосредоточивают сейчас свое внимание на втором типе авиационного управляемого снаряда, который запускается с самолета и может поражать наземные цели, в то время как сам самолет-носитель остается за пределами радиуса действия средств ПВО обороняющейся стороны. Такой снаряд должен быть, конечно, сверхскоростным, что позволит ему ускользать от оборонительных управляемых снарядов.
Во время второй мировой войны, когда германские армии подошли к Волге, и стоящему на ней Сталинграду угрожал захват, русские создали такое оружие, которое сыграло, вероятно, не последнюю роль в разгроме немцев. Они построили ракетную авиабомбу, обладавшую высокой точностью попадания и большой скоростью встречи с целью. Эта бомба оказалась способной уничтожать бронемашины и танки противника и по сути дела свела на нет значение пикирующих бомбардировщиков. Появление этой бомбы положило начало новому роду оружия, названному впоследствии летающей артиллерией.
Русские ракетные авиабомбы, или реактивные снаряды (PC), подвешивались под крыльями истребителя-штурмовика ИЛ-2 по две на каждом самолете. Скорость их при встрече с целью составляла примерно 245 м/сек, что было вполне достаточно для пробивания брони танков и разрушения бетонированных орудийных позиций.
Достижение авиабомбами высоких скоростей падения при бомбардировке с небольшой высоты стало возможным в результате установки на них реактивных двигателей, сообщающих бомбам дополнительное ускорение после отрыва от атакующего самолета. Обычно для того, чтобы добиться высокой скорости падения авиабомбы, приходится увели
1 Nuclear Weapons, Н. М. S. О., London, Jan. 1956.
чивать высоту бомбометания. Но такой метод связан с рядом недостатков: во-первых, с увеличением высоты уменьшается точность попадания, если, конечно, при этом не пользуются сложными прицелами, а во-вторых, достигается некоторая предельная скорость, которая сильно ограничивает технические возможности свободнопадающей бомбы. Кроме того, подобный метод приводит к усложнению траектории полета бомбы, а это заставляет оборудовать самолет точной прицельной и вычислительной аппаратурой. В то же время высокая скорость управляемой авиабомбы, непрерывно приобретающей ускорение от своего ракетного двигателя, позволяет не только спрямлять траекторию ее полета, но и повысить точность наводки и легкость прицеливания. Ракетный двигатель обеспечивает высокую скорость падения даже в том случае, если сбрасывание производится со сравнительно небольшой высоты. Таким образом, запускаемый с самолета ракетный снаряд становится идеальным оружием для использования его против сильно укрепленных позиций вроде бетонированных огневых точек, танков и несущих тяжелую броню боевых кораблей, то есть всех тех целей, где обычные авиабомбы или огонь бортового самолетного оружия остаются недостаточно мощными и точными. При запуске с самолета, летящего со скоростью нескольких сот километров в час, управляемый реактивный снаряд оказывается значительно эффективнее любого артиллерийского орудия.
Западные союзники не замедлили начать разработку управляемых авиабомб. В Великобритании и в США развернулась широкая экспериментальная работа, результатом которой явилось то, что уже с февраля 1944 года обе страны начали применять подобное оружие. Правда, самолеты «Бофайтер» британского Командования береговой обороны вооружались ими еще в предыдущем году. Но и немцы не теряли времени даром: они скопировали русские авиабомбы с реактивными двигателями и стали использовать реактивные снаряды для запуска с самолета против дневных американских бомбардировщиков.
25 мая 1944 года англичане объявили, что четыре типа их самолетов, а именно «Тайфун», «Бофайтер», «Харрикэйн» и «Суордфиш», модифицированы для вооружения реактивными снарядами, которые получили официальное название R. Ps. Разработка этого вида оружия началась еще в 1941 году,
когда сотрудники Королевского научно-исследовательского института авиационной промышленности приступили к экспериментированию, взяв за основу обычные орудийные снаряды зенитной артиллерии.
Каждый из перечисленных выше типов самолета был снабжен восемью стартовыми направляющими в виде рельсов, устанавливаемых по четыре под каждым крылом. С этих направляющих можно было запускать такое же число реактивных снарядов, причем снаряды стартовали либо попарно, либо все разом. Самолет-носитель не испытывал от этого, разумеется, никакой отдачи.
Снаряд R. Ps состоял из узкой трубчатой стальной оболочки диаметром 8,9 см и длиной около 1,27 ж, которая содержала кордитовый заряд топлива. Имевшая форму артиллерийского снаряда головка несла соответствующий боевой заряд и привинчивалась к корпусу снаряда непосредственно! перед погрузкой его на самолет-носитель. Известно два типа боевых головок этого снаряда: первый (весом 27 кг) применялся на самолетах «Тайфун»; его длина составляла около» 35 см, а максимальный диаметр равнялся 15,3 см; боевая головка второго типа имела несколько меньшие размеры (длина — 20,3 см и диаметр — 8,9 см) и устанавливалась на снарядах, предназначенных для самолетов береговой обороны («Бофайтер»). Эта головка была бронебойной.
Устойчивость снаряда в полете достигалась при помощи четырех квадратных стабилизаторов площадью примерно 1290 см2, приклепанных к цилиндрической оболочке снаряда вблизи сопла. Период горения топливного заряда в двигателях этих снарядов составлял не более 4—5 сек., но за это время развивалась скорость порядка 1300 км/час.
В конце 1944 года в Америке появились сообщения о том, что многие типы американских самолетов также приспособлены для стрельбы реактивными снарядами. Первые испытания этих снарядов были проведены еще в 1942 году на аэродроме Райт-Филд и на полигоне в Абердине. В качестве самолета-носителя был использован самолет «Кэртис» Р-40. Стартовые устройства вначале имели вид толстостенных стальных труб, укрепленных под крыльями; впоследствии они были заменены более легкими трубами из пластмассы. Их монтировали под каждым крылом группами по три, причем каждая труба имела длину 3 м и диаметр 11,4 см. Снаряды
несколько отличались от английских образцов как подлине (всего лишь 0,9 м), так и по диаметру (11,4 см). Они стабилизировались во время полета вращением вокруг своей продольной оси, что помогало сокращать до минимума рассеивание, которое могло возникнуть от асимметрии, допущенной при изготовлении. Вращение вызывалось аэродинамическими силами, воздействующими на скошенные стабилизаторы хвостового оперения ракеты. Пока ракета находилась в стартовой трубе, эти стабилизаторы оставались сложенными и раскрывались только после запуска.
Известно, что во время высадки союзников в Нормандии этими снарядами был нанесен громадный урон немецким танковым соединениям. Не менее эффективно они были использованы и в период массированных налетов союзной авиации на Японию. Кроме того, они явились прообразом такого снаряда, как современный американский снаряд «Тайни Тим». Но, несмотря на это, они оставались все же неуправляемыми снарядами. Правда, их используют и теперь в качестве реактивного оружия класса «воздух — воздух» для придания самолету-истребителю дополнительной огневой мощи при перехвате дозвуковых бомбардировщиков и истребителей, но их роль весьма ограничена.
В течение заключительных фаз второй мировой войны не раз предпринимались попытки наведения авиационных снарядов на наземные цели. Первым управляемым снарядом класса «воздух—земля» явился немецкий снаряд Hs-293, известный под названием ракетной планирующей авиабомбы (рис. 58) \ По внешнему виду он был весьма похож на небольшой самолет-истребитель с цилиндрическим фюзеля жем длиной 3,56 м и максимальным диаметром около 50 см> В передней части самолета была расположена боевая головка с зарядом взрывчатого вещества, соответствующего заряду 450-кг авиабомбы. В задней части снаряда помещалась электро- и радиоаппаратура, с помощью которой пилот самолета-носителя мог управлять траекторией полета снаряда после его сброса, происходившего на расстоянии примерно 7 км от цели. В наведении снаряда пилоту помогали осветительные трассеры, помещавшиеся на хвосте снаряда. Камера сгорания ракетного двигателя и соответствующие топ-
1 В ur gess Е., The Engineer, 184, 3 Oct., 1947, 308—310.
ливные баки подвешивались в гондоле, установленной под фюзеляжем снаряда. Эта гондола имела длину 2,18 Л! и диаметр 35,6 см. Она крепилась к снаряду специальной треногой с помощью прочных пружинных защелок. На крепящем
Рис. 58. Управляемый снаряд Hs-293 — один из первых немецких управляемых снарядов класса «воздух — земля».
устройстве имелись 2 винта: один — вблизи переднего стержня, поддерживавшего ракетный двигатель, а второй — около передних стоек. Эти винты позволяли регулировать угол наклона гондолы относительно самого снаряда в пределах около 30°, чтобы линия тяги проходила через центр тяжести снаряда и обеспечивала его устойчивость.
Снаряд Hs-293 имел стартовый вес 785 кг, из которых 68 кг приходилось на топливо. Остальной вес распределялся примерно следующим образом: боевой заряд — 508 кг, двигатель — 517 кг, крылья — 59 кг, хвостовое оперение и оболочка фюзеляжа — 43 кг и радиоаппаратура — 43 кг. Впервые снаряд был применен в 1943 году в Бискайском заливе и в Средиземном море против десантных судов, обеспечивавших высадку войск союзников в Анцио и Салерно, и уже тогда он оказался весьма эффективным оружием особенно
вследствие того что применение его было до некоторой степени неожиданным.
Поражение цели снарядом распадалось на несколько этапов. Вначале в течение нескольких минут самолет-носитель со снарядом Hs-293 обычно совершал круги над обнаруженной группой кораблей и судов; в это время производился выбор цели. Затем по достижении самолетом скорости порядка 320 км/час снаряд сбрасывался с высоты примерно 900 м. Ракетный двигатель приводился в действие в момент сброса и, работая в течение примерно 12 сек. с максимальной тягой порядка 590 кг, разгонял авиабомбу до скорости, приближающейся к 600 км/час. Перед тем как взорваться, она проникала через броню и стальные переборки внутрь атакуемых судов, что приводило к страшным разрушениям.
Вследствие небольших размеров и высокой скорости полета снаряд Hs-293 почти не поддавался перехвату. Из-за малой лобовой площади снаряда уничтожить его артиллерийским огнем было также почти невозможно. Поскольку пилот самолета-носителя мог осуществлять управление снарядом на всем протяжении его полета, эффективность действия снаряда оставалась очень высокой даже в пределах больших расстояний. Правда, радиоуправлению снарядом могли быть созданы помехи, несмотря на все меры помехо-защиты, и это, конечно, несколько ухудшало результаты его применения. Иногда применялся и другой способ защиты от этих снарядов. Так как обычно снаряд выходил на цель на довольно небольшой высоте, то на пути его движения поверхность моря обстреливалась артиллерийскими снарядами, с тем чтобы поднимающиеся вверх столбы воды помешали самонаведению его на цель \
Наиболее действенную защиту кораблей и судов от снарядов Hs-293 могли обеспечить, разумеется, только истребители, которые для этого должны были либо уничтожить самолет-носитель, либо заставить его держаться на значительном удалении от объекта атаки. В настоящее время, конечно, старая немецкая планирующая авиабомба не может
1 Автор не учитывает того, что наведение снарядов Hs-293 производилось по преимуществу оптическим путем. Вообще же этот метод представляется вряд ли возможным даже в свете собственных высказываний автора: малые размеры, большая скорость снаряда и т. п.— Прим. ред.
принести судам и кораблям почти никакого вреда, так как имеющиеся у них на вооружении современные управляемые снаряды обладают дальностью действия, гораздо большей чем 7,2 км.
Снаряд наводился на цель визуально, а для улучшения наблюдения на нем устанавливались хвостовые осветительные трассеры. Система радиоуправления с частотной модуляцией имела специальные соленоиды, посредством которых приводились в движение органы управления на крыльях и хвостовом оперении. Стабилизация снаряда осуществлялась гироскопическим устройством «Аскания». Элероны, работавшие от сервомоторов К-30, смонтированных в крыльях на главном трубчатом донжероне, занимали по площади 1226 см2. Осмотр и регулировка сервомоторов производилась через специальные панели в верхней поверхности крыльев.
Сами крылья изготовлялись из металла и крепились на трубчатом главном лонжероне обычными нервюрами. Размах крыльев достигал 2,9 м, а хорды в торцах и на концах были равны соответственно 76 и 56 см. Обшивка из листового металла была съемной: для внутреннего осмотра снаряда достаточно было лишь вывернуть скреплявшие ее с корпусом винты. Единственный руль высоты имел площадь 1600 см2. Все электрические соединения между снарядом и самолетом ограничивались двенадцатиштырьковым штеккером, вставлявшимся в соответствующее гнездо на корпусе снаряда; соединение между снарядом и его двигателем достигалось посредством двухштырькового штеккера и гнезда.
В отсеке с радиоаппаратурой по правому борту снаряда рядом с окошком, служившим для настройки радиоаппаратуры на нужную частоту, устанавливался механизм самоликвидации. Энергию для радио- и электроприборов давала аккумуляторная батарея, размещавшаяся позади боевого заряда.
Типовым двигателем планирующей авиабомбы Hs-293 служил «холодный» двигатель Вальтер 109-507В, работавший на жидком топливе, компонентами которого были окислитель «Т-штоф» и топливо «Z-штоф». Имеются данные, что во время второй мировой войны немцами было изготовлено свыше тысячи таких двигателей х.
1 W а 1 t е г Н., Jet Propulsion, 24, 3, May — June 1954, 166—171.
Двигатель запускался при помощи электрически воспламеняемого патрона, который разрывал металлическую мембрану и открывал сжатому воздуху доступ в баки для вытеснения компонентов топлива в камеру сгорания. Баллоны со сжатым воздухом имели длину 45,7 см каждый и диаметр 13,3 см. Они были рассчитаны на рабочее давление порядка 200 ат, однако перед установкой на планирующей бомбе Hs-293 их испытывали под давлением до 300 ат. Порожний баллон весил немногим более 7 кг, а их емкость составляла около 7 л. Из баллонов воздух поступал по трубопроводам к клапану, приводившемуся в действие электричеством. Пройдя через этот клапан, воздух устремлялся ко второму клапану, понижавшему его давление до 33 ат, и далее к остальным частям системы. Клапан имел манометр, показывавший давление воздуха внутри напорных баллонов.
Пружинный распределительный клапан золотникового типа дозировал воздух между двумя топливными баками, причем он был устроен так, что несколько замедлял поступление воздуха в бак с окислителем. Это делалось для того, чтобы уменьшить трудности, возникающие при старте в связи с внезапным впрыском перекиси водорода в камеру сгорания под давлением 33 ат. В отличие от этого доступ сжатого воздуха к спаренным бакам с перманганатом кальция («Z-штоф») был свободным; он регулировался только золотником невозвратного действия. Спаренные баки имели сварную конструкцию и были изготовлены из листовой стали. Диаметр каждого бака составлял 9,2 см, длина — 21 см, а их общая емкость равнялась 1,18 л, что соответствовало 3,4 кг топлива.
Алюминиевый бак для окислителя также имел сварную конструкцию. Он представлял собой полый цилиндр с выпуклым днищем длиной 71 см, диаметром 34 см и емкостью до 50 л. Вес окислителя, помещавшегося в этом баке, равнялся 60 кг.
Топливопроводы, соединявшие эти баки с камерой сгорания, располагались в левой части гондолы двигателя. Топливопроводом для окислителя служила трубка из сплава легких металлов диаметром 3 см\ она шла из бака прямо к форсункам в головной части камеры сгорания. Топливопровод для топлива представлял собой стальную трубку диаметром 1 см\ по нему топливо, прежде чем попасть в ка
меру сгорания, проходило сначала через специальный фильтр.
Сама камера сгорания была изготовлена из сварной листовой стали со стенками толщиной 0,25 см. Она имела диаметр 17,8 см и длину 27,9 см. Короткое сопло увеличивало общую длину камеры до 40,6 см. В головной части камеры находилась образующая встречный поток вогнутая форсунка и винтовые направляющие лопатки для увеличения длины пламени. Эти лопатки вместе с вогнутой форсункой крепились центральной трубой, а в горловине сопла удерживались четырьмя пластинами, расположенными в двух плоскостях под прямым углом друг к другу и параллельными оси двигателя. Окислитель впрыскивался в вогнутую форсунку специальным инжектором, в котором имелась двойная мембрана из тонкой пластмассы, предотвращавшая просачивание окислителя в камеру до момента полной готовности двигателя к старту. Она прорывалась только под давлением окислителя, впрыскивавшегося затем в вогнутую форсунку через несколько небольших отверстий. Впрыск топлива осуществлялся через специальное отверстие-форсунку, которая была устроена с таким расчетом, чтобы топливо, ударяясь о сделанный здесь выступ, приобретало турбулентность и полнее сгорало.
Во время работы двигатель развивал максимальную тягу порядка 680 кг, которая в дальнейшем на протяжении 12 сек. работы двигателя постепенно ослабевала. Удельный расход топлива, обеспечивавшего удельный импульс 105 сек., составлял 34 кг! кг-час, а давление в камере сохранялось на уровне 18,4 ат.
Помимо Hs-293, в серию Hs входил еще целый ряд управляемых снарядов. Из них можно назвать, например, управляемую авиабомбу Hs-294 класса «воздух—корабль». Она была рассчитана таким образом, что могла погружаться в воду на расстояние 60 м от цели и поражать ее как обычная торпеда—ниже ватерлинии. Скорость полета бомбы, составлявшая при входе в воду около 320 км/час, в дальнейшем значительно снижалась, благодаря чему скорость встречи с целью у Hs-294 была гораздо меньшей, чем у Hs-293. Управляемая бомба Hs-294 имела двухкомпонентный жидкостный ракетный двигатель Вальтера, обладавший точно такими же характеристиками, что и двигатель планирующей
авиабомбы Hs-293. В разработке находились еще несколько моделей управляемых снарядов класса «воздух — земля». К ним относятся Hs-295, Hs-296 и Hs-297. Известно, что ни один из этих снарядов в производство передан не был.
Снаряд Hs-296 был рассчитан на применение телевизионной системы наведения конструкции д-ра Вернера Рам-буша 1. Телевизионное устройство состояло из иконоскопа, который действовал в качестве «глаза» системы наведения, а также соответствующих электрических цепей для расшифровки сигналов, получаемых от этого «глаза», и сервомеханизмов для направления телевизионной головки на цель. Специальные добавочные сервомеханизмы приводили в действие плоскости управления снаряда и заставляли его двигаться в требуемом направлении. Эта телевизионная система самонаведения весила около 2,5 кг, имела длину 20,3 см и точно такой же диаметр. Известно, что немцами разрабатывалась и более крупная система для таких управляемых снарядов, в которых допуски в отношении размеров и веса не были столь жесткими. Система эта несколько раз испытывалась на самолете, причем она обеспечивала хорошее наблюдение за целью.
Некоторые из последующих опытных вариантов снаряда Hs-293 были снабжены ракетными двигателями фирмы «Шмиддинг». В них применялась более совершенная топливная комбинация, чем перекись водорода и перманганат кальция. Одной из таких последних моделей был снаряд Hs-293H, который в марте 1944 года был запущен в серийное производство. На нем был установлен типовой двигатель 109-513 с воздушным охлаждением, который работал на газообразном кис чороде и топливе «М-штоф» 1 2 в весовой пропорции соответственно 14,5 и 22 кг. При длине 223ежи диаметре 35 см стартовый вес двигателя составлял 133 кг.
Общее устройство всех агрегатов двигателя 109-513 было весьма сходно с устройством их в двигателе 109-507. Топливо помещалось в большом цилиндрическом баке впереди двигателя, как раз в том месте, где у двигателя 109-507 располагался бак с окислителем. Вместо двух здесь было четыре напорных баллона, причем в них был накачан не воз
1 В u г g е s s Е., The Engineer, 184, 17 Oct. 1947, 256—358.
2 Условное немецкое обозначение для метилового спирта.— Прим, ред.
дух, а кислород под давлением до 220 ат\ устанавливались они один за другим группами по два. Камера сгорания крепилась позади баков с наклоном относительно главной оси двигателя и по форме и размерам оставалась почти такой же, как и камера двигателя 109-507. Клапаны управления двигателем располагались между баками с кислородом, а система подачи топлива основывалась на вытеснении топлива в камеру сгорания кислородом, давление которого предварительно редуцировалось. Двигатель развивал тягу порядка 608 кг и работал в течение 11 сек., причем удельный расход топлива составлял 20,7 кг/кг -час. Топливная комбинация двигателя 109-513 давала более высокий удельный импульс (175 сек.).
Кроме того, немецкая фирма «Блом и Фосс» создала планирующую авиабомбу, не имевшую двигателя, которая была предназначена для поражения с самолета судов торгового флота. Главной особенностью этой авиабомбы были крылья с бетонированным покрытием и с исключительно большим относительным размахом. Никакой системой радиоуправления бомба не обладала, но в ней были установлены гироскопический стабилизирующий прибор и своеобразное устройство самонаведения.
У немцев имелась еще целая серия управляемых по радио или по проводам авиабомб, известная под общим названием «серия X». Здесь следует прежде всего отметить бронебойную авиабомбу FX-1400 \ сбрасывавшуюся с большой высоты и успешно примененную впервые против судов при бомбардировке Плимута в начале 1944 года. Высота бомбометания обычно составляла около 6 тыс. м, причем сброшенная бомба удерживалась на линии самолет — цель при помощи радиосигналов, посылаемых бортовым самолетным передатчиком, вплоть до момента встречи бомбы с целью.
Управление авиабомбой FX-1400 осуществлялось путем изменения лобового сопротивления стабилизаторов, омываемых воздушным потоком и расположенных попарно во взаимно перпендикулярных плоскостях 1 2. Это достигалось спойлерами, которые вибрировали с частотой 5 гц. При подаче сигналов управления время пребывания спойлера в од
1 Эта бомба известна также под типовым обозначением Х-1.
2 Bur ns R. Е. et. al., CIOS Report, XXII/88 Item 197, 10 May 1948.
ном из крайних положений увеличивалось и, как следствие этому, периодически то на одной, то на другой паре стабилизаторов менялось лобовое сопротивление. Как указывалось, эта система не требовала больших моментов вращения и токов управления, необходимых для обычных рулей. Сами приборы радиоуправления представляли собой весьма простые устройства, основанные на использовании высокой частоты, которая модулировалась четырьмя или пятью звуковыми частотами. В приемнике на авиабомбе звуковые частоты подвергались фильтрации и детектированию, а затем использовались для приведения в действие соответствующих реле. С целью уменьшения воздействия искусственных помех в более поздних системах управления применялась проводная линия, состоявшая из стального провода длиной около 10 км и диаметром 0,2 мм, который наматывался на катушки, установленные либо на авиабомбе, либо на самолете. Провод, как правило, покрывался изоляционным окис-лом. Сообщалось, что авиабомбу, сброшенную с высоты 7 000 м, можно было направить точно в круг диаметром до 1 км, однако при этом было необходимо, чтобы атакующий самолет все время находился над авиабомбой, а это делало его самого отличной целью для наземных средств ПВО.
Общий вес авиабомбы несколько превышал 1360 кг. Общая длина составляла 330 см, а размах крестообразно расположенных крыльев равнялся 150 см. Авиабомба несла боевой заряд сильного взрывчатого вещества весом 270 кг.
По сравнению с авиабомбой FX-1400 (Х-1) другая немецкая авиабомба (Х-2) имела более усовершенствованные приборы управления, но, вероятно, самым совершенным образцом в этой серии была бомба Х-3. Что касается остальных вариантов серии, то, например, бомба Х-5 была попросту утяжеленной моделью авиабомбы Х-3 весом до 2,5 т, а авиабомба Х-6 представляла собой специальный вариант той же бомбы Х-5, но рассчитанный на обеспечение максимальной взрывной волны. Несколько в стороне от них стоял снаряд Х-7, который предназначался для поражения танков и бронемашин и управлялся по проводам. Этот снаряд был снабжен ракетным двигателем и имел около 75 см в длину. Он весил всего лишь 9 кг, из которых 2,5 кг приходилось на боевой заряд. Снаряд имел лишь одну плоскость управления, расположенную в хвостовой части и смещенную почти
на 50 см от продольной оси. Такое ее расположение было вполне безопасным в отношении воздействия раскаленных реактивных газов. Он сбрасывался с самолета на расстояние не более 100 м от цели. Максимальная скорость, развиваемая снарядом Х-7, составляла около 350 км/час. По общим очертаниям он был сходен с описанным ранее снарядом Х-4, но отличался от него тем, что имел лишь одну группу стабилизаторов, снабженных спойлерами. Разработка и испытания этого снаряда закончены не были.
Большинство опытных моделей проходили испытания с двигателем 109-506. Он представлял собой пороховой двухступенчатый ракетный двигатель. Топливо (дигликольдинитрат) производилось фирмой «Вазаг» в виде шашек. Каждая ступень содержала 3,2 кг топлива. Первая ступень развивала начальную тягу порядка 69 кг, однако в течение 2—3 сек. работы двигателя она постепенно ослабевала до 5 кг, причем импульс тяги этой ступени составлял 80 кг • сек. После выгорания топлива первой ступени начинала работать вторая ступень, которая за 8 сек. при тяге, равной 5 кг, создавала импульс тяги 40 кг-сек.
На заключительном этапе войны целый ряд управляемых снарядов класса «воздух—земля» был разработан и в США. Некоторые из них даже использовались в боевых действиях. К ним прежде всего относится 450-кг авиабомба, известная под названием «Эйзон». Кроме того, в США был построен реактивный снаряд «Бэт», который нес боевой заряд весом также 450 кг. Как сообщалось, он обладал дальностью действия порядка 24 км и скоростью до 650 км/час. Снаряд «Бэт» представлял собой планирующую авиабомбу; он не управлялся по радио, но имел прибор самонаведения, устанавливавшийся в носовом обтекателе. Этот крылатый снаряд был больше похож на обычный самолет с типичным хвостовым оперением и двумя рулями. На него несколько походил и другой управляемый снаряд американских ВВС— GB-8, который имел телевизионную головку самонаведения и систему управления по радио. Еще одним ранним управляемым снарядом, принадлежавшим, правда, военно-морскому флоту США, был «Гаргойл», который представлял собой по сути дела управляемую по радио авиабомбу с ракетным двигателем. Кроме того, в нем имелось и устройство самонаведения. Свободнопадающая американская авиабомба ROC,
сбрасывавшаяся под большим углом, являлась, по-видимому, усовершенствованным вариантом немецкой бомбы Х-1. Она имела крылья с острим профилем и была снабжена телевизионной головкой самонаведения.
Современным управляемым снарядом, прототипом которого, вероятно, были снаряды серии X, можно считать и французский управляемый по проводам снаряд «Сфекмас» SS-1O, обладающий дальностью действия до 3 км. Он предназначен для уничтожения наземных объектов, и прежде всего танков, для чего его иногда снабжают кумулятивным боевым зарядом. Снаряд SS-1O можно запускать с весьма небольшой стартовой платформы и даже из ящика, в котором его перевозят. Платформа может быть установлена на грузовике, самолете или вертолете. Траекторией полета снаряда управляют с помощью радиолокатора. Оператор радиолокатора наводит снаряд на цель, задавая ему соответствующие азимут и угол возвышения. Передача команд управления снаряду производится по линии связи, состоящей из двух проводов, которые сматываются со снаряда по мере его движения. Полагают, что из 100 выпущенных снарядов в нормальных условиях 80 попадут в цель.
Снаряд «Сфекмас» имеет крестообразно расположенные крылья с размахом 75 см. Общая длина снаряда составляет 86 см, а весит он 15 кг. Сообщают, что сейчас французами создан специальный учебный тренажер, в котором снаряд воспроизводится пятном на экране электронно-лучевой трубки. Это пятно реагирует на сигналы управления, так как это делал бы реальный снаряд. Цель при этом воспроизводится вторым пятном на экране той же трубки \
Существование управляемых снарядов-перехватчиков, которые были рассмотрены в предыдущей главе, означает, что теперь бомбардировщики будут вынуждены держаться возможно дальше от атакуемого объекта. Следовательно, необходимо добиться такого положения, чтобы любые бомбы стали, по существу, управляемыми снарядами. Для этого можно использовать несколько самолетов в качестве радиомаяков, располагая их вокруг цели. В этом случае управляемый снаряд после сбрасывания движется на большой
1 Proc. European Assoc, foe Research and Applic. of Rocxet Aircraft and RocKet Engines, Paris, 14—15 Oct. 1955.
скорости к цели, используя вначале те сигналы управления, которые передаются ему с самолета-носителя, а на конечном этапе — собственное электронное устройство самонаведения, ориентирующееся на три самолета-радиомаяка.
Подобные управляемые снаряды, очевидно, относятся к совершенно секретной категории, так как о них не имеется почти никаких опубликованных сведений. Правда, известно, например, что французская фирма «Матра» выпускала одно время управляемый снаряд М-04, предназначенный для запуска с самолета, однако полагают, что сейчас он переработан и стал зенитным снарядом. На нем применен жидкостный ракетный двигатель, развивающий в течение 14 сек. тягу порядка 1250 кг и скорость в пределах 1—2 М. Первоначально снаряд имел длину около 4,6 м и диаметр 40,6 см\ он весил 349 кг в «сухом» состоянии и 463 кг — в заправленном. Модель была крылатой и потому могла планировать некоторое время после выработки всего топлива. Имеются данные, говорящие о том, что сейчас фирма работает над более совершенными проектами, подробностей о которых пока не сообщается.
Фирма «Фэрчайлд» объявила недавно, что она готовит для борьбы с подводными лодками управляемый снаряд «Петрел», снабженный турбореактивным двигателем, который развивает тягу порядка 454 кг и весит в незаправленном состоянии 136 кг. Этот снаряд обладает дальностью действия до 32 км. В ноябре 1955 года были получены сведения, что снаряд «Петрел» с крестообразно расположенными крыльями переходит в рабочую стадию разработки. Кроме того, фирма «Фэрчайлд» работает над управляемым снарядом «Гуз», заказанным министерством флота США.
Фирма «Истмен-Кодак» занята изготовлением снаряда класса «воздух—подводная лодка», известного под названием «Дав». Он снабжен специальным устройством самонаведения, позволяющим применять его против подводных лодок. Один вариант, который предполагается использовать в качестве снаряда класса «воздух — земля», по имеющимся сообщениям, должен быть снабжен прибором самонаведения, чувствительным к инфракрасным лучам.
Фирма «Гленн Л. Мартин» разрабатывает управляемый снаряд, получивший название «Булпап»; последние сообщения о нем говорят, что под названием «Бульдог» он будет
Рис. 59. Экспериментальный управляемый снаряд ЫАКА класса «воздух — воздух». Снятые части обшивки открывают несколько отсеков, заполненных различной исследовательской аппаратурой; при желании их место может занять боевой заряд.
использован как управляемый снаряд класса «воздух—земля». Этот снаряд снабжен пороховым ракетным двигателем и имеет длину 3,35 м и диаметр 30,4 см.
Рис. 60. Один из экспериментальных самолетов серии X в момент его отрыва от самолета-носителя в стратосфере. Фирма «Белл Эркрафт», разработавшая его, в настоящее время работает над созданием управляемого снаряда класса «воздух — земля». Подобно изображенному здесь самолету, этот снаряд будет сбрасываться на большом расстоянии от цели и иметь возможность набирать вдвое большую высоту.
Однако наиболее выдающимся проектом является, вероятно, проект фирмы «Белл Эркрафт», которая изготовляет управляемый снаряд дальнего действия «Раскл», предназначенный для запуска с воздуха по наземным объектам. Этот снаряд был разработан, вероятно, на основе опыта, приобретенного фирмой в связи с созданием серии экспериментальных самолетов Х-1 (рис. 60) \ и рассчитан на
1 По-видимому, автор имеет в виду самолеты серии «X», разработка которых началась еще в конце 1947 года самолетом Х-1. Работа над са-
подъем его в бомбовом отсеке бомбардировщиков В-36 или В-50, а также новейших бомбардировщиков В-52 и В-58. Снаряд «Раскл» сбрасывается с самолета на расстоянии около 160 км от цели. Он имеет ракетный двигатель, позволяющий ему развивать скорость порядка 2,5 М, и наводится на цель посредством заранее составленной программы и с помощью радиолокатора. Как двигатель, так и остов снаряда разработаны фирмой «Белл Эркрафт». Предполагается, что снаряд будет сбрасываться на высоте примерно 15 000 м и при помощи своего жидкостного ракетного двигателя подниматься на вдвое большую высоту, затрудняя таким образом его перехват зенитными управляемыми снарядами. Выйдя на цель, снаряд «Раскл» может сбросить самонаводящийся на цель управляемый снаряд и возвратиться обратно или спикировать и уничтожить цель с помощью собственного боевого заряда. Выбор метода действия будет зависеть от глубины расположения цели на территории, занимаемой противником.
Можно думать, что управляемые снаряды этого типа разрабатываются и в Великобритании, хотя пока еще никаких подробностей о создании англичанами подобных снарядов опубликовано не было.
В заключение следует сделать вывод, что в настоящее время в крупномасштабном серийном производстве находятся самые современные управляемые снаряды, которые позволят нам в ближайшие десять лет создать широкую систему постоянных стартовых позиций и максимально затруднить обычным бомбардировщикам противника выполнение их задач. Необходимость этого признана сейчас всеми планирующими военными органами во всех странах мира. В связи с этим для замены бомбардировщиков усиленно разрабатываются тактические управляемые снаряды. Для небольших дальностей действия эта задача оказывается сравнительно нетрудной, однако для выполнения заданий, требующих полета на большие расстояния, крупный бомбардировщик все еще остается непревзойденным оружием. Правда, его основной недостаток заключается в том, что, молетами этой серии ведется несколькими фирмами по общей программе НАКА. Подробнее о создании этой серии см. в статье «Экспериментальные самолеты серии «X», помещенной в сборнике Вопросы ракетной техники, 2(38), Издатинлит, М., 1957.— Прим. ред.
достигнув цели, он едва ли окажется способным приблизиться к ней на расстояние, достаточное для того, чтобы без риска для себя сбросить свой бомбовый груз, но здесь ему на помощь смогут прийти управляемые авиабомбы, снабженные двигателями. Разработка же обороняющимися более усовершенствованных снарядов-перехватчиков в свою очередь позволит снизить эффективность этих управляемых авиабомб. Поэтому, вероятно, наиболее правильным решением явится переход к созданию межконтинентальных управляемых снарядов, которые следуют по своим орбитам в космическом пространстве далеко от земной атмосферы и опускаются на цель настолько быстро, что всякие меры защиты от них становятся либо чересчур затруднительными, либо просто невозможными. Несмотря на все трудности, стоящие сейчас перед конструкторами управляемых снарядов дальнего действия, есть уверенность в том, что в конце концов всёЧщи будут успешно преодолены.
Таблица X
Управляемые снаряды класса «воздух — воздух»
Название FX-1400 «Файр-берд» — «Фолкон» «Спэрроу» «Файр-флэш»
Фирма «Рурш-таль» «Райан» — «Хыоз» «Сперри» «Фэйри»
Двигатель ЖРД ЖРД ПРД ПРД ПРД ПРД
Ускоритель Нет ПРД Нет Нет Нет 2ХПРД
Длина, м 1,85 2,3 4 1,8 2,4 1,8
Максимальный диаметр, см 23 15,2 ? 15,2 15,2 ?
Размах крыльев, см 72 91 Нет 68 ?
Продолжение табл. X
Название ЕХ-1400 «Файрби» — | «Фолкои» [«Спэрроу» «Файр-флэш»
Дальность действия, км 2,8 ? ? 6,4 6,4 ?
Скорость Дозвуковая 2М Сверхзвуковая 3 М 3 М Сверхзвуковая
Система управления По проводам Командная и самонаведение ? Радиолокационная и самонаведение По радиолучу и самонаведение По радиолучу и самонаведение
Стартовый вес, кг 60 270 400 • 45 220 ?
Этап технологического процесса Разработка Производство Производство Производство Производство Производство
Государство Германия У США правляемы СССР е снаряды США I серии «] США Таб <» Великобритания ’>лица XI
Типовое обозначение Назначение Двигатель Вес, кг
Х-1 Бронебойная авиабомба Нет 1360
Х-2 Вариант Х-1 » 1360
Х-3 Улучшенный вариант Х-1 » 1360
Х-4 Снаряд «воздух — воздух» 109-548 60
Х-4 То же 109-603
Х-5 Тяжелая бронебойная авиа- Нет 2500
бомба
Х-6 Вариант Х-5 » 2500
Х-7 Бронебойная ракета «воз-
дух — земля» 109-506 9
Таблица XII
Управляемые снаряды класса «воздух — земля»
Название | FX-1400 Hs-293 SS-10 «Петрел» «Раскл» «Бульдог»
Фирма «Рур-шталь» «Хен-шель» «Сфек-мас» «Фэрчайлд» «Белл» «Мартин»
Двигатель нет ЖРД ПРД ТРД ЖРД ПРД
Длина, м 3,35 3,57 1 8 6,1 3,3
Макс, диаметр, см 150 48 15,2 61 ? | 30,4
Система управления По радио или по проводам Различного вида По проводам Радио и самонаведение Программное и радиолокационное управление ?
Скорость Сверхзвуковая Дозвуковая Сверхзвуковая Дозвуковая 2,5М Сверхзвуковая
Дальность действия, км 9,8 7,2 3 ? 160 ?
Стартовый вес, кг 1360 790 15 680 ? ?
Тип Свободно падающая авиабомба Крылатый снаряд Крылатый снаряд Снаряд с крестообразными крыльями класса «воздух—подводная лодка» Крылатый снаряд ?
Этап технологического процесса Применена ] в бою Применен в бою Производство Разработка Разработка Разработка
Государство Германия Германия Франция США США США
ГЛАВА СЕДЬМАЯ
Управляемые снаряды класса « земля—земля »
С появлением небольших управляемых снарядов, способных уничтожать обычные самолеты, перед военными планирующими органами встал вопрос о создании и принятии на вооружение каких-либо новых видов оружия дальнего действия, более эффективного, чем простые бомбардировщики. Нет сомнения, что немецкий реактивный снаряд «Фау-2»,. явившийся прототипом всех баллистических управляемых снарядов класса «земля — земля», был большим техническим достижением своего времени, однако вопрос о том, были или не были оправданы затраты квалифицированного труда на его разработку, смогут разрешить только историки. У некоторых военных существует определенное мнение, что Германия могла бы добиться больших успехов в войне, если бы огромный труд, проделанный немецкими научными работниками над управляемыми реактивными снарядами, был направлен в какую-либо другую область вооружения х. В то же самое время, если бы разработка реактивного оружия была закончена Германией до того, как она начала агрессию и развязала вторую мировую войну, то итоги последней могли бы оказаться другими. Во всяком случае ясно одно, что ни одна страна не может считаться сейчас передовой в военном отношении, если в ее арсенал не входит управляемое реактивное оружие дальнего действия.
Управляемое реактивное оружие дальнего действия разделяется по своему характеру на две категории. К первой относятся все крылатые управляемые снаряды, развивающие скорость, близкую к скорости звука, и имеющие дальность действия порядка 320—800 км; это главным образом тактическое оружие. Ко второй категории принадлежат
1 Burgess Е., Aircraft, 33, 6, March 1955.
баллистические управляемые снаряды, обладающие дальностью действия, от 32 и до нескольких тысяч километров.
Типичным представителем первой категории являлся немецкий самолет-снаряд «Фау-1» времен второй мировой войны, однако малая его скорость, сравнительно небольшая дальность действия и громоздкость стартовых установок сильно ограничивали его эффективность. В настоящее время в США создан целый ряд более усовершенствованных крылатых управляемых снарядов, лишенных недостатков, которые были присущи «Фау-1». К ним относятся прежде всего снаряды «Матадор» фирмы «Мартин» и «Регьюлус» фирмы «Ч а нс-В оут»*
Управляемые снаряды класса «земля—земля» удобнее всего классифицировать по двум типам: тактические, используемые для дальностей не свыше 800 км, и стратегические управляемые снаряды межконтинентального назначения. Оба эти типа имеют как крылатые, так и баллистические управляемые снаряды.
В настоящее время полностью осознано, что опасность неожиданной агрессии связана главным образом с применением межконтинентальных управляемых снарядов. Характерно, что русские ученые — специалисты по ракетной технике также знают этот факт и что они значительно усовершенствовали немецкий реактивный снаряд «Фау-2» Ч В отличие от русских западные ученые не продолжают первые германские работы, а предпочитают начинать дело сызнова. Именно в этом и упрекал меня один из виднейших немецких специалистов, работающих ныне в США. Он утверждал тогда, что западные державы могут отстать от СССР в области развития управляемых снарядов 1 2.
1 S u 11 о n G. Р., Jnl. British Inter. Soc., 13, 5, Sept. 1954, 262— 268. Это сообщение автора отнюдь не соответствует истине. Как известно, советская межконтинентальная баллистическая ракета, результаты успешного испытания которой были опубликованы в августе 1957 года, имеет характеристики, далеко перекрывающие характеристики «Фау-2», и является плодом творческой мысли советских инженеров и конструкторов.— Прим. ред.
2 Это высказывание автора противоречит всему дальнейшему изложению материала, из которого видно, что ряд проектов американских баллистических ракет разработан полностью на базе немецких ракет и с помощью немецких специалистов.— Прим. ред.
В настоящее время США ускоренными темпами разрабатывают не менее трех межконтинентальных управляемых снарядов. К ним относятся: снаряд «Навахо» фирмы «Норт Америкен», который наряду с ракетными снабжен еще и прямоточными воздушно-реактивными двигателями и имеет дальность действия порядка 8000 км\ снаряд «Снарк» фирмы «Нортроп» с турбореактивным двигателем, рассчитанный на дальность действия до 6400 км, и снаряд «Атлас» фирмы «Конвэйр», дальность действия которого доводится до 8000 км. По сообщениям министерства обороны США, каждый из этих межконтинентальных управляемых снарядов может нести атомный боевой заряд. Снаряды имеют различные конструктивные особенности: одни являются баллистическими, а другие — крылатыми.
Что касается Великобритании, то здесь интерес к снарядам дальнего действия проявляется весьма эпизодически. Вероятнее всего, это объясняется тем, что на разработку межконтинентальных управляемых снарядов уходят огромные средства, и англичане, по крайней мере сейчас, предпочитают полагаться на те работы, которые ведутся в Америке. Правда, по появляющимся иногда объявлениям о наборе научного персонала можно предположить, что какая-то английская фирма занимается подобным проектом и что он рассчитан на довольно продолжительный срок, но, по всей вероятности, разработка будет касаться только крылатых, а не баллистических управляемых снарядов. Кроме того, недавно в прессе проскользнули заявления, что англичанами усовершенствован реактивный снаряд с дальностью действия порядка 2400 км, но никаких подробностей опубликовано не было.
При современных темпах разработки управляемого реактивного оружия пилотируемые военные самолеты ожидает неминуемое вырождение. Вероятно, те самолеты, которые мы видим сейчас в небе, отойдут вскоре в область предания. Их заменят реактивные управляемые снаряды, простыми носителями которых эти самолеты, по сути дела, являются уже сейчас. Современные истребители становятся все более крупными, сложными и дорогостоящими, и в связи с этим учебная подготовка экипажей для них делается исключительно трудной и долгой задачей. В будущем может случиться так, что у нас не окажется достаточного количества времени для
подбора и учебной подготовки нужного числа людей, которыми должны комплектоваться соединения пилотируемых перехватчиков, особенно если учесть, что они должны обладать способностью помешать всем атакующим средствам противника проникнуть через пашу систему обороны. Не менее сложными становятся и крупные атомные бомбардировщики, в результате чего несоразмеримо возрастает ответственность их экипажей за обеспечение возможно более длительного срока службы этих самолетов даже в мирное время Ч
Подобно тому как мы делали это в отношении других классов, начнем описание управляемых снарядов класса «земля—земля» со ссылки на германские образцы времен второй мировой войны. Историю этого вопроса лучше всего начинать с характеристики так называемой «воющей бомбы» и той исследовательской работы, которая была начата немцами в Пенемюнде и привела к созданию управляемого реактивного снаряда А-4.
13 июня 1944 года в Южной Англии упал и взорвался первый боевой управляемый реактивный снаряд дальнего действия. Это был самолет-снаряд FZG-76, широко известный под названием «Фау-1» 1 2. Он представлял собой небольшой самолет, запускавшийся с помощью катапульты со специального стартового устройства и затем выводившийся на заданную траекторию полета. Стартовая катапульта состояла из восьми стальных секций, соединенных концами друг с другом, и уложенных на них направляющих рельсов, на которые устанавливался самолет-снаряд. По всей длине катапульты проходил полый цилиндр, в котором заключался поршень, приводившийся в движение газами, образовывавшимися в результате распада перекиси водорода. Для разложения перекиси водорода применялся перманганат кальция. В верхней части пускового цилиндра катапульты имелся автоматически закрывавшийся паз, через который поршень цилиндра соединялся с самолетом-снарядом. Катапульта, а вместе с нею и пусковой цилиндр имели длину 47,8 м. За то время, которое требовалось «Фау-1» для прохождения вдоль всей катапульты, он успевал раз
1 Burgess Е., World Science Review, Dec. 1955, 3—10.
2 Ко о у J. М. J., UytenbogaartJ. W. Н., Ballistics of he Future, H. Stam. Haarlem, Ch. X.
вить скорость порядка 400 км/час. На конце стартовой платформы «Фау-1» автоматически освобождался от соединения с поршнем пускового цилиндра и набирал высоту с помощью своего пульсирующего воздушно-реактивного двигателя. Управление «Фау-1» осуществлялось автопилотом, который состоял из трех пневматических гироскопов, действовавших на плоскости управления руля курса и руля высоты. Автопилот работал под действием сжатого воздуха, заключенного в двух сферических, обмотанных проволокой баллонах. Тангажно-азимутальный гироскоп корректировался по азимуту магнитным компасом, помещенным в деревянной носовой части снаряда г. Регулировка этого магнитного компаса перед стартом производилась с помощью системы компенсирующих магнитов. Другие два гироскопа управляли соответственно плоскостями рулей курса и высоты 1 2 посредством пневматических реле, которые отклоняли при своем движении струйки сжатого воздуха и тем обеспечивали источнику сжатого воздуха возможность приводить в действие сервомоторы и плоскости управления. Высота полета определялась барометрическим устройством, представлявшим из себя простую анероидную камеру, регулировка которой производилась перед взлетом и была рассчитана на то, чтобы любое отклонение атмосферного давления приводило в действие гироскоп стабилизации по тангажу и заставляло самолет-снаряд лететь на заданной высоте. Время полета, а следовательно, и дальность действия регулировались специальной вертушкой, установленной на носу снаряда.
Двигателем служил пульсирующий воздушно-реактивный двигатель «Аргус Рор», который работал на керосине и давал тягу порядка 226 кг при скорости 640 км/час. Дальность действия составляла примерно 350 км. Силовая уста-
1 Речь идет, по-видимому, о свободном гироскопе с осью фигуры, расположенной параллельно продольной оси .снаряда. Подобный гироскоп может стабилизировать снаряд по курсу и тангажу. Согласно же другим источникам, эти функции выполнялись двумя различными гироскопами (см. Локк А. С., Управление снарядами, Гостсхтеорстиздат, М., 1957, стр. 54—55).—Прим. ред.
2 Вероятно, автор имеет в виду такую схему азимуталыю-тан-гажной стабилизации, при которой свободный гироскоп осуществляет стабилизацию осей по положению, а двухстепенный — по угловой скорости их разворота.— Прим. ред.
новка представляла собой трубу из малоуглеродистой стали длиной 3,48 м с максимальным диаметром немногим более 546 мм. Диаметр сопла равнялся 40 см, а толщина применявшейся стали была чуть больше 0,25 см. Общий вес силовой установки не превышал 163 кг; весь же самолет-снаряд весил 3629 кг. Длина той части трубы, которая соответствовала камере сгорания, составляла 1,1 м, а длина сопла — 2,1 м. На переднем конце трубы устанавливалась клапанная решетка для впуска воздуха, лепестки клапанов которой, открывавшиеся подобно створкам, изготавливались из углеродистой стали. В головной части трубы имелось 9 форсунок для впрыска топлива, соединенных с баком при помощи топливопроводов. Момент открытия клапанов решетки точно соответствовал моменту впрыска топлива, обеспечивая таким образом рабочий цикл двигателя. Топливо подавалось под давлением около 6 ат, причем соотношение компонентов топливо-воздушной смеси было приблизительно 1 : 15. Снаряд «Фау-1» был построен почти целиком из малоуглеродистой стали, за исключением съемных деревянных крыльев, собиравшихся и монтировавшихся на основных лонжеронах из стальных трубок непосредственно перед запуском.
Первое применение этого снаряда явилось большой неожиданностью, а поэтому и первые результаты были весьма положительными: снаряд казался опустошающим оружием. Однако его малая скорость — всего лишь 640 км/час — позволила вскоре английским реактивным истребителям добиться уничтожения его еще в воздухе, благодаря чему эффективность его применения сократилась до минимума \ Необходимо отметить, что в настоящее время пульсирующие воздушно-реактивные двигатели довольно широко применяются для установки на снаряды-мишени, но они не оправдывают себя в качестве силовых установок для боевых управляемых снарядов.
Что касается баллистических управляемых снарядов, то немцами были созданы два основных типа этого оружия: снаряды с ракетными и прямоточными воздушно-реактивными двигателями, стрельба которыми производилась из
1 Некоторое количество самолетов-снарядов «Фау-1» было использовано немцами в качестве планирующих авиабомб при бомбардировках их авиацией городов северо-западной части Великобритании.
обычных артиллерийских орудий, и чисто реактивные снаряды.
Немцы вели эксперименты с такими снарядами, стрельбу которыми можно было вести из орудий обычного типа, но которые были снабжены ракетными двигателями, способными значительно увеличивать их дальность полета. Эти эксперименты были начаты еще за несколько лет до минувшей войны, однако несмотря на успешные испытания, эти снаряды боевого применения так и не нашли. Полагают, правда, что в районе Па-де-Кале было сооружено несколько артиллерийских позиций для стрельбы снарядами такого типа.
Известно, что в результате разработки был создан артиллерийский снаряд с прямоточным воздушно-реактивным двигателем, топливом для которого служил ЦИНКОВЫЙ ЭТИЛ+ бензин или двусернистый углерод, а окислителем — атмосферный воздух. Он был известен под названием «Тромс-дорф-Гешосс» 1 и мог развивать сверхзвуковые скорости полета. Посланный из обычного артиллерийского орудия, он благодаря своей конструкции мог пролетать в пять раз большее расстояние, чем простой снаряд того же калибра. Для стрельбы такими снарядами пользовались стандартным нарезным оружием, причем снаряды более крупного калибра имели предельные дальности действия порядка 450 км.
Баллистические управляемые снаряды дальнего действия были представлены в Германии главным образом серией «А», разрабатывавшейся в Пенемюнде; наряду с этим фирма «Рейнметалл-Борзиг» создала свой четырехступенчатый реактивный снаряд класса «земля —земля», который немцы успели применить в самом конце войны. Примерно два десятка таких снарядов, известных под названием «Рейн-боте» 1 2, были выпущены по Антверпену зимой 1944/45 года. Правда, они оказались весьма неточными при наведении.
Снаряд «Рейнботе» был рассчитан на максимальную дальность действия до 160 км и полет на дозвуковой скорости. Стартовый вес снаряда достигал 1500 кг, длина составляла 12 м, а максимальный диаметр — 40,6 см. Двигатель рабо
1 Burgess Е., The Engineer, 184, 31 Oct. 1947, 408—409.
2 Gatland К. W. G., Jnl. British Inter. Soc.t 7, 4, July 1948, 160—169.
тал на твердом топливе, по всей вероятности дигликольди-нитратных шашках. Боевой заряд весил 40 кг. Один вариант снаряда был рассчитан на стрельбу из орудия с целью увеличения дальности действия и повышения точности.
Наиболее широко известным управляемым снарядом серии А, некоторые подробности о котором приведены в табл. XIII—XV, был реактивный снаряд «Фау-2», имевший типовое обозначение А-4. Первый реактивный снаряд этой серии был построен еще в 1933 году х. Он получил тогда название А-1 и был характерен тем, что в его носовой части помещался большой стабилизирующий гироскоп, который весил целых 40 кг. Общая длина реактивного снаряда составляла 140 см, а корпус имел максимальный диаметр 30,4 см. В качестве топлив применялись жидкий кислород и спирт, весившие вместе до 40 кг. Подача топлива осуществлялась с помощью предварительно сжатого азота. Запуск снаряда производился вертикально со специального стола. Работа над этим снарядом закончилась стендовыми испытаниями, в свободном полете он опробован не был. Однако уже в следующем году были запущены два реактивных снаряда А-2 1 2. Они были в общем весьма сходны со снарядом А-1, только стабилизирующий гироскоп в них был перемещен из носовой в центральную часть снаряда. Во время этих испытаний снаряды, стартовавшие вертикально вверх, поднялись на высоту 2280 м.
В 1938 году была построена следующая модель А-3. Это был реактивный снаряд гораздо больших размеров, имевший длину 762 см и максимальный диаметр 76,2 см. Его конструкция позволила увеличить вес топлива до 450 кг\ наряду с этим был увеличен и удельный импульс топлива со 143 сек. (в первых снарядах) до 167 сек. Снаряд А-3 по своей конструкции уже вплотную приближался к снаряду А-4, имел систему автоматического управления с помощью газовых рулей и запускался вертикально вверх. Однако скорость снаряда А-3 продолжала оставаться дозвуковой, в то время как следующая модель А-5, которая была построена примерно в то же самое время и имела те же размеры и вес, являлась уже настоящим прототипом снаряда
1 Jnl. British Inter. Soc., 7, 2, March 1948, 92.
2 Dor n b er ger W. R., Jnl. British Inter. Soc., 13, 5, Sep. 1954, 245—262.
А-4, обладая сверхзвуковой скоростью полета. Это была первая модель, у которой в струе реактивных газов были применены графитовые лопатки. Снаряд А-5 имел максимальную дальность действия порядка 16 км, В период между 1938 и 1942 годами было запущено несколько сотен этих снарядов для исследования проблем, связанных с управлением, устойчивостью и аэродинамическими свойствами ракет, движущихся со сверхзвуковой скоростью.
Общая длина снаряда А-4 составляла 14,3 м, а максимальный диаметр корпуса 1 равнялся 1,66 м. Стартовый вес снаряда достигал 12,7 т и складывался из веса боевого заряда (975 кг), топлива (8,9 т) и конструкции вместе с силовыми установками (3060 кг). Боевой заряд размещался в носовой части, за ним следовал отсек управления, где находились автопилот, аккумуляторы и различная электроаппаратура. Позади были расположены бак со спиртом и бак с жидким кислородом. В моторном отсеке, выполненном заодно с хвостовым обтекателем, на котором крепились четыре стабилизатора, были установлены турбонасосный агрегат и камера сгорания с соплом.
Корпус изготавливался из листовой стали, приклепанной к стрингерам, а топливные баки были сварены из листов, сделанных из сплава легких металлов. Камера сгорания имела сварную конструкцию и была выполнена из толстолистовой стали.
Тяга, развиваемая двигателем7снаряда А-4, достигала примерно 26 т. Компоненты топлива подавались в камеру сгорания посредством двух центробежных насосов, которые приводились в движение парогазовой турбиной, причем необходимый для этого парогаз образовывался в результате распада концентрированной перекиси водорода. Охлаждение камеры сгорания и сопла достигалось путем циркуляции спирта в специальной полости охлаждения. За 5 мин. снаряд покрывал расстояние в 320 км. Продолжительность работы двигателя составляла 60 сек., а затем снаряд продолжал движение по баллистической траектории полета, которая несколько напоминала параболу. Высота траектории приближалась к 96 км. На высоте примерно 40 км дви
1 Ре г ring W. G. A., Jnl. Royal Aero. Soc., 50,’ 1946, 483; Koo у J. M. J., Uytenbogaart J. W. H., Ballistics ot the Future, H. Stam. Haarlem, Ch. XI.
гатель прекращал работу вследствие выгорания всего топлива, успевая за это время разогнать снаряд до максимальной скорости, составлявшей около 5600 км!час. Далее скорость несколько уменьшалась, но затем, на снижающейся ветви траектории, она снова возрастала, достигая примерно той же величины в момент возвращения снаряда в более плотные слои земной атмосферы. Далее сопротивление воздуха замедляло его полет, так что скорость снаряда в момент встречи с целью не превышала 3200 км/час. У правление полетом по заданной траектории обеспечивалось автономным программным устройством в виде ртутного интегратора и специальными гироскопами, контролировавшими положение четырех графитовых лопаток-рулей, которые по мере надобности вдвигались в струю выхлопных газов, и четырех спойлеров на концах стабилизаторов. Две лопатки и два спойлера действовали в качестве рулей высоты для регулирования снаряда по тангажу и постепенного выравнивания его с тем, чтобы в момент окончания работы двигателя снаряд двигался вверх под углом 45° относительно плоскости горизонта. Вторая группа спойлеров и лопаток была также связана между собой и служила рулями поворота, удерживавшими снаряд в плоскости траектории и стабилизировавшими его по крену.
Экспериментальная работа над окончательным вариантом снаряда «Фау-2» началась в июле 1942 года, а уже три месяцы спустя был произведен первый успешный запуск снаряда, во время которого он пролетел около 280 км. Через два года число построенных реактивных снарядов «Фау-2» достигло уже 6 тысяч. Сооруженный немцами подземный завод в Нордхаузене выпускал до 30 реактивных снарядов в сутки.
Первый реактивный снаряд «Фау-2» был выпущен по Лондону из Вассенара, небольшого городка близ Гааги, 8 сентября 1944 года. К концу войны в Европе по Лондону было выпущено в общей сложности до 2000 реактивных снарядов, а по Антверпену — 1600. По сообщениям того времени, 58% всех выпущенных снарядов взорвались, однако не все — достаточно близко от намеченной цели.
Следующий снаряд этой серии (А-6) должен был представлять собой дозвуковую ракету, но разработка его не пошла дальше этапа составления чертежей. Еще один снаряд, А-7,
построенный в 1941 году, являлся по сути дела крылатым вариантом снаряда А-5. Наиболее же интересной частью всей работы немцев над реактивными снарядами было проектирование моделей А-9 и А-10; эти снаряды характерны тем, что первый был задуман как крылатый пилотируемый реактивный снаряд, а второй — как огромный ускоритель старта весом свыше 80 т.
Конструктивно снаряд А-9 должен был мало чем отличаться от снаряда А-4, хотя здесь и предполагалось создать герметизированную кабину, которую хотели расположить на месте боевого заряда; кроме того, имелось в виду снабдить снаряд убирающимся шасси и складывающимся крылом площадью 14 м2. Пилот снаряда должен был иметь в своем распоряжении органы ручного управления и быть способным посадить снаряд, снизив предварительно его скорость до 480 км/час. Предполагали, что в момент израсходования топлива скорость снаряда А-9 составит 1300 м/сек, а максимальная высота при этом будет равна 29 000 м. При возвращении в более плотные слои атмосферы реактивный снаряд должен был перейти на планирующий полет и приземлиться через 17 мин. после старта, пройдя в общей сложности до 600 км по прямой.
Свое наивысшее развитие эта серия, однако, получала в комбинации ускорителя старта А-10 и реактивного снаряда А-9, что позволяло увеличить дальность действия до 4800 км, а максимальную скорость довести до 2800 м/сек. Это дало бы возможность поднять верхнюю точку траектории до высоты 27,5 тыс. м. Ускоритель старта А-10 должен был в незаправленном состоянии весить около 25 т и вмещать 62 пг жидкого кислорода и метанола с водой. По расчетам, он "мог создать импульс тяги] порядка 10 000 т-сек. Его проектная длина составляла 8 м, а максимальный диаметр — 3,5 м. Проект предусматривал, что по достижении снарядом скорости 1180 м/сек ускоритель А-10 отделяется от него и приземляется на специальном большом парашюте.
Как часть программы разработки снаряда А-9, были запущены и испытаны две крылатые модели снаряда А-4. Первый запуск не увенчался успехом, зато вторая модель, опробованная в январе 1945 года, развила скорость порядка 4 М.
В 1945 году Управление вооружений министерства армии США возложило на фирму «Дженерал Электрик» задачу проведения экспериментальных запусков целого ряда трофейных немецких реактивных снарядов «Фау-2» х. Первоначально эта часть программы предусматривала запуск только 25 снарядов «Фау-2», но в действительности еще до того, как она была закончена, испытаниям подверглись 67 снарядов.
Первый трофейный снаряд «Фау-2» был запущен на полигоне Уайт Сэндз, в штате Нью-Мексико, инженерами фирмы «Дженерал Электрик» 16 апреля 1946 года, а все испытания закончились к 29 октября 1951 года запуском шестьдесят седьмого снаряда. 68°/0 всех запусков и следовавших за ними испытательных полетов были сочтены успешными, хотя не все реактивные снаряды совершили полет в соответствии с намеченным планом (рис. 61).
Несмотря на то, что первоначально снаряды «Фау-2» были рассчитаны на подъем полезной нагрузки не более 1 /п, они поднимали во время последних запусков на 470 кг больше. Значительное число снарядов «Фау-2» было модифицировано для специальных экспериментальных исследований и превращено в летающие стенды для испытаний элементов вновь разрабатываемых и проектируемых управляемых снарядов. К таким элементам относились прежде всего системы управления полетом и телеметрические системы, разработанные фирмой «Дженерал Электрик»; эти системы в дальнейшем были использованы в управляемых снарядах «Гермес» и приспособлены для других проектов.
Кроме того, в программу испытаний снарядов «Фау-2», были внесены специальные задачи, имевшие целью сбор дополнительных данных по практическому применению реактивных снарядов и проблемам их запуска. К числу таких дополнительных задач относились: «программа Бампер», «операция Сэнди», «операция Пушовер» и «операция Блоссом». По «программе Бампер» управляемый снаряд «ВАК-Корпорал» укреплялся на носовой части снаряда «Фау-2» (рис. 62) 1 2; после прекращения работы двигателя «Фау-2» снаряд «Корпорал» автоматически запускался и набирал
1 General Electric Со., News Bureau Release, Dec. 1954.
2 Haviland R. P., Jnl. British Inter. Soc., 11, 2, Jan. 1952, 9-13.
Рис. 61. Момент запуска одного из трофейных немецких снарядов «Фау-2>.
еще большую высоту, используя тягу собственного двигателя. Один из подобных «двухступенчатых» снарядов развил скорость порядка 8000 км/час и достиг высоты 487 км. установив, таким образом, рекорд скорости и высоты полета.
«Операция Сэнди» была проведена совместно с кораблями ВМС США. Во время нее снаряд «Фау-2» был запущен с палубы авианосца «Мидуэй» с целью выяснения возможности запуска управляемого снаряда с палубы корабля. Эта «операция» закончилась вполне успешно: снаряд «Фау-2» удалось запустить. Правда, почти тотчас после запуска он начал кувыркаться и, разломившись на три части, упал в море. Однако возможность запуска больших реактивных снарядов с военных кораблей была доказана. Позднее, во время «операции Рич», реактивный снаряд «Викинг» фирмы «Мартин», стартовав с американского корабля «Нортон Саунд», пролетел 170 км,
«Операция Пушовер» была также проведена инженерами фирмы «Дженерал Электрик» по заданию министерства флота США. Целью этой «операции» было выяснить последствия взрыва управляемого снаряда во время старта на боевом корабле. И, наконец, «операция Блоссом» дала возможность подробнее исследовать верхние слои атмосферы. При выполнении этой задачи были получены сведения о составе верхних слоев атмосферы, о температурах и давлениях на больших высотах и другие не менее ценные данные, необходимые для проектирования баллистических управляемых снарядов дальнего действия \
Наряду с проведением перечисленных выше экспериментов со снарядами «Фау-2» научные сотрудники фирмы «Дженерал Электрик» начали проектировать и разрабатывать новые управляемые снаряды. В 1950 году на полигоне Уайт Сэндз был запущен первый из управляемых снарядов, спроектированных фирмой «Дженерал Электрик» 1 2. Он получил название «Гермес» А-1 (рис. 63). По размерам он значительно уступал снаряду «Фау-2», так как являлся зенитным снарядом. В его основу был положен немецкий зенит-
1 Burgess Е., Frontier to Space, Chapman and Hall, London, 1955 (в русском переводе: Б у р г е с с Э., К границам пространства., Издатинлит, М., 1957), а также Racketen in der lonosphaerenforschung, Deutsche Radar Verlag, Garmisch — Partenkirchen, 1956,
2 General Electric Review, 57, 2, Mar. 1954, 8—22.
ный снаряд «Вассерфаль». На протяжении нескольких последующих лет было запущено довольно большое количество таких снарядов. Позднее снаряд «Гермес» А-1 был в виде опыта превращен в управляемый снаряд класса «земля —
Рис. 62. Старт «двухступенчатого» управляемого снаряда «Бам-пер-ВАК», развивающего скорость до 8000 км}час и поднимающегося на высоту свыше 400 км.
земля». Для обеспечения высокой маневренности снаряд имел четыре среднерасположенных крыла. Выбранная аэродинамическая схема снаряда позволяла значительно сократить затраты на испытания в аэродинамической трубе и в то же время давала конструкторам возможность полностью использовать накопленный немцами большой опыт в созда
нии управляемых реактивных снарядов. Однако надо сказать, что и двигатель, и система управления этого снаряда были самостоятельно спроектированы фирмой «Дженерал Электрик». В качестве топливных компонентов в ракетном двигателе снаряда «Гермес» были использованы жидкий кислород и спирт, причем на уровне моря двигатель развивал тягу порядка 4500 кг. Общая длина снаряда составляла 7,7 м, диаметр — 0,86 м, а размах крыльев — 2,5 м. Этот опытный снаряд оказался весьма прочным, надежным и безопасным в обращении, позволив ученым собрать много ценных данных.
В продолжение указанного периода времени фирма «Дженерал Электрик» занималась проектированием и разработкой и других реактивных снарядов. В их числе можно отметить такие, как «Гермес» А-2 и А-3, «Гермес» ВиС-1 Хотя ни один из этих снарядов не был передан в производство, опыт, накопленный в процессе их создания, принес определенную пользу при проектировании других управляемых снарядов.
Программа разработки снаряда «Гермес» А-2 была направлена на создание управляемого снаряда ближнего действия; правда, несмотря на то, что снаряд прошел все испытания, никаких сведений о нем опубликовано не было. Программа «Гермес» в качестве конечной цели предусматривала проектирование сверхзвукового управляемого снаряда с прямоточным воздушно-реактивным двигателем, для чего в носовой части реактивных снарядов «Фау-2» устанавливались для испытания в полете два реальных диффузора прямоточных воздушно-реактивных двигателей. Не меньшая исследовательская работа проводилась и в отношении снаряда «Гермес» С-1, трех ступенчатого управляемого крылатого снаряда дальнего действия. Первоначальные результаты исследований свидетельствовали о том, что этот снаряд должен был иметь весьма большую дальность. Применяя такие методы сбора информации, которые были доступны в то время, ученые провели предварительный анализ весовых характеристик снаряда, его габаритов, а также анализ отдельных агрегатов и прежде всего силовых установок и системы управления. Когда разработка этих первых
1 General Electric, Missile Мето, R55AO519, 1955.
образцов была закончена, фирма «Дженерал Электрик» сосредоточила свои усилия на разработке других систем.
Летные испытания управляемых снарядов, проведенные фирмой «Дженерал Электрик» после 1951 года, дали возможность внести в системы управления и реактивные двигатели
Рис. 63. Подготовка] к запуску управляемого снаряда «Гермес», который по внешнему виду мало чем отличался от немецкого снаряда «Вассерфаль», но имел другие двигатель и систему наведения.
очень много нового. К числу успехов, достигнутых при разработке снарядов «Гермес», относятся, прежде всего, запуск первого крупного реактивного снаряда в Западном полушарии, создание первых в США установок для статических испытаний, разработка двигателя с самым высоким удельным импульсом, когда-либо встречавшимся в ракетном деле, и, наконец, первое использование системы командного наведения. Кроме того, были разработаны две новые системы наведения для управляемых снарядов класса «земля—земля». В течение 1954 года фирма «Дженерал Электрик» испытала
в полете новый, более современный управляемый снаряд и провела исследовательскую работу в области отыскания топлив с высокими рабочими характеристиками и усовершенствования силовых установок.
В приветствии, обращенном к сотрудникам Технологического института ВВС США, помощник министра авиации Тревор Гарднер сказал, что американские истребители-бомбардировщики оказываются все более неспособными эффективно действовать ночью и в плохую погоду, поэтому для усиления авиации министерство авиации США решило использовать тактический управляемый снаряд «Матадор» \ Этот управляемый снаряд, стартуя с рассредоточенных позиций, может успешно действовать как днем, так и ночью; он может быть применен в любую погоду, несмотря на явное преимущество противника в воздухе. За последнее время уже создано несколько частей и подразделений управляемых снарядов «Матадор», которые дислоцируются в Европе и на Дальнем Востоке. Гарднер подтвердил имевшиеся сведения о том, что министерство авиации США ведет сейчас разработку таких управляемых снарядов, которые дадут возможность увеличить ударную силу авиации дальнего действия, а это окажет огромную помощь Стратегическому авиационному командованию США. Он сообщил также, что в настоящее время ускоренными темпами разрабатываются три межконтинентальных управляемых снаряда: «Навахо» фирмы «Норт Америкен», «Снарк» фирмы «Нортроп» и «Атлас» фирмы «Конвэйр». Известно, что каждый из этих управляемых снарядов, несмотря на некоторые особенности своей конструкции, может нести атомный заряд и имеет очень большую дальность действия.
Недавно представитель военно-морского министерства США, контр-адмирал Джон Сайдс, заявил на пресс-конференции у министра обороны, состоявшейся в Нью-Йорке 1 декабря 1954 года, что управляемый снаряд «Регьюлус», отличающийся тем, что его можно использовать несколько раз, был запущен не только с самолета-носителя, но и с подводной лодки «Танни». Учебный вариант снаряда «Регьюлус» действительно может быть подобран после поражения мишени. Эта способность сйаряда выгодно отличает его от
1 Gardner?., USAF Release, 15 March 1955.
всех других снарядов, а достигнута она была в результате применения специального посадочного приспособления и воздушных тормозов, замедляющих падение.
Американская армия также имеет свои снаряды дальнего действия «Корпорал» и «Онест Джон». Первый совершает полет к цели по баллистической траектории и является по существу усовершенствованным вариантом снаряда «Фау-2», а снаряд «Онест Джон» представляет собой неуправляемую артиллерийскую ракету.
Первое время американцы обращали свое внимание на создание современного тактического реактивного оружия. Так, например, в 1946 году фирме «Мартин» было дано задание сконструировать управляемый реактивный снаряд класса «земля—земля», который имел бы среднюю дальность действия. Этим было положено начало созданию снаряда «Матадор» х. На первом этапе было признано, что одной из наиболее затруднительных фаз разработки управляемого снаряда может явиться выбор системы запуска. После долгих исканий было выбрано стартовое устройство в виде платформы, не требующей предварительного разгона снаряда и очень удобной по тактическим соображениям. В 1947 году фирма «Мартин» построила 10 деревянных летающих моделей снаряда «Матадор», имевших вид небольшого самолета со стреловидным крылом и Т-образным хвостовым оперением. Модели были построены в полном масштабе и имели аэродинамическое сходство. Тогда же была создана и стартовая платформа, предполагавшая старт без разгона. Для принудительного взлета был использован ускоритель старта «Аэроджет», дававший тягу порядка 18—20,4 т и работавший не более 2 сек. Конструкция требовала, чтобы ось тяги ракетного двигателя проходила через центр тяжести управляемого снаряда. После нескольких успешных полетов ось двигателя была намеренно отклонена от заданного положения. Это было сделано для того, чтобы определить предельные допуски.
Запуск первых семи моделей показал, что как конфигурация снаряда, так и стартовое устройство вполне соответствуют своему назначению. Пять полетов были осуществлены на полигоне в Абердине и два — на собственном аэро-
1 Glenn L. Martin Со., Press Releases, 11554, 21455, 1951.
дроме фирмы «Мартин», в штате Мэриленд. Почти в то же самое время фирма построила 15 экспериментальных снарядов для проведения комплексных испытаний в полете. Эти экспериментальные управляемые снаряды испытывались на Холломанской базе ВВС США в 1949—1950 годах. Как раз в этот период была разработана и система наведения, что дало фирме «Мартин» возможность создать свою собственную секцию электронной аппаратуры, подобно тому как это сделали другие фирмы, участвовавшие в осуществлении общей программы. Полеты с участием военных в качестве обслуживающего персонала были начаты на Холломанской базе в 1950 году, а в 1951—1952 годах продолжены на базе ВВС США Патрик. В результате этих последних испытаний окончательный вариант управляемого снаряда «Матадор» оказался полностью готовым к передаче в серийное производство.
Первый полет серийного образца состоялся в ноябре 1952 года, то есть менее чем через год после полной технической доводки снаряда, законченной в декабре 1951 года. Однако только в 1954 году, по завершении цикла учебных сборов и тренировок, министерство авиации объявило, что управляемый снаряд «Матадор» поступает на вооружение.
Снаряд «Матадор» имеет длину 12 м и диаметр корпуса 137 см. Размах крыльев составляет 8,75 м. В качестве силовой установки служит турбореактивный двигатель «Аллисон» J-33-A-37, который обеспечивает управляемому снаряду скорость более 1000 км/час и набор высоты свыше 10 500 м. Стартовый вес составляет 5400 кг, а дальность действия равна примерно 960 км.
Этот управляемый снаряд явился первым беспилотным тактическим оружием авиации США и составил основу многих частей и подразделений управляемых снарядов, частично базирующихся в Европе и на Дальнем Востоке. Стартовое устройство может быть быстро переброшено с одного места на другое, что делает их менее уязвимыми, чем позиции снаряда «Фау-1». Более того, стартовое устройство, так же как и сам управляемый снаряд, легко перевозится на таком транспортном самолете, как, например, «Дуглас» С-124 («Глобмастер»). Это дает возможность быстрой передислокации частей и подразделений управляемых снарядов, когда в этом возникает необходимость. Снаряд «Матадор»
обладает крейсерской скоростью порядка 0,9 М, и в связи с этим его перехват с помощью обычного самолета становится весьма затруднительным. Защиту от снарядов «Матадор» лучше всего смогут обеспечить управляемые снаряды класса «земля—воздух».
Запуск управляемого снаряда «Матадор» с его укороченной стартовой платформы производится под углом 15° к плоскости горизонта. Передний конец управляемого снаряда поддерживается при этом двумя шарнирными соединениями, а задний конец — костылем. Вначале пускается в действие и доводится до полной тяги турбореактивный двигатель снаряда, после чего поджигается твердое топливо ускорителя. Общая тяга турбореактивного двигателя и порохового ускорителя старта бывает вполне достаточна для срезания костыля, удерживающего заднюю часть снаряда. Затем снаряд устремляется вперед, отрывается от передних опор, которые при этом откидываются в стороны, освобождая путь стартовому ускорителю (рис. 64).
Снаряд «Регыолус» фирмы «Чанс-Воут», используемый ВМС США, несколько схож с управляемым снарядом «Матадор». Он был разработан по заданию Главного авиационно-технического управления ВМС США и серьезно увеличил ударную силу надводного и подводного флота. Он может запускаться с подводных лодок, с надводных военных кораблей, а также с береговых установок. В настоящее время налажено его серийное производство. Снаряд «Регью-лус» снабжен весьма мощным боевым зарядом и способен доставить его со сверхзвуковой скоростью на расстояние в несколько сот километров. Наведение снаряда по заданному курсу осуществляется при помощи смонтированного на нем электронного управляющего устройства.
Идея постройки снаряда «Регьюлус» возникла у фирмы «Чанс-Воут» еще в 1947 году1, а о его существовании было сообщено только в марте 1953 года, когда морское министерство США объявило, что разработка снаряда находится на таком этапе, который позволяет рассекретить определенные сведения, касающиеся некоторых начальных стадий разработки, чтобы дать общественности представление о прогрессе, достигнутом в области конструирования и техники
1 Chance Vought Aircraft, Press Release, 1954.
1
Ригс. 64. Старт управляемого тактического снаряда «Матадор» класса «земля — земля» со стартовой позиции^на мыс е Канаверал. 1 — срезается задний костыль и откидывается передняя опора;
2, 3 — под действием ускорителя старта снаряд набирает высоту и скорость; 4 — по выгорании топлива ускоритель авто-матически'’сбрасывается.
управляемых снарядов. Первый полет испытательного снаряда был осуществлен в 1950 году на Эдвардской базе ВВС США (рис. 65).
При заключении договора на разработку тактического управляемого снаряда морское министерство США поставило фирме особое условие, сводившееся к тому, чтобы конструкция управляемого снаряда предусматривала возможность его повторного использования. Это означало, что все опытные и учебные варианты должны были обладать способностью приземляться без повреждений после выполнения задания и быть снова использованы в полете. Исходя из этого, снаряд «Регьюлус» с самого начала проектировался в двух вариантах: как повторно используемый опытный, учебный снаряд с убирающимся посадочным приспособлением и как тактический управляемый снаряд разового действия. Были случаи, когда снаряды «Регьюлус» удавалось запускать до 10 раз каждый, а один снаряд совершил целых 15 полетов.
Снаряд «Регьюлус» представляет собой бесхвостый самолет со стреловидным крылом, снабженный турбореактивным двигателем. Он стартует с помощью двух пороховых ускорителей. Управление по тангажу обеспечивается подвижными плоскостями,расположенными в середине крыльев, а управление креном — элеронами, установленными ближе к концам крыльев. Снаряд «Регьюлус» имеет длину 9,1 м. Учебный вариант снаряда «Регьюлус» комплектован системой наведения ближнего действия, в случае же использования его в качестве тактического управляемого снаряда он снабжается автономной системой наведения дальнего действия. Максимальная .дальность действия снаряда составляет около 320 км.
В настоящее время фирма «Райан» выпускает вариант управляемого снаряда «Файрби», который может быть использован в качестве тактического оружия класса «земля— земля» (рис. 66). Этот управляемый снаряд развивает максимальную скорость порядка 1000 км/час при дальности действия, лишь немногим меньшей 1100 км, и потолке 12 км. Длина снаряда равна 5,26 ж; стреловидные крылья имеют размах 3,5 м\ в незаправленном состоянии он весит 535 кг, а в заправленном — 836 кг. Снаряд может поднимать боевой заряд весом до 227 кг. Известно, что на нем установ
лен турбореактивный двигатель «Континентал-Марбор», который в некоторых образцах заменяется турбореактивным двигателем «Фэрчайлд-Рэйнджер».
Большим недостатком этой категории крылатых тактических управляемых снарядов является то, что они могут
Р и с. 65. Момент старта тактического управляемого снаряда ВМС СШ/ «Регьюлус» (класс «земля — зехмля») с наземной установки.
быть перехвачены авиационными или зенитными управляемыми снарядами. Для того чтобы быть уверенной в успехе, атакующая сторона должна применять в качестве носителей боевого заряда такие снаряды, которые обладают гораздо более высокими скоростями полета. В этом случае, вероятно, наиболее правильным решением будет использование баллистических управляемых снарядов дальнего действия, почти или вообще не поддающихся перехвату.
К последней категории относится прежде всего тяжелая полевая артиллерийская ракета «Онест Джон», выпу
скаемая фирмой «Дуглас». По сравнению с обычной артиллерией такого же калибра она примечательна тем, что имеет очень большую подвижность. Корпус ракеты длиной около 8 м имеет максимальный диаметр 76 см. Запуск производится со специального стартового устройства, смонтированного на тягаче. Тягу ракете сообщает пороховой ракетный двигатель, причем на старте она весит до 2700 кг. «Онест Джон» — это неуправляемый реактивный снаряд, который может нести свой атомный или обычный боевой заряд на расстояние всего до 30—40 км. Наводка производится почти так же, как и у артиллерийского орудия; после выстрела снаряд движется к цели со сверхзвуковой скоростью по баллистической траектории полета. Фирма «Дуглас эркрафт» выпускает его по заказу министерства армии США, при этом сообщается, что он может наносить более мощные удары и обладает более высокой способностью огневого маневра, чем обычная артиллерия.
Устойчивость в полете обеспечивается вращением вокруг продольной оси, которое достигается при помощи небольших ракет, установленных в обтекателях на фюзеляже позади боевого заряда. Первое испытание снаряда «Онест Джон» было проведено на полигоне УайтСэндз в 1951 году, а массовое производство началось в 1953 году. Имеются сведения, что сейчас фирмой разрабатывается усовершенствованный вариант, обладающий гораздо большей дальностью действия.
Следующий баллистический снаряд, «Корпорал»,является управляемым снарядом и имеет несколько большие размеры (рис. 67). Он был разработан на основе экспериментальных исследований, проведенных фирмой «Калтех», и выпускается в настоящее время фирмой «Файрстоун Тайр энд Раббер». Радиоаппаратуру наведения для снаряда производит фирма «Джилфиллан». Тяга создается жидкостным ракетным двигателем фирмы «Райан», который позволяет снаряду иметь дальность действия до 160 км. Снаряд имеет общую длину 12,2 м и максимальный диаметр 76 см. Для управления и вывода снаряда на баллистическую траекторию полета используются, так же как в снаряде «Фау-2», газовые рули, устанавливаемые в потоке реактивной струи газов. Снаряд «Корпорал» может нести как атомный, так и обычный боевой заряд.
Передвижная стартовая установка включает в себя два устройства: транспортное и стартовое. Управляемый снаряд перевозят в горизонтальном положении, затем гидравлическое подъемное устройство с лебедкой ставит его вертикально на четырехногий стартовый стол, прямо над коническим
Рис. 66. Управляемый снаряд «Файрби»^после отрыва от самолета-носителя. Первоначально он служил в качестве мишени, но был усовершенствован и сейчас используется как тактический снаряд класса/<воздух — земля» или «земля — земля».
пл'амеотражателем. Предстартовое обслуживание снаряда производится с передвижной рабочей платформы, установленной на конце длинной шарнирной стрелы, транспортируемой на грузовике.
Есть предположение, что в управляемом снаряде «Кор-порал», как в снаряде «Викинг» и некоторых английских системах, топливные баки объединены в одно целое с корпусом, а провода управления и топливопроводы проложены в специальных каналах, проходящих вдоль наружных стенок этих баков. Такая конструкция была принята в реактивном снаряде «ВАК-Корпорал», являвшемся одной из
первых моделей этой серии, которая закончилась созданием снаряда «Корпорал».
Стартовый вес снаряда «Корпорал» равен 5440 кг. По окончании работы двигателя снаряд достигает скорости порядка ЗМ. Система наведёния реактивного снаряда
Рис. 67. Баллистический управляемый снаряд «Корпорал»’в"момент старта. Он может использоваться как тактическое оружие класса «земля — земля». Батареи таких снарядов создаются сейчас в Европе.
«Корпорал» обеспечивает его движение по оси луча радиолокационной станции до момента окончания работы двигателя. После этого он следует по баллистической траектории полета. Батарея, вооруженная такими управляемыми снарядами, состоит из 10 тягачей и 10 стартовых платформ; для обслуживания установок и их эксплуатации батарея имеет персонал, насчитывающий 500 человек.
По мнению министерства армии США, управляемое реактивное оружие дает в руки войскового командира значительно большую огневую мощь, чем любой из классических видов оружия (имеется в виду главным образом авиация поддержки, ибо прочие виды обычного оружия не обладают достаточной дальностью действия); оно позволяет ему проникать глубоко в оборону противника и взламывать ее, пользуясь атомными и другими боевыми зарядами. В настоящее время, по согласованию с Дунканом Сэндисом \ реактивные снаряды «Корпорал» предоставляются в порядке технического обмена в распоряжение вооруженных сил Британского содружества наций. Сам факт согласования этого вопроса имел место еще летом 1954 года. Сейчас несколько батарей управляемых снарядов «Корпорал» уже дислоцированы в Европе.
На начальной стадии развития управляемых снарядов был разработан еще один снаряд класса «земля—земля», получивший название «Нэйтив». Его создавала фирма «Норт Америкен», применившая на нем двухкомпонентный жидкостный ракетный двигатель, который позволял снаряду развивать сверхзвуковые скорости полета. Снаряд имел потолок 16 800 м и дальность действия до 30 км. Стартовый вес составлял 562 кг, общая длина — 4,42 м и максимальный диаметр — 45,7 см. Запуск снаряда «Нэйтив» производился из специальной стартовой башни.
Фирма «Норт Америкен» выпускает сейчас целый ряд ракетных двигателей, широко используемых на американских управляемых снарядах. Некоторые из этих двигателей имеют несколько камер и создают весьма значительную тягу. Совсем недавно имели место три экспериментальных полета другого нового снаряда, известного под названием «Конвэйр» МХ-774 (рис. 68). Этот снаряд дальнего действия предназначается для исследования верхних слоев атмосферы. Он имеет почти такую же конструкцию, что и «Фау-2», и поднимается на высоту до 160 км.
Из трех упомянутых выше стратегических межконтинентальных управляемых снарядов, ускоренно разрабатывавшихся в США в течение последних лет, снаряд «Навахо» уже прошел первые испытания в полете и, как полагают,
1 Министр обороны Великобритании.— Прим. ред.
Рис. 68. Опытный снаряд МХ-774 фирмы «Конвэйр» с четырехкамерным двигателем, создававшим тягу порядка 3600 кг. Разработка снарядов этой серии привела к созданию межконтинентального баллистического управляемого снаряда «Атлас».
будет обладать дальностью действия порядка 6500 км. Он стартует с помощью ракетного ускорителя и набирает высоту свыше 15 000 м. Маршевыми двигателями снаряду служат два прямоточных воздушно-реактивных двигателя, которые обеспечивают ему потолок приблизительно 30 000 м. Максимальная скорость составляет около 2,5 М с превышением до 4 М во время пикирования снаряда на цель.
Снаряд «Снарк» представляет собой крылатый управляемый снаряд дальнего действия с турбореактивным двигателем. Этот беспилотный бомбардировщик со стреловидным крылом выпускается фирмой «Нортроп». Полагают, что его дальность действия составляет не менее 6500 км. Первоначальный вариант снаряда «Снарк» имел турбореактивный двигатель «Аллисон» J-71, а последние образцы снабжены турбореактивными двигателями «Пратт энд Уитней» J-57. «Снарк» стартует со стартового устройства без разгона с помощью пороховых ракетных ускорителей. Он обладает крейсерской скоростью, близкой к скорости звука, и наводится с помощью инерционной астронавигационной системы. Турбореактивный двигатель сообщает ему тягу порядка 4500 кг и обеспечивает рабочий потолок, несколько превышающий 12 000 м. Управляемый снаряд имеет стреловидное вертикальное хвостовое оперение и крылья размахом 12,2 м\ общая длина снаряда равна 9,2 м. Предварительные испытания снаряда «Снарк» уже закончены, и, как сообщают, летные испытания проводятся в Коко, штат Флорида. Недавно стало известно, что один из управляемых снарядов «Снарк» пролетел над Атлантическим океаном около 3200 км.
Наиболее грозным оружием нашего времени является межконтинентальный баллистический снаряд. Примером такого оружия может быть управляемый снаряд «Атлас», который запускается с помощью «ракетных двигателей, развивающих десятки тонн тяги, обладающих мощностями, исчисляющимися миллионами лошадиных сил, и работающих в течение нескольких секунд» Предполагается, что этот реактивный снаряд будет двигаться со скоростью не* скольких тысяч километров в час. Утверждают, что использование подобных управляемых снарядов превратит задачу обороны любой страны в невероятно трудное, почти безна-
1 Gardner Т., USAF Release, 15 March 1955.
дежноедело. Правда, высокая степень ионизации атмосферы, наблюдающаяся при движении снаряда со скоростью свыше 7 М. будет отчасти способствовать его обнаружению. Продолжительность работы двигателя управляемого снаряда «Атлас» достигает 12 мин., что дает ему возможность развить скорость порядка 6700 м/сек. При этом максимальная высота траектории полета достигает 1300 км, а время полета к цели, находящейся на расстоянии 8000 км, составляет не более 30 мин. В качестве двигателя первой ступени на нем используется жидкостный ракетный двигатель фирмы «Норт Америкен», развивающий тягу до 54 500 кг (рис. 69). Снаряд может обеспечить точность попадания в пределах радиуса, равного 16 км.
Второй американский межконтинентальный баллистический управляемый снаряд, включенный в программу под типовым обозначением WS-107 «Титан», должен разрабатываться фирмой «Гленн Л. Мартин». Согласно имеющимся сообщениям, на расходы по управляемому реактивному оружию в 1957 бюджетном году Соединенными Штатами будет ассигновано 200 млн. фунтов стерлингов.
JBo Франции сейчас разработан управляемый снаряд «Вероника», предназначенный для исследования верхних слоев атмосферы. Он развивает в полете скорость, несколько превышающую 4800 км/час. «Вероника» обладает почти такой же дальностью действия, что и снаряд «Фау-2», но по размерам (длина 6 м, диаметр 0,55 м) значительно уступает ему. Стартовый вес снаряда не превышает 1 т, а его ракетный двигатель дает тягу порядка 4 т в течение периода времени продолжительностью 35 сек. Во время испытаний на специальном полигоне в Сахаре максимальная высота полета составила 160 км. Кроме того, во Франции разработан снаряд SE-4200 с прямоточным воздушно-реактивным двигателем и ракетным ускорителем старта; этот снаряд обладает дальностью действия до 110 км.
Модифицированным вариантом снаряда «Фау-2» является и снаряд «Редстоун», созданный группой научно-исследовательских работников арсенала Редстоун. Известно, что в эту группу входят многие немецкие ученые, ранее работавшие в Пенемюнде. Разработка этого управляемого снаряда поручена фирме «Крайслер». По размерам снаряд «Редстоун» превосходит немецкий снаряд «Фау-2». Он снабжен двух-
Рис. 69. Стендовое испытание типовой ракетной силовой установки фирмы «Норт Америкен» в горах близ Лос-Анжелеса. Подобные силовые установки будут, очевидно, применяться на управляемых снарядах «Атлас» в качестве двигателей первой ступени.
компонентным жидкостным ракетным двигателем фирмы «Норт Америкен», создающим тягу порядка 33 750 кг. Он управляется посредством газовых и аэродинамических рулей. Управляемый снаряд «Редстоун» будет использоваться американскими сухопутными войсками в качестве
оружия средней дальности действия (около 500 км). Необходимо отметить, что первое испытание снаряда в полете состоялось в 1953 году, после почти десяти лет разработки х.
Первые испытания многоступенчатых снарядов дальнего действия были произведены по «программе Гермес» фирмой «Дженерал Электрик», разрабатывавшей составной снаряд «Бампер». Во время этих экспериментальных испытаний был запущен целый ряд управляемых снарядов, каждый из которых состоял из реактивного снаряда «Фау-2» с ракетой «ВАК-Корпорал» в качестве последней ступени. Часть снарядов запускалась на полигоне УайтСэндз, а остальные— на полигоне для снарядов дальнего действия базы ВВС США Патрик, штат Флорида. 24 февраля 1949 года была поднята первая двухступенчатая ракета, вторая ступень которой приводилась в действие после окончания работы двигателя снаряда «Фау-2». Эта ракета достигла конечной скорости порядка 7М и рекордной высоты 387 км. Вслед за этим было запущено еще семь снарядов «Бампер-ВАК»* шесть — на полигоне Уайт Сэндз и один — во Флориде 1 2. Запуском первых преследовалось достижение максимальной высоты, в то время как оба снаряда, стартовавшие на полигоне базы ВВС США Патрик, были запущены по горизонтальной траектории полета в целях получения данных относительно аэродинамического нагрева и лобового сопротивления на больших скоростях.
Основными проблемами, которые должны были быть разрешены в ходе выполнения программы испытаний снарядов «Бампер», являлись проблемы, связанные с выбором момента для отделения ступеней и с запуском ракетного двигателя второй ступени на чрезвычайно больших высотах. Выяснилось, что весьма важным фактором при полете снарядов по траекториям, имеющим очень большую высоту, является вращение Земли. Ускорение Кориолиса вызывает смещение реальной точки встречи с целью примерно на 24 км к западу от расчетной Чтобы исправить это положение, необхо
1 Очевидно, автор имел в виду 10 лет с начала опытных полетов немецкого снаряда «Фау-2», который являлся прототипом снаряда «Редстоун».— Прим. ред.
2 Н a v i 1 a n d R. Р., Jnl. British Inter. Soc., 11, 2 Jan. 1952, 9—13.
8 Действие эффекта Кориолиса состоит в том, что, если тело брошено вертикально вверх, то при падении оно отклоняется у по-
димо повернуть линию взлета на 10' к востоку. Вторым важным результатом этих испытаний явилось то, что была практически доказана возможность двухсторонней радиосвязи со второй ступенью, движущейся над верхними ионизированными слоями атмосферы, D, Е и F* 1.
Таким образом, проектом «Бампер» было доказано, что многоступенчатые снаряды практически осуществимы и их реализация приведет не только к успешной разработке межконтинентального баллистического управляемого снаряда, но и к созданию искусственного спутника Земли.
Наряду со снарядами, которые были разработаны исключительно для военных целей, существует еще целый ряд реактивных снарядов, предназначающихся для различных исследований верхних слоев атмосферы, и надо сказать, что о них имеется гораздо больше сведений. Значение этих ракет невозможно умалить, так как они наглядно показывают, какого высокого уровня достигло развитие военной техники. Появление же все более совершенных ракет дает основание полагать, что в настоящее время большинство ракет и снарядов, упоминавшихся нами, уже устарело.
Известно, что если реактивный снаряд обладает определенной высотой полета, то его дальность действия выражается вдвое большей величиной. Например, снаряд «Бампер-ВАК», вторая ступень которого достигла высоты почти 400 км, может в качестве баллистического управляемого снаряда иметь дальность действия порядка 800 км. В США имеется снаряд «Аэроби», который представляет собой двухступенчатый реактивный снаряд, состоящий из порохового ракетного ускорителя и второй ступени с жидкостным ракетным двигателем. Есть сведения о том, что этот снаряд сейчас усовершенствован, и один из вариантов его, известный под названием снаряда «Аэроби-Хи», достиг высоты полета 260 км. Следовательно, управляемый снаряд класса «земля — земля», созданный на основе снаряда «Аэроби», может обладать дальностью действия примерно 480 км, а
всрхности от вертикали к западу на величину х = cog/3 cos ср, где со — О
угловая скорость Земли, g—ускорение силы тяжести, / — время падения и ср — широта.— Прим. ред.
1 Слой D расположен на высотах 55—65 км, слой Е — на высотах ПО—130 км, а слой F начинается на высоте 220 км.— Прим. ред.
такая дальность позволяет, по-видимому, снабжать снаряд небольшим атомным зарядом. В США, кроме того, создан большой реактивный снаряд «Викинг», который в качестве одноступенчатой ракеты поднялся на высоту 256 км. Если же превратить снаряд «Викинг» во вторую ступень какого-либо еще более крупного реактивного снаряда, то проблема полета на межконтинентальные расстояния станет практически вполне разрешимой.
Проводимые в настоящее время исследования показали, что для поднятия в воздух стратегического атомного бомбардировщика после получения сигнала дальнего обнаружения может понадобиться от 2 до 3 часов, в то время как существующие радиолокационные системы дальнего обнаружения — даже в случае атаки, предпринятой обычными атомными бомбардировщиками,— смогут подать свой сигнал всего лишь за 15—30 мин. до появления противника над целью. Вероятно, первыми объектами атаки станут аэродромы стратегической авиации, и может случиться так, что, например, английские средства противодействия, состоящие из атомных бомбардировщиков, будут лишены возможности выполнить свою задачу. Поэтому, помимо системы обороны с применением управляемого реактивного оружия, Великобритания, если она хочет остаться мощной военной державой, должна располагать соединениями наступательных реактивных снарядов дальнего действия.
Положение США в этом отношении совершенно иное; здесь сигналы постов дальнего обнаружения могут быть переданы на базы стратегических бомбардировщиков, расположенные в глубине территории страны, настолько заблаговременно, что наши бомбардировщики поднимутся в воздух задолго до того, как обычные атомные бомбардировщики противника, летящие на околозвуковой скорости, приблизятся к базам.
В соответствии со взглядами, которые были распространены среди военных в период после окончания второй мировой войны, Великобритания должна была либо сосредоточить все свои усилия на создании управляемого реактивного оружия дальнего действия, либо потерять значение крупной военной державы *. И действительно, мало пользы
1 В urges s Е., R. A. F. Quarterly, 17, 3, June 1946, 153—159.
Рис. 70. Управляемая ракета «Викинг»’фирмы «Гленн Л. Мартин» в полете. Эта ракета предназначена для исследования верхних слоев атмосферы.
в том, если страна разработала термоядерное оружие, а средства его боевого применения, то есть аэродромы и бомбардировщики, могут быть уничтожены прежде, чем она их использует. Стартовые позиции управляемых снарядов гораздо менее уязвимы, чем аэродромы, а соответствующий подбор двигателей и топливных компонентов позволит производить запуск стратегических управляемых снарядов с весьма меньшей потерей во времени, чем подъем в воздух стратегических бомбардировщиков.
Хотя подготовка реактивного снаряда «Фау-2»”к старту отнимала несколько часов, не следует забывать о том, что этот снаряд обладал высокой тактической мобильностью. На подготовку же современных межконтинентальных управляемых снарядов уходит меньше времени; кроме того, их можно подготавливать на замаскированных стартовых площадках, укрыть которые гораздо легче, чем аэродромы. Реактивные управляемые снаряды дальнего действия, назначение которых быть оружием возмездия, могут при соответствующем подборе топлив заправляться и храниться в готовом для запуска виде. Такие снаряды могут стартовать
Таблица XIII
Управляемые снаряды серии «А»
Типовое обозначение Год Вес, кг Тяга, кг Примечание
А-1 1933 150 300 Не запускался
А-2 1934 150 300 Первый удачный старт
Л-3 1938 750 1 500 Дозвуковой
А-4 1940 12 500 25 000 Применялся под названием «Фау-2»
А-5 1938 750 1 500 Прототип А-4
А-6 — — — Только проект
А-7 1941 800 1 500 Крылатый вариант снаряда А-5
А-9 1945 13 000 25 000 Крылатый вариант снаряда А-4
А-10 1945 87 000 200 000 Ускоритель для А-9 (только проект)
почти одновременно с получением предупредительного сигнала.
Снаряды «BAK-Корпорал» и «Аэроби» запускаются с установки башенного типа и используют пороховые ускорители. Снаряд «Дикон» запускается на больших высотах с аэростата. В настоящее время имеется модифицированный вариант снаряда «Аэроби», известный под названием «Аэ-роби-Хи» и достигающий высоты полета порядка 240 км.
Таблица XIV
Снаряды для исследования верхних слоев атмосферы
Название снаряда Фирма Двигатель Вес Максимальная высо -та, км
стартовый, кг «сухой», кг
«Фау-2» «Пенемюнде» «Пенемюнде» 12 500 3 900 213
«Викинг» «Мартин» «Риэкшн мо- 7 620 1 530 253
«Бампер- «Дженерал торе» Германский и 12 700 3 9С0 387
ВАК» «ВАК-Кор- моторе» «Дуглас» «Аэроджет» «Аэроджет» 300 136 72
порал» «Аэроби» » » 500 425 160
«Вероника» LRBA, Вер- » 1000 420 144
«Дикон» нон ABL* LRBA** 90 13,6*** 96
* Эллегенская лаборатория по баллистическим управляемым снарядам.
♦♦ Французский Центр по изучению проблем аэронавтики и баллистики.
♦♦♦ Только полезная нагрузка.
Примечания к табл. XV:
КТС — крылатый тактический снаряд
БТС —баллистический тактический снаряд
КСС — крылатый стратегический снаряд
БСС —баллистический стратегический снаряд
ЖРД — жидкостный ракетный двигатель
ПРД — пороховой ракетный двигатель
ПуВРД—пульсирующий воздушно-реактивный двигатель
ПВРД — прямоточный воздушно-реактивный двигатель
Ус —ускоритель старта
Управляемые снаряды класса «земля — земля»
Таблица XV
Название, фирма, страна Состояние На-зна-че-ние Двигатель Система наведения Общая длина, см Потолок, км Дальность действия, км Стартовый вес, т
FZG-76 («Фау-1»), Германия А-4 («Фау-2»), Германия «Матадор», «Мартин», США На вооружении ктс ВуВРД Программная 760 5 300 2
» » БТС ЖРД Инерционная 1440 320 12,7
В производстве ктс ТРД+Ус(ПРД) Радио и инерционная 1220 1000 5
«Регыолус», «Чанс-Воут», США «Снарк», «Нортроп», США » » ктс То же То же 910 500(?) 6,5
В разработке ксс ТРД+Ус (РД) Астронавигационная 920 13 6400 □
«Навахо», «Норт Америкен», США » » ксс ПВРД+Ус (ЖРД) То же ? 30 8000
«Онест Джон», «Дуглас», США В производстве БТС ПРД Не имеет 790 40 2,75
«Корпорал», «Файрстоун», США » » БТС ЖРД По радиолучу 1220 200 5
«Гермес» А-1, «Дженерал Электрик», США Опытный БТС ЖРД — 780 ? 80 3,5
«Гермес» А-2, «Дженерал Элек- » БТС ЖРД — ? ? 480 11
трик», США
«Гермес», В, «Дженерал Электрик», США В проектировании БТС ПВРД — ? ? ?
«Гермес», С, «Дженерал Элек- » » КСС ЖРД — ? 3200 ?
трик», США «Редстоун», «Крайслер», США «Атлас», «Конвэйр», США А-4 СССР
В производстве БТС ЖРД Инерционная 1500 ? 500 15
В разработке БСС ЖРД » 3000 ? 8000 70
В производстве БТС ЖРД » 1380 ? 800 12,5
Двухступенчатый, СССР » » БСС ЖРД » 1830 ? 3200 50
«Бритиш Электрик», Великобритания В разработке БСС ЖРД Астронавигационная (?) ? 2400 ?
ГЛАВА ВОСЬМАЯ
Разработка и производство
К концу второй мировой войны на различных стадиях разработки находился уже целый ряд управляемых снарядов. Тогда же возникли и идеи создания многих из принятых теперь систем наведения. В связи с этим становится несколько непонятно, почему по прошествии 10 лет большинство стран все еще не имеет системы ПВО с применением управляемого реактивного оружия, действительно отвечающей требованиям защиты даже от обычных бомбардировщиков.
По существу задача сводится к тому, чтобы обеспечить управляемому реактивному оружию достаточную степень надежности. В настоящее время уже существуют системы, которые действуют вполне удовлетворительно, находясь под контролем научных работников и специалистов, спроектировавших и построивших их. Однако это отнюдь не означает, что такая система сможет эффективно действовать в условиях боевой обстановки, когда ее обслуживание и запуск будут доверены офицерам и солдатам, не имеющим достаточной технической подготовки. То же самое относится и к системам наведения: они могут выглядеть совершенными в чертежах и на испытательных стендах, а в боевых условиях окажутся, например, слабо защищенными от различных помех, создаваемых противником при помощи каких-либо не известных еще средств. Следовательно, конструкторы систем наведения управляемых снарядов должны за счет новых изобретений и усовершенствований постоянно опережать технику создания искусственных помех. Это, конечно, предполагает тесную связь кош структоров с представителями тех органов, которые занимаются научной разведкой; но, помимо этого, от самих конструкторов требуется неуклонное совершенствование своих
знаний и возможностей в области современной электронной техники.
Идеальным может считаться такое положение, при котором управляемые снаряды обладают стопроцентной надежностью действия. Это объясняется тем, что управляемый снаряд представляет собой беспилотный летательный аппарат, в котором отсутствует элемент разума, способный производить оценку обстановки и корректировать малейшие отклонения в функционировании агрегатов и их деталей, которые обычно вызываются неполадками в механических или электронных схемах. Как уже неоднократно отмечалось, разработка управляемых снарядов сильно отличается от разработки обычного самолета, где одна или две экспериментальные модели могут быть много раз испытаны в полете и модифицированы по мере прохождения испытаний. В противоположность этому управляемый снаряд может быть испытан в полете только один раз, если, конечно, при этом не принимать во внимание предпринимающихся иногда попыток спасения управляемого снаряда с помощью парашюта. Поэтому, прежде чем объявить какой-либо управляемый снаряд окончательно готовым к сдаче в производство, приходится строить и испытывать до 100 моделей. Многие непосвященные подумают, что выпустить 100 экспериментальных моделей ничего не стоит, организовав поточное производство. Однако это было бы ошибкой, так как каждая экспериментальная модель будет вследствие тех или иных причин сильно отличаться от предыдущей.
Ни на одном этапе разработки управляемых снарядов конструктор не должен идти на улучшение летных данных снаряда за счет снижения его надежности действия. Более того, сейчас уже прочно утвердилось мнение, что до тех пор, пока не будут принципиально разрешены все технические проблемы, связанные с достижением высокой надежности действия, разработка управляемых снарядов должна вестись только методом последовательных приближений х. Весьма важным открытием, сделанным научными работниками фирмы «Дженерал Электрик» во время пробных запусков немецких снарядов «Фау-2», явилось то, что простота конструкции снаряда обеспечивает большую
1 Н a v i 1 a n d R. Р.» Jet Propulsion, 25, 7, July 1955, 321—325.
степень надежности. Ведь управляемый снаряд — это система взаимозависимых элементов. Если один из этих элементов выходит из строя, то вышедшим из строя становится и весь управляемый снаряд. Таким образом, надежность действия самого управляемого снаряда не превышает надежности действия наименее надежного элемента системы. Если же в управляемом снаряде имеется 500 различных элементов и каждый из них обладает надежностью действия, допустим, в 99%, то в результате надежность действия всего управляемого снаряда составит всего лишь 5%. Такая надежность, разумеется, абсолютно неприемлема, однако выяснение причин выхода из строя управляемых снарядов является чрезвычайно трудной, связанной с большими затратами задачей. Например, из числа неисправностей, имевших место при пробных запусках снарядов «Фау-2» в США, в тридцати случаях из тридцати шести они были вызваны неизвестными причинами, установить которые так и не удалось \
Чем сложнее управляемый снаряд, тем больше времени отнимает устранение различных неполадок и тем труднее становится обеспечить высокую надежность его действия. Оказывается, что приблизить управляемый снаряд в отношении надежности к самолету можно только введением в конструкцию взаимно дублирующих элементов. Эта обычная в авиации практика ведет в применении к управляемым снарядам к увеличению весовых характеристик, а следовательно, и к уменьшению дальности действия.
Задача создания надежной системы управления сводится к предварительной разработке лабораторных образцов аппаратуры с последующей их перепроектировкой для массового производства. При этом предполагается такое производство, которое использует печатные схемы, транзисторы и другие достижения современной техники, обходясь в то же время по преимуществу стандартным оборудованием. Кроме того, необходимо обеспечить солдатам и офицерам возможность быстрой и простой проверки аппаратуры по принципу «годности» или «негодности». Это особенно важно потому, что в случае войны будет очень трудно найти ква-
1 G г е е n С. F., Proc. Gassiott Committee, RocKet Exploration of Upper Atmosphere, Pergamon Press, London, 1954.
лифицированных мастеров и техников, которые сумели бы на ходу отремонтировать сложные электронные механизмы, а о какой-либо подготовке таких кадров во время будущей войны вообще не может быть речи. Даже в мирное время вооруженные силы часто не имеют возможности привлекать достаточное количество специалистов для ремонта
Рис. 71. Садящийся при помощи особого устройства снаряд-мишень «Джиндивик», снабженный реактивным двигателем.
всех тех сложных устройств, которыми оборудован, скажем, самый обыкновенный современный самолет.
Еще одним фактором, связанным с большой затратой времени при разработке управляемых снарядов, является трудность их испытания по реальным целям. Сейчас в качестве целей принято использовать телеуправляемые самолеты и снаряды-мишени (рис. 71). Поскольку такие летающие мишени весьма дорогостоящи, то иногда испыты
ваемый снаряд снабжается специальным устройством, выбрасывающим при максимальном сближении снаряда с мишенью особый трассирующий маркировочный порошок, который не причиняет мишени никакого вреда.
Общеизвестно, что любой комплекс управляемого снаряда представляет собой невероятно сложный агрегат. Так, например, система «Найк» состоит более чем из полутора миллионов отдельных деталей. Современный самолет— не менее сложная система, однако опыт разработки самолетов и управляемых снарядов показывает, что, хотя фактический объем чертежно-конструкторских работ в последнем случае не так велик, как в первом, зато аналитической исследовательской работы требуется гораздо больше. К тому же конструктору управляемого снаряда приходится решать не только сугубо авиационные проблемы, но еще и свои собственные, присущие только снаряду.
В настоящее время спроектирован целый ряд приборов, разрешающих даже недостаточно квалифицированному персоналу производить быструю проверку наиболее важных и сложных элементов снаряда непосредственно перед запуском. Примером может служить испытательная установка «Солартрон» для проверки сервомеханизмов на четырех фиксированных частотах. Два шкальных контрольноизмерительных прибора быстро дают указание о «годности» или «негодности» проверяемого механизма (рис. 72). От оператора при этом требуется только умение быстро присоединять аппаратуру, переключать четыре заранее подобранные фиксированные частоты и следить за показаниями стрелок приборов. Для калибровки радиолокаторов автоматического сопровождения и устройств самонаведения были спроектированы специальные моделирующие устройства. Они позволили, испытывать радиолокаторы и устройства самонаведения в части, касающейся определения переходных процессов при сопровождении целей различного типа, а также в отношении разных частот повторения радиолокационных импульсов, длительности импульсов и характеристик излучения антенн Ч
1 К г a k а и е г А4., В i b b а г о R. J., Electronics, 28, 5, July 1955, 127— 129.—
Программа разработки управляемых снарядов требует, наряду с прочим, учебной подготовки обслуживающего персонала для радиолокационных установок дальнего обнаружения управляемых снарядов, самолетов и беспилотных бомбардировщиков противника. В связи с этим важной частью системы учебной подготовки и боевой эксплуатации управляемого реактивного оружия становятся радиолокационные тренажеры. В так называемом «тактическом» тренажере, выпущенном недавно фирмой «Солартрон», используется индикатор кругового обзора и индикатор «дальность—высота», на котором можно воспроизвести движение любого самолета в широком интервале значений его летных характеристик, а также движение таких целей, как управляемые реактивные снаряды и баллистические par кеты. На тренажере может быть принято в расчет все: плотные строи самолетов, естественные и искусственные помехи, влияние металлических лент, действие ветра, кривизна поверхности Земли и даже явления рефракции в тропосфере. Благодаря этому учебная подготовка персонала доводится до полного совершенства без всякой затраты боевых снарядов. Это, разумеется, значительно сокращает текущие расходы на подготовку личного состава батарей управляемых реактивных снарядов. Исключительно важное значение такой тренировки совершенно очевидно, так как она позволяет еще в мирное время обучить и подготовить соответствующие кадры военных специалистов.
В приборах, которыми оснащают управляемые снаряды, имеется большое число различных реле, а реле, как известно, представляют собой устройства, очень часто выходящие из строя. Последнее становится тем более существенным фактором, что управляемые снаряды хранятся долгое время на складах, а ведь при запуске снаряда все его элементы должны действовать безотказно. Расчеты показывают, что всего лишь одна неполадка в каком-либо из 10 000 релейных соединений, имеющихся в типичном оборудовании управляемого снаряда, может снизить вероятность нормального старта до 85% \
В процессе разработки определенные трудности могут встретиться конструктору и в силовой установке снаряда.
1 Shive'Jenko D., Jet Propulsion* 29, 9, Sept. 1955, II, 10S.
Ракетные двигатели кажутся совершенно простыми только по внешнему виду, хотя их и принято считать простейшими типами теплового двигателя. На самом же деле они не так просты, особенно в части управления ими. Любая деталь
Рис. 72. Оператор за пультом электро-механического моделирующего устройства фирмы «Белл Телефон», предназначающегося для лабораторного исследования действия системы управляемого снаряда «Найк».
ракетного двигателя играет огромную роль в общем процессе создания тяги, поэтому понятны те высокие требования, которые конструкторы реактивных снарядов предъявляют в этой связи к производящим их фирмам.
Все поверхности в двигателе, сопло, каналы охлаждения, трубопроводы, равно как и все клапаны, должны изготовляться с высокой степенью точности, а все применяемые материалы должны быть совместимы с топливами, которые часто являются весьма активными химическими веществами. Малейшие дефекты в трубопроводах, клапанах или форсунках могут изменить скорость потока топлива и еде-
лать процесс горения неустойчивым и даже взрывоопасным.
Управляемые снаряды должны проектироваться с расчетом на использование по возможности наиболее доступных материалов. В целях сокращения производственных затрат
Рис. 73. Станок, на котором производится сборка крыльев управляемого снаряда «Матадор».
в большинстве систем управляемых снарядов применяются отливки, а не поковки. Примером тому, насколько далеко вперед шагнула в своем развитии технология производства управляемых снарядов, может служить собранное из сотообразных алюминиевых плит крыло управляемого снаряда «Матадор» (рис. 73). Плиты нужной формы вырезаются с помощью полуавтоматической быстрорежущей ленточной пилы (рис. 74), а затем свариваются друг с другом своими внутренними частями и покрываются обшивкой. Для удобства транспортировки каждое крыло изготовляется не целиком, а в виде двух секций, которые потом очень легко скрепляются при помощи стяжных болтов. Вообще же весь
управляемый снаряд «Матадор» спроектирован таким образом, что он может быть разобран на семь при необходимости заменяемых элементов. Это значительно облегчает упаковку снаряда и транспортировку х. В то же время такой небольшой управляемый снаряд, как «Фолкон», выпускается
Рис. 74. Быстрорежущая ленточная пила, с помощью которой выполняются заготовки для крыльев управляемого снаряда «Матадор».
целиком и поставляется потребителю (ВВС США) в одной упаковке. Фирма, производящая управляемый снаряд «Регьюлус», добилась недавно сокращения веса крыла примерно на 30%, применив в его конструкции литые алюминиевые панели.
Упаковка и транспортировка управляемых снарядов является одной из существенно важных сторон их производства. Усилия конструкторов, направленные на дости-
1 S t о n е I., Aviation №еек, 59, 14, 5, Oct. 1953.
жение надежности действия снаряда, могут оказаться напрасными, если, например, управляемый снаряд не будет предохранен от повреждений при хранении и транспортировке. С этой целью крупные управляемые снаряды рекомендуется перевозить в повторно используемых контейнерах с амортизирующими толчки монтажными креплениями. При перевозках и хранении контейнеров со снарядами под открытым небом необходимо их герметическое уплотнение во избежание проникновения влаги и появления ржавчины.
Что касается сборки электронной аппаратуры снаряда, то наиболее удачно- эта проблема решена в управляемом снаряде «Ларк», где вся аппаратура состоит из сменных блоков х. Каждый блок электронной аппаратуры можно испытывать вне снаряда, ибо он смонтирован в закрытом кожухе с одним разрывным штеккером для подключения к общей схеме. Соединения между отдельными блоками осуществляются при помощи специальных муфт, располагаемых в каждом из отсеков корпуса управляемого снаряда. В случае отказа какого-либо блока при проверке вне снаряда его легко можно заменить.
До сих пор все затраты, связанные с разработкой и производством управляемых снарядов, очень высоки, но есть основания предположить, что новые технические приемы позволят снизить их в самые ближайшие годы. Подсчитано, что стоимость управляемого снаряда, доходящая иногда до 6500 фунтов стерлингов, включает в себя стоимость аппаратуры наведения, равную примерно 2600 фунтам стерлингов, тогда как остальная сумма падает на корпус снаряда, двигатель и боевой заряд 1 2. Опытные же снаряды могут стоить почти вдвое дороже серийного варианта. Однако указанные цифры относятся лишь к малым управляемым снарядам классов «воздух — воздух» и «земля — воздух».
г , Развитие управляемого реактивного оружия заключается не только в разработке и производстве самих управляемых снарядов. Последние были бы совершенно бесполезны без системы дальнего обнаружения, которая состоит из развернутой цепи радиолокационных станций. В этой свя
1 Anderton D., Aviation WeeK, 52, 21, 22, Мау 1950.
2 Financial Times, 27 Jan. 1956, р. 1.
зи следует отметить, что, например, внешнее кольцо таких станций в Европе пока еще далеко от совершенства: оно не закончено на севере и на юге. В отличие от Европы создание сплошной цепи радиолокационных станций дальнего обнаружения в Северной Америке идет полным ходом. Миллионы фунтов стерлингов затрачиваются ежегодно на постройку дополнительной линии станций обнаружения, вынесенной еще дальше к северу от уже созданной цепи. Она будет развернута на берегах Северного Ледовитого океана, то есть на территории Канады. Уже построенная линия станций дальнего обнаружения, известная под названием «среднеканадской», проходит через весь континент с востока на запад до залива Гудзон. Новая же линия дальнего обнаружения («линия Дью») будет начинаться в Аляске и, пересекая Север Канады, кончаться у Деви-сова пролива. Последним передовым пунктом этой линии будет Туле (Гренландия). Линия будет иметь загнутые к югу фланги, которые еще больше затруднят противнику проникновение на континент. Часть станций фланговых участков разместится на оконечности континентального шельфа, прямо в открытом море на расстоянии 130—160 км от берега. Станции правого фланга расположатся вдоль всего побережья от Ньюфаундленда до Нью-Йорка. Каждая такая станция будет опираться на грунт с помощью трех опор длиной 45,7 м. В настоящее время незаполненные промежутки в этих линиях патрулируются крупными четырехмоторными бомбардировщиками, несущими на себе поисковые радиолокационные установки.
Сейчас, когда «кнопочная» война приближается к нам с каждым днем, обеспечить какую-то, пусть и не полную, защиту своей страны можно только путем создания подобных, широко разветвленных систем радиолокационного обнаружения. Ведь недалеко то время, когда баллистический управляемый снаряд, обладающий дальностью действия порядка 8000 км, сможет всего лишь за 30 мин. с момента старта доставить свой ядерный боевой заряд к месту цели. Поэтому, если не будет обеспечено эффективное раннее обнаружение, никакие средства обороны ничего не смогут сделать против такого управляемого снаряда. В то же время правильно организованное дальнее обнаружение и возможно более раннее оповещение дает гражданскому на
селению возможность заблаговременно укрыться в убежищах. Система дальнего обнаружения позволит также организовать достаточно быстрый перехват и уничтожение атакующего снаряда таким же снарядом задолго до выхода первого на цель.
Трудность в данном случае будет заключаться в том, что такой противоракетный управляемый снаряд должен быть довольно крупным многоступенчатым реактивным снарядом, а держать подобные снаряды на стартовых позициях в полностью подготовленном к взлету виде будет столь же трудно, как и поднять снаряд-перехватчик в течение 15 мин. после получения сигнала дальнего обнаружения. Но как бы то ни было, а к достижению этого следует стремиться.
С такой трудностью, конечно, встретится только обороняющийся, ибо у нападающего всегда останется возможность выбора момента для запуска своих межконтинентальных баллистических управляемых снарядов и достаточное количество времени, чтобы произвести заправку и провести необходимую предстартовую проверку.
Еще одной важной стороной развития управляемого реактивного оружия и его применения является чрезвычайно трудоемкая и ответственная задача подготовки специальных инструкций и наставлений по эксплуатации. Они должны содержать самые полные сведения о всех элементах системы, а это потребует издания огромного количества всяких справочников, потому что даже наиболее простые управляемые снаряды являются исключительно сложными агрегатами.
В настоящее время упор должен быть сделан на то, чтобы после усовершенствования зенитных управляемых снарядов, способных осуществить перехват обычных самолетов с дозвуковыми скоростями, создать в наиболее важных стратегических районах собственные линии радиолокационных станций раннего оповещения. Тогда не только крупные города будут иметь возможность обороняться с помощью зенитных управляемых снарядов, но и современные сверхзвуковые истребители и управляемые снаряды-перехватчики дальнего действия получат возможность сближаться с атакующими самолетами или управляемыми снарядами противника и выпускать по ним управляемые снаряды
класса «воздух — воздух» до того, как они окончательно выйдут к цели.
Следующей фазой развития управляемого реактивного оружия должна быть разработка еще более совершенных снарядов для борьбы с управляемыми снарядами не только класса «воздух — земля», но и для уничтожения межконтинентальных стратегических управляемых снарядов, как крылатых, так и баллистических. Этот вопрос тем более серьезен, что средства обороны едва ли смогут быть усовершенствованы раньше, чем через несколько лет после того, как само межконтинентальное оружие поступит в серийное производство. Следовательно, в течение какого-то определенного периода наступательное оружие будет опережать в своем развитии любые средства борьбы с ним.
Дальнейшие усовершенствования управляемого реактивного оружия должны, по-видимому, привести к созданию снарядов с еще более высокими скоростями полета. А это, в свою очередь, выдвигает одну из самых серьезных проблем, связанных с развитием управляемого реактивного оружия — проблему изыскания подходящих материалов для конструкции снаряда.
При движении тел в атмосфере на высоких скоростях воздух вблизи них сильно нагревается, вследствие чего непосредственно у обшивки снаряда образуется так называемый пограничный слой с весьма высокой температурой. Например, при скорости, вдвое превышающей скорость звука, температура обшивки составляет вследствие аэродинамического нагрева 93® С. Если же скорость движения тела в 3 раза превышает скорость звука, то температура обшивки увеличивается до 400° С, а при числе Маха, равном 4, температура ее достигает уже 800* С (рис. 75). Поэтому конструкторам корпуса снаряда приходится проектировать основные силовые конструкции с учетом их сильного нагрева.
Сильное увеличение температуры пограничного слоя, начинающееся при скоростях свыше 2 М, приводит к возникновению так называемого температурного барьера. Некоторые думают, что между звуковым барьером и этим температурным барьером не существует никакого различия. На самом деле это не так. В первом случае мы наблюдаем
переходящее явление, связанное с временным повышением коэффициента лобового сопротивления, которое становится максимальным при скорости порядка 1 М; при превышении же скорости звука условия снова делаются менее критическими и проблема оказывается в значительной мере разрешенной. Это явление происходит только при приближении снаряда к звуковой скорости полета и связано главным образом с преодолением ее. Именно эта область скоростей характерна непостоянством аэродинамических условий. Иное дело—температурный барьер. Здесь не наблюдается какого-либо улучшения условий по мере увеличения скоростей полета: температуры продолжают расти, достигая порой таких величин, которых не выдерживают материалы, обладающие самыми высокими температурами плавления.
Температурный или тепловой барьер возникает вследствие того, что вокруг управляемого снаряда находится сравнительно тонкий пограничный слой, в котором воздух имеет скорость движения, близкую к скорости управляемого снаряда. Так как различные слои воздуха движутся с неодинаковыми скоростями, между ними возникают силы трения. А поскольку энергия движущегося тела передается окружающему воздуху в виде теплоты, то и принято говорить, что энергия топлива вместо выполнения непосредственной работы, то есть сообщения снаряду движения, превращается в пограничном слое в тепловую энергию. В связи с этим температура пограничного слоя постоянно повышается, а к. п. д. силовой установки на^высоких скоростях полета сокращается.
Весьма важным моментом является тот факт, что повышение температуры не зависит от плотности атмосферы Оно зависит исключительно от соотношения между скоростью управляемого снаряда и скоростью распространения звука на данной высоте. С высотой же, как известно, условия полета улучшаются вследствие увеличения скорости распространения звука на больших высотах 1 2. Кроме того,
1 Речь идет только о температуре пограничного слоя.— Прим, ред,
2 Это— явная ошибка автора. Скорость распространения звука зависит прежде всего от температуры воздуха, а также от его плотности": с повышением t° и плотности воздуха [скорость звука возрастает, и наоборот. Известно, что до высоты примерно 100 км температура падает.
на больших высотах температура окружающего воздуха гораздо ниже, чем у поверхности Земли. Однако даже в зонах с минимальной температурой, как, например, в стратосфере или на высоте около 90 км, температура обшивки снаряда при скорости 4М все же может повышаться до 800° С,
Рис. 75. Температура обшивки как функция скорости. Пунктиром показана кривая, соответствующая полету в низкотемпературных слоях атмосферы.
а при скорости 6М—до 1650° С. Эти цифры соответствуют температуре, равной 90% температуры в критической точке \
Еще одним фактором, улучшающим условия полета на больших высотах, является уменьшение плотности атмосферы. Это происходит потому, что с высотой количество вместе с теК< воздух становится все более разреженным, что, конечно, влечет за собой снижение скорости звука на больших высотах.— Прим. ред.
1 Точка «полного торможения».— Прим. ред.
воздуха на единицу объема сокращается, а следовательно, уменьшается и количество теплоты, которое может быть передано обратно управляемому снаряду. Так, например, на высоте 33 500 м количество тепла, поглощаемого управляемым снарядом, летящим со скоростью .4 М, составит лишь 1% всего тепла, которое поглощается тем же управляемым снарядом, летящим с той же скоростью у поверхности земли Ч
Эти высокие температуры, разумеется, требуют отыскания для конструкции и обшивки новых материалов, отличающихся от тех, которые применяются в обычных самолетах.
Удельные сопротивления материалов, из которых обыкновенно изготавливаются фюзеляжи и крылья самолетов, быстро падают после того, как температура пограничного слоя превысит 90° С. Поэтому такие материалы не могут быть использованы в большинстве конструкций сверхзвуковых управляемых снарядов. Однако многие современные управляемые снаряды пока еще обладают скоростью, лишь незначительно превышающей звуковую, и это разрешает использовать для их постройки довольно распространенные материалы. Управляемые же снаряды будущего — межконтинентальные баллистические управляемые снаряды — и средства борьбы с ними, несомненно, потребуют для себя новых материалов.
Существуют два пути решения этой проблемы, один из которых заключается в изготовлении обшивки из новых материалов, способных выдерживать повышенные температуры, а другой — в применении какого-либо рода устройства для внутреннего охлаждения. В качестве новых материалов предлагается использовать титан и различные виды комбинированных пластмасс с прослойками из стеклянного волокна. А что касается устройства для охлаждения, то оказалось, что на скоростях, превышающих 3 М, Мощность системы охлаждения обшивки может стать даже несколько большей, чем мощность самого двигателя.
Нагрев снаряда в полете — весьма неприятное явление. При отсутствии соответствующих мер предохранения Нагрев внутреннего пространства управляемого снаряда
1 A d a m s Н. W., ASME Paper, 54А, 131, Dec. 1954.
может оказаться пагубным для расположенных здесь в тесноте многочисленных механизмов и электрической аппаратуры. К тому теплу, которое они выделяют сами, прибавляется тепло, передающееся от пограничного слоя, в результате чего создается недопустимый тепловой режим. Применение сверхминиатюрных блоков хотя и приводит к сокращению размеров элементов, однако не решает проблемы рассеивания теплоты. В главе, посвященной внутреннему оборудованию снаряда, говорилось, что элементы аппаратуры работают с перегрузкой в течение короткого периода времени, а это опять-таки приводит к выделению большого количества дополнительной теплоты. .
В сверхскоростных управляемых снарядах дальнего действия температуры, вероятно, будут достигать таких значений, при которых обычный припой будет плавиться и его придется заменять серебряным припоем. В качестве изоляционных материалов, очевидно, найдут широкое применение кремниевые соединения, стеклянное волокно и керамика. Несколько проще в этом отношении обстоит дело с управляемыми снарядами ближнего действия, скажем такими, как зенитные управляемые снаряды. Продолжительность их полета довольно невелика, и поэтому их аппаратура не успевает подвергнуться сильному тепловому воздействию. Иное дело — межконтинентальный управляемый снаряд, который должен лететь со скоростью порядка 5М в течение целого часа прежде, чем он достигнет своей цели.
Система внутреннего охлаждения снаряда не может основываться на использовании атмосферного воздуха в качестве охлаждающего средства.’ Это исключается уже потому, что при заборе атмосферного воздуха на больших скоростях возникает ударное сжатие и начинается адиабатический процесс Ч В некоторых управляемых снарядах в качестве приемника тепла для системы охлаждения используется масса топливных компонентов. Кроме того, иногда прибегают к испарению какой-либо жидкости, помещае-
1 Адиабатическим процессом называется такой процесс, при котором подвод тепла к газу и отвод тепла от него практически отсутствуют. Эти процессы широко распространены в технике и происходят от того, что многие явления в газах протекают очень быстро и за это время теплообмен газа со стенками сосуда и окружающей средой чрезвычайно мал.— Прим, ред.
мой в самом управляемом снаряде, но надо сказать, что этот способ ведет к сокращению полезных нагрузок, и в частности к уменьшению веса боевого заряда. Наиболее же эффективно проблемы, связанные с внутренним нагревом снаряда, решаются посредством создания новых материалов. Так, например, появление современной газовой турбины потребовало изыскания более жаростойких материалов по сравнению с теми, которые применялись до этого в тепловых двигателях. Благодаря проведенному синтезу материалов эти требования удалось полностью удовлетворить. Вероятно, такие же изыскания понадобятся и в технологии управляемых снарядов.
При рассмотрении пригодности материалов для работы в условиях высоких температур следует считаться с тремя следующими факторами, во-первых, с сопротивлением данного материала окислению, которое определяется видом образующейся защитной окисной пленки, мешающей дальнейшему окислению; во-вторых, с жаростойкостью материала и, наконец, с устойчивостью по отношению к коррозии. При выборе материалов для работы в условиях низких температур конструкторы пользуются физическим пределом текучести или пределом прочности на растяжение данного материала, но при повышенных температурах эти свойства становятся совершенно иными,-поскольку в этом случае металл теряет свойства упругости и легко деформируется. Это явление известно под названием ползучести, или крипа1. При этом деформацию как таковую можно рассматривать по трем этапам: быстрое относительное удлинение с уменьшающейся скоростью, затем удлинение с постоянной скоростью и, наконец, удлинение со все возрастающей скоростью, приводящее к полному разрушению металла. Третьим фактором пригодности материала к работе в условиях высоких температур является достаточная стойкость его по отношению к коррозии. Чтобы повысить это свойство, металлы обычно легируют хромом и никелем.
Жаростойкие сплавы металлов можно подразделить на четыре основные группы. К первой относятся хромо-нике-левые стали, известные под названием «аустенитных». Они
1 А 11 е n N. Р., Times Science Review, № 18, Winter 1955, 17—19.
обладает достаточным сопротивлением окислению и большой коррозиеустойчивостью. Во вторую группу входят стали, которые имеют мартенситовую или ферритовую кристаллическую структуру и содержат хром без никеля. При этом оказывается, что коррозиеустойчивость таких сталей зависит от количества хрома, содержащегося в сплаве. Для металлов, применяющихся в условиях весьма высоких температур, процент содержания хрома должен составлять не менее 30%. Затем идут различные никелевые сплавы, как, например, сплав «инконел», содержащий 70— 80% никеля; эти сплавы обладают весьма высоким пределом ползучести.
Кобальтовые сплавы, которые иногда называют «суперсплавами» (вероятно, потому, что для их получения используются такие дефицитные материалы, как вольфрам, кобальт, а также никель и хром), являются весьма дорогостоящими и применять их можно лишь в особо ответственных случаях х.
К числу применяющихся в ракетном деле легких металлов относятся магниевые сплавы типа «электрон», которые содержат магний и цирконий; а еще более усовершенствованные и пока что засекреченные сплавы содержат, помимо них, цинк и торий. Они обладают сопротивлением ползучести в пределах до 350°С и удельным весом порядка 1,8 г! см3, а также высокой жаростойкостью. Критические напряжения этих сплавов колеблются примерно от 2300 и до 3000 кг1см\ В интервале температур от 150 до 370° С все алюминиевые сплавы и многие магниевые сплавы обнаруживают весьма быстрое и значительное падение прочности на разрыв и на сжатие и довольно малое сопротивление ползучести.
В управляемых снарядах можно применять и нержавеющие стали, но это влечет за собой огромное увеличение веса конструкций. Наиболее важным из сделанных за последнее время открытий была разработка магниевых сплавов с торием. Эти сплавы прекрасно сопротивляются ползучести и сохраняют прочность в пределах до температуры 370®С. Ториево-магниевые сплавы были разработаны ан-
1 Hubbell W. G., Aeron Engineering Review, 12, Sept. 1953, 31-36.
ства металлов при повышенных температурах.
глийской фирмой «Магнезиум-электрон» в Манчестере и впервые появились в виде отливок; однако впоследствии фирма «Брукс энд Перкинс» стала выпускать их в виде различной толщины листов и плит, пригодных для использования в корпусе и обшивках снарядов. Ториево-магние-вые сплавы поддаются глубокой вытяжке в течение одной операции и могут легко свариваться путем точечной сварки или сварки оплавлением. Их можно снабжать анодными покрытиями и хромировать электрическим способом х.
Существует также и возможность применения титана1 2, который в чистом виде представляет собой металл, четвертый по количеству его запасов, имеющихся в земной коре. В этом отношении медь и цинк уступают ему чуть ли не в пятьдесят раз. Удельный вес титана составляет около 0,56
1 Magazine of Magnesium, May 1955, 14—15.
2 I. С. I. Ltd., Wrought Titanium, Feb. 1955.
удельного веса стали, а его предел прочности на разрыв, обычно равный 4000—8500 кг!см\ может быть повышен путем легирования до И 000—13 000 кг/см2. Во многих случаях коррозиеустойчивость титана значительно выше, чем у нержавеющей стали.
При обычных температурах титан покрывается защитным слоем, который делает его нейтральным. При высоких температурах этот слой растворяется и металл теряет свою пассивность.
Прочность титана снижается по мере повышения температуры, и, хотя он сохраняет полезные свойства при температуре более высокой, чем та, при которой могут применяться другие легкие металлы, ее реальный предел, вероятно, несколько превышает 500°С. Постепенное же разрушение металла в процессе окисления при более высоких температурах сможет быть устранено путем создания улучшенных сплавов.
Титан обладает примерно вдвое меньшим модулем упругости, чем сталь, но все-таки значительно большим, чем у алюминия или магния. Кроме того, титан немагнитен. Вследствие роста скоростей управляемых снарядов решение проблемы аэродинамического нагрева становится более настоятельным требованием, поэтому титан может и должен найти самое широкое применение для изготовления как обшивок, так и различных конструкций. Необходимое при этом легирование титана алюминием и магнием придает ему большую прочность, но несколько снижает пластичность.
Чистый титан, хотя и имеет высокую температуру плавления (порядка 1660°С), однако ползет даже при комнатной температуре под действием усилия, равного всего лишь 50°/о его предела прочности. Сплавы обнаруживают меньшую ползучесть, а некоторые из экспериментальных сплавов являются в этой связи весьма перспективными.
Титан обладает хорошей коррозийной устойчивостью даже по отношению к таким элементам, как горячая азотная кислота и царская водка. При комнатной температуре он достаточно устойчив к бурой дымящей азотной кислоте, однако наблюдались случаи сильных взрывов, вызванных соприкосновением бурой дымящей азотной кислоты с титаном и его сплавами, причины которых пока еще окончатель
но не установлены. Удовлетворительна также коррозийная устойчивость титана к смесям азотной и серной кислот. Проверено на опытах, что скорость разъедания титана при нормальных условиях составляет не более 0,012 см в год.
Титан очень трудно поддается сварке и пайке вследствие приобретения им хрупкости в результате быстрого поглощения водорода, азота и кислорода. Поэтому все эти процессы приходится проводить в нейтральной атмосфере.
Еще одним материалом, который вполне подходит для применения в конструкциях управляемых снарядов, являются фенольные пластмассы с прослойками из стеклянного волокна. Отмечено, что в листах, равных по весу листам из металлических сплавов, пластмассы со стеклянным волокном не уступают им по прочности на изгиб. Однако в отношении сопротивления на срез и на растяжение такие слоистые пластмассы сильно уступают металлам. И все же, применяя материалы со стеклянным волокном, можно добиться многих выгод в промышленности производства управляемых снарядов. Пластмассы обладают повышенной стойкостью, например, в отношении воздействия топлива, масел, гидравлических жидкостей и т. п., а придание им различной формы и изготовление деталей с постепенно убывающей толщиной обходится гораздо дешевле, чем такая же обработка металлов. Плоскости с постепенно убывающей толщиной довольно легко могут изготовляться малоквалифицированными рабочими, да и формовочные приспособления вместе с необходимым инструментом стоят при работе с пластмассами не так уж дорого.
Слоистые пластмассы позволяют изготавливать из них довольно крупные конструкции. Так, например, некоторые пластмассовые элементы для самолета имеют длину 5,2 ж, высоту 1,8 м и ширину 0,9 м без стрингеров, штангоутов или турелей х.
Упрочненные стеклянным волокном пластмассы обладают более высоким коэффициентом прочности на единицу веса, чем, скажем, малоуглеродистая сталь, алюминий и магний. Известно, что в настоящее время температурные пределы для слоистых материалов несколько превышают
1 Braham W. Е., Aeronautical Engin. Review, 12, Sept. 1953, 37—40, 45.
ранее опубликованные цифры. Большим достоинством таких пластмасс являются сравнительная дешевизна обрабатывающих их механизмов и возможность использования дешевой рабочей силы. А это очень важно, если учесть, что ракетная промышленность выпускает изделия разового назначения. Приспособления для формовки изделий из пластмасс изготавливаются из дешевых материалов, таких, как древесина, гипс, сплавы легких металлов или малоуглеродистая сталь. Для обеспечения процесса затвердевания пластмассы требуются низкие давления и температуры. Законченные профили могут быть изготовлены посредством простых рабочих операций, позволяющих избегать тех затрат, которые обычно связаны с обработкой металлических деталей и их сборкой. Однако стоимость различных видов сырья, идущего на изготовление пластмасс, пока еще остается высокой, и это несколько снижает экономию, достигнутую в производстве.
При температуре до 135°С рекомендуется использовать слоистые пластмассы с асбестовым заполнителем, предел прочности которых на разрыв составляет 670 кг!см2, а также пластмассы из фенольных смол со стеклянным заполнителем, обладающие при температурах до 65°С пределом прочности на разрыв порядка 2500 кг!см2. Несколько меньший предел прочности (до 1700 кг!см2 при температуре до 175°) имеют слоистые пластмассы из меламиновых смол.
Слоистые пластмассы из кремниевых смол со стеклянным заполнителем не обнаруживают потери механической прочности при температурах в пределах до 250°С и никакого ухудшения диэлектрических свойств, которые необходимы для обтекателей бортовых радиолокаторов управляемых снарядов. Для этих пластмасс допустимы и большие, но кратковременные повышения температуры. Предел прочности их на разрыв составляет 1400 кг/см2, поэтому их следует применять там, где при высоких температурах требуется сохранение электрических и механических свойств1.
Применять кремниевые соединения на управляемых снарядах действительно выгодно по многим причинам. Из материалов на базе этих соединений, переслоенных стеклянной тканью, можно формовать такие детали, которые обла
1 В a k е 1 i t е, Ltd., Technical Data, Oct. 1953.
дают исключительной поверхностной прочностью и упруго* стью, не боятся ударов и пригодны для использования при 200°С. Подобные материалы сохраняют гибкость в интервале температур от — 90° до 4-250°С. Структурно они состоят из устойчивой решетки атомов кремния и кислорода. Они могут выдерживать температуры выше и ниже тех, которые считаются критическими для других каучукоподобных материалов, и поэтому находят широкое применение при изготовлении различных жаростойких уплотнений, мембран и гибких труб. Некоторые сорта кремниевых соединений подвергаются распаду при температуре пламени, но процесса горения при этом не поддерживают. Относительная теплостойкость кремниевого пластика объясняется особенностью его молекулярного строения, где две компоненты, реагируют на изменения температуры противоположным образом. Такой пластик может выдерживать периодическое воздействие температур порядка 300°С без всякой деформации. Его можно использовать в качестве изолятора для кабелей высокого напряжения, причем покрытие делается весьма тонким, что серьезно снижает вес проводки. Кроме того, кремниевые соединения обладают известной стойкостью в отношении искровых разрядов, и это делает их весьма практичным материалом для покрытия печатных схем. Существует также немало смазочных веществ, в основе которых лежит кремний. Эти смазочные вещества выдерживают температуры от — 70° до +250°С и весьма практичны для смазки тех деталей приборов, которые должны работать в широком интервале температур. Незначительное изменение вязкости при различной температуре делает эти жидкости весьма выгодными для использования в демпфирующих устройствах бортовых приборов. Кремниевые слоистые материалы со стеклянной тканью представляют собой жаростойкий и не боящийся влаги базовый материал для печатных схем. Кроме того, они могут служить высокопрочным покрытием для обтекателей бортовых радиолокаторов.
Кремниевые слоистые материалы со стеклянной тканью обладают следующими характерными свойствами: высокой теплоустойчивостью, малой теплопроводностью, хорошими диэлектрическими свойствами в широком интервале частот и температур, вполне удовлетворительными механическими свойствами и малым удельным весом. Так, например,
один слоистый материал толщиной 3,2 мм обладает прочностью на разрыв примерно от 1050 до 1400 кг/см1 2 * и'может применяться при температурах до 250°С.
Наиболее серьезной проблема аэродинамического нагрева становится при возвращении последней ступени межконтинентальных баллистических управляемых снарядов в плотные слои атмосферы. Было доказано, что в ламинарном слое скорость теплопередачи может в пятьдесят раз превышать скорость теплопередачи в современных бойлерах \ а в турбулентном пограничном слое она превосходит ее примерно в 1000 раз, достигая 9,75X107 ккал/час на 1 м2. Существует возможность устранения этой опасности путем торможения снаряда с помощью двигателя, однако это влечет за собой дополнительный расход топлива. Движение управляемого снаряда при возвращении в более плотные слои атмосферы можно также замедлить, если применить какие-либо тормозящие устройства с большим коэффициентом лобового сопротивления 2.
С этой же целью предполагается использовать какого-либо рода транспирационное охлаждение поверхности и даже кипение поверхностных слоев управляемого снаряда. Можно уподобить снаряд крупному метеориту, который при прохождении сквозь плотные слои атмосферы плавится только снаружи, в то время как внутренние его части остаются холодными. Это сможет быть достигнуто путем подбора для наружных слоев обшивки управляемого снаряда материалов с исключительно низкой теплопроводностью. Известно, что ученые уже нашли метод плавки различных тел под действием аэродинамического нагрева непосредственно в аэродинамических трубах, и в настоящее время ведутся экспериментальные исследования для определения оптимальной формы для тел, движущихся с гиперзвуковыми скоростями.
Выше мы уже говорили о том, что топливные компоненты могут быть использованы в качестве приемника тепла, но мы забыли указать, что это совершенно исключается в период возвращения снарядов в более плотные слои атмосферы. Если дать возможность нагреваться только по
1 Mclennan С. Н., ASME Papers, N 54, А. 57, Dec. 1954.
2 N о n w е 11 е г Т. R. F., Jnl. British Int. Soc., 10, 1, Jan. 1951,
26-35.
верхности, а внутреннее пространство снаряда оставить холодным, то в конструкции могут возникнуть огромные тепловые напряжения, которые вызовут, например, разрушение крыльев. Ведь таких материалов, которые могли бы выдерживать высокие растягивающие напряжения в слоях, подверженных воздействию огромных температур, пока еще не найдено. Вследствие этого аэродинамические свойства поверхностей крыльев могут оказаться настолько ухудшенными, что крылья станут бесполезными.
Наружные поверхности управляемых снарядов, летящих с гиперзвуковой скоростью, должны будут состоять из сплавов с малым коэффициентом теплового расширения. При этом, весьма возможно, получится так, что наиболее выгодными станут огнеупорные керамические материалы, в частности окиси алюминия, магния, кремния и циркония. Такое предположение основано на том, что эти материалы весьма стойки в отношении окисления на воздухе и сохраняют свою прочность даже вблизи температуры плавления, колеблющейся около 2700°С.
Интересно, что некоторые металлы также обладают довольно высокой жаростойкостью, тогда как многие сплавы оказываются неспособными выдерживать температуру в 1100°С и поэтому не могут быть использованы в конструкциях управляемых снарядов. Одной из причин этого является то, что при высоких температурах легирующие элементы металлических сплавов, предотвращающие корро-' зию, часто выделяются и соединяются с другими элементами, меняя, таким образом, структурные свойства материала (рис. 77).
Проверено на опытах, что титан в качестве материала для конструкций управляемых снарядов становится непригодным уже при скоростях, превышающих 4М; несколько большие скорости выдерживает нержавеющая сталь (7М). Что же касается таких металлов, как вольфрам, молибден и тантал, то они, конечно, могут быть использованы, но не оправдывали бы себя в снарядах разового назначения. Однако какие бы материалы ни были подобраны, важно одно — они сами должны легко поддаваться обработке, не требуя дорогостоящих инструментов и специального оборудования. Это крайне необходимо, чтобы сократить до минимума все расходы, связанные с производством ору-
1000
Аустенитные стали 'Сплавы с высоким содержанием никеля и хрома, а также
пип.слл и Afjujnu.. I сложные стали
800
Ферритные стали
Углеродистые и малолегированные стали
\воо
I Q I | 400
200
Предел окисления углеродистых и малолегированных сталей ‘
Легкие сплавы
Титановые сплавы
Алюминиевые сплавы
Магниевые сплавы
Углеродистые сплавы
Малолегир. стали, углеродист, стали {0,57, Мо), сталь (7%Сг, 0,5% Мо) и др
Стали, содерж.
2,25°/0Сг и 7%Мо
Молибаено-ванааиевые, сложные и высоко-хромиров. стали
Стали, содерж 18°/оСг, 72% Ni и 1°/0ЫЪ
Дисперсионно твердеющ. никелевые сплавы и стали, содержащие кобальт
Диспер-сионно твердеющие никелево-кобальто-вые сплавы
Дисперсионно твердеющие ни к влево -кобальтовые сплавы при кратковременном использовании
При превышении данной^ применяются керамические материалы иметалло-керами-
О
Газовые турбины Компрессорные диски, лопатки, кожущ
Газовые турбины
Диски, лопатки, камеры сгорания и т.п.
Паропроводы, трубы и коллекторы перегревателей, д^т^сЛкопотким
кожухи турбин, роторы и болтовые крепления с^о^службь^
Рис. 77. Диаграмма использования различных металлов в условиях высоких температур.
жия однократного действия. С этой же целью оказалось возможным заменить дорогостоящие жаростойкие материалы менее качественными, правда, с предварительной обработкой их поверхности особыми составами или специальными красками по методу погружения или распыления.
Рис. 78. Станок'для ускоренной сборки двигателей реактивных снарядов «Корпорал».
Чтобы сократить производственные затраты, а также повысить надежность деталей, необходимо стремиться к применению в производстве управляемых снарядов автоматических поточных линий. Следует избегать уникальных или сложных способов изготовления. При проектировке корпуса снаряда нужно обеспечивать удобство его транспортировки, хранения, монтажа и предстартовых испытаний. Силовые установки должны быть надежными в действии и расходовать минимальное по весу количество топлива. Системы наведения должны легко поддаваться проверке, действовать надежно и иметь эффективные средства помехозащиты. Поскольку каждый управляемый снаряд рассчитан лишь на одну заправку топливными компонен
тами, а стоимость последних ^составляет примерно одну сотую стоимости корпуса снаряда и системы его наведения, принимать во внимание их дороговизну не следует. В противоположность этому очень серьезное внимание нужно уделять вопросу об объеме той части управляемого снаряда, которая отводится под топливо.
Ри’с. 79. Поточная линия в производстве двигателей для управляемых снарядов.
Почти для всех современных управляемых снарядов свойственен этап самонаведения, являющийся заключительной фазой процесса наведения. На этом этапе снаряду необходим поисковый радиолокатор. Обычно он размещается в носовой части снаряда, в специальном обтекателе, который по идее должен свободно пропускать все излучаемые и принимаемые радиолокатором импульсы. Однако на практике, в условиях сверхзвукового полета, снаряду приходится иметь дело с такими высокими температурами, которые весьма осложняют проблемы, связанные с конструкцией подобных обтекателей. Органические смолы, из
которых в настоящее время делаются эти обтекатели, почти все не выдерживают длительного воздействия высоких температур. Все это создает большие трудности при подборе материалов, способных работать в высокотемпературном режиме пограничного слоя. Ведь конструктору приходится считаться не только с тем, чтобы создать обтекатель, обеспечивающий радиолучам минимальную потерю энергии на отражение, поглощение и рассеивание, но также и с тем, что при прохождении импульсов через стенки обтекателя последние не должны оказывать почти никакого влияния на электромагнитные поля, потому что в противном случае может произойти искажение характеристики излучения антенной системы. Тупоносый обтекатель бортового радиолокатора обладает коэффициентом передачи порядка 90—97°/0, в то время как у остроносых сверхзвуковых обтекателей он может составить всего лишь 85°/0 \ Сейчас в качестве материала для сверхзвуковых обтекателей принято использовать органическое стекло и керамические вещества, обладающие хорошими диэлектрическими свойствами, а также фтористые этилены, как, например, «тефлон».
В ближайшие годы, мы, вероятно, станем свидетелями все большей стандартизации и унификации промышленности, производящей управляемые реактивные снаряды. Переживаемый ею теперь подъем активности, характерный осуществлением различнейших проектов и весьма разносторонней деятельностью фирм, стремящихся каждая своим путем найти правильное решение проблемы защиты от постоянно умножающихся средств нападения, сменится целенаправленными, проникнутыми единым замыслом усилиями. Уже сейчас имеет место постепенное выравнивание интересов специалистов и сведение их к сравнительно небольшому количеству типов управляемого реактивного оружия. А когда в отношении надежности и эффективности действия управляемых снарядов будут достигнуты достаточно высокие производственные стандарты, количество этих типов станет минимальным.
В заключение следует сказать о том, что сейчас правительству необходимо осуществить всемерную финансовую
1 О lees b у S. S., Electronics, 27, 1, Jan. 1954, 130—135.
Рис. 80. Французский управляемый снаряд, предназначенный для различного рода исследований. Этот снаряд (OPD-320) имеет пороховой ракетный двигатель и может поднимать до 57 кг полезного груза.
помощь частновладельческим фирмам. Получив достаточные денежные ассигнования, эти фирмы смогут еще успешней привлекать к себе высококвалифицированные научные и технические кадры для дальнейшей разработки и усовершенствования этого наиболее современного оружия.
Таблица XVI
Этапы разработки и производства некоторых снарядов
Этапы «Матадор» «Фау-2» «Фолкон» «Файрфлэш»
Начало разработки проекта Первый экспериментальный 1946 1933 1947 1945*
запуск Конец отработки опытного 1949 1934 1950 1946
образца 1951 1942 ? 1955
Начало производства . . . 1951 1942 ? 1956
Принятие на вооружение . 1954 1944 1955 ?
♦ Предполагается, что в действительности началом разработки управляемого снаряда «Файрфлэш» явилась разработка управляемого снаряда «Студж» фирмы «Фейри*.
Таблица XVII
Снаряды, находящиеся в разработке и в производстве*
Классы США СССР** Англия Франция Швейцария Швеция
«Земля — воздух» . . 3/4*** з*** 2 2 ]*** 1
«Воздух — воздух» . . з*** 1 2*** 2 ]*** 1
«Воздух — земля» . . 3/1*** ? 1 0 0
«Земля — земля» . .
Тактические 1 *** 1 1 0 0
Стратегические . . . 6 1*** 1 1 0 0
* Первая цифра указывает количество снарядов в разработке, вторая — в производстве.
♦♦ Цифры, относящиеся к СССР, требуют оговорки, так как предполагается, что русские не разрабатывали никаких новых управляемых снарядов, кроме старых германских систем, захваченных в Пенемюнде и других местах.
Снаряды находятся в производстве, по данным на 1 января 1956 г.
ЛИТЕРАТУРА
НЕУПРАВЛЯЕМЫЕ СНАРЯДЫ
Burchard J. Е.» Rockets, Guns and Targets, Little Brown and Co., 1949.
Rosser J. B., Newton R. R. and Gross G. L., Mathematical Theory of Rocket Flight, McGrow-Hill, New York, 1947.
УПРАВЛЯЕМЫЕ СНАРЯДЫ
Dornberger W., V-2 — The Shot into Space, Hurst and Blackett, London, 1954.
Gatland K- W., Development of the Guided Missile, Iliffe and Sons, London, 1952 (имеется русский перевод: Гэтленд К. У., Развитие управляемых снарядов, Издатинлит, М., 1956).
К о о у J. М. J., U у t е n b о g а г t J. W. Н., Ballistics of the Future, Technical Publishing Co. H. Stam, Holland, 1946.
Ley W., Rockets, Missiles and Space Travel, Chapman and Hall Ltd., London, 1951.
W e у 1 A. R., Guided Missiles, Temple Press Ltd., London, 1949.
ДВИГАТЕЛИ
Burgess E., Rocket Propulsion, Chapman and Hill Ltd., London, 1952, 1954; The Macmillan Co., New York.
S m i t h G. G., Gas Turbines and Jet Propulsion, Iliffe and Sons, London, 1955 (Sixth Ed).
Burgess E., Frontier to Space, Chapman and Hall Ltd., London, 1955; The Macmillan Co., New York, 1956 (имеется русский перевод: Бургесс Э., К границам пространства, Издатинлит, М., 1957).
Cotter С. FL, The Elements of Navigation, Pitman, London, 1953. Merrill D., Principles of Guided Missile Design — Guidance, Van Nostrand Co., New York, 1956.
Krugman L. M., Fundamentals of Transistors, Chapman and Hall Ltd., London, 1954.
Richardson К. I. Т.» The Gyroscope Applied, Philosophical Library, New York, 1954.
West J. C., Servomechanisms, English Universities Press, Ltd., London, 1954.
СВЕРХСКОРОСТНОЙ ПОЛЕТ
S e a r s W. R., General Theory of High Speed Aerodynamics, Prin* ceton University Press, 1954.
МАТЕРИАЛЫ
L es s e 1 s J. M., Strenght and Resistance of Metals, John Wiley and Sons, New York, 1954.
R о c h о w E. G., An Introduction to the Chemistry of Silicones, Chapman and Hall Ltd., London, 1947.
Sоnneborn R. H., Fibreglass Reinforced Plastics, Chapman and Hall Ltd., London.
ПЕРЕЧЕНЬ РЕАКТИВНЫХ СНАРЯДОВ И ДВИГАТЕЛЕЙ, ВСТРЕЧАЮЩИХСЯ В ТЕКСТЕ
А (серия) 10, 19, 175, 253
А-1 254, 284
А-2 254/284
А-3 254 284
А-4 19, 175, 250, 254, 255, 284,286
А-5 254—257, 284
А-6 256, 284
А-7 256, 284
А-9 19, 257, 284
А-10 257, 284
Аллисон J-33-A-37 (двиг.) 266
Аллисон J-71 (двиг.) 277
Аргус Pop (двиг.) 251
Атлас 249, 264, 276—279, 286
Аэроби (двиг.) 71, 114, 281, 285
Аэроби-Хи 281, 285
Аэроджет(двиг.) 53,187, 188,189,193
Аэроджет 14 AS-1000 (двиг.) 60, 63
Бака (двиг.) 63
Бампер 10, 280
Бампер-ВАК 26, 261 280, 281, 285
Бета (двиг.) 65, 71
Бомарк 31, 124, 145, 158, 188, 189,
203, 215, 221
Бомарк IM-99 53
Булпап 240
Бульдог 240, 246
Бэт 238
Вазаг 109-522 (двиг.) 63
Вайпер (двиг.) 44, 45
ВАК-Корпорал 258, 273, 280, 285
ВАК-Корпорал (двиг.) 65, 71
Вальтера (двиг.)
— 109-500 65, 68
— 109-507В 232
— 109-509 65
— 109-729 184
Вассерфаль 10, 18, 175, 203, 204, 261, 263
Велвит Глав 224
Вероника 65, 71, 278, 285
Викинг 260, 273, 283, 285
Викинг RMI-6000 (двиг.) 71
ГАПА 31, 53, 124, 187
Гаргойл 238
Гермес Ю, 162, 175, 262, 263
— А-1 10, 260, 261, 286
— А-2 262, 286
— А-3 262
— В 262, 286
— С 286
— С-1 262
Горгон 53
Грэнд Сентрал (двиг.) 172
Гуз 240
Дав 240
Джиндивик 44, 45, 204, 290
Дикон 285
Конвэйр MX-774 10, 275
Конрада (двиг.) 172, 173, 180
Континентал-Марбор (двиг.) 271
Корпорал 10, 168, 265, 272—275,
286, 314
Ларк 53, 185—187, 203, 296
Литтл Джо 187
Локи 172
Лоп-Гэп 149
Сайдуиндер 221
Снарк 249, 264, 277
Снарлер (двиг.) 65, 67, 71
Спрайт (двиг.) 65, 68 <j
— 109-509 (двиг.) 71
Спэрроу 214—216, 224, 244
Студж 213
Супер-Спрайт (двиг.) 65, 71
Сфекмас SS-10 239, 246
Сфекмас 5501 224 J
Марквардт (двиг.) 189
Матадор 11, 55, 63, 168, 192, 248, 264—268, 286, 294, 295, 318
Матра 0-4 199
— R-051 224
Тайни Тим 63, 229
Тайфун 18, 171, 172, 189
Терриер 190, 191, 203
Тор (двиг.) 47
Тритон 199
Тромсдорф-Гешосс 19, 253
Тэйлос 53
Навахо 53, 249, 264, 275, 286
Найк 9, 169, 190, 193—196, 198,
215, 291
Найк-1 196
Найк 109-500 (двиг.) 71
НАКА 31, 241
Наттер 19, 172, 174
Нэйтив 275
Нэпир NRE-17 (двиг.) 67, 202
Онест Джон 60, 168, 170, 265, 271, 272, 286
Файрберд 212, 214, 216, 244
Файрби 204, 270, 273
Файрфлай 202
Файрфлэш 221—223, 244, 318
Фау-1 19, 41, 43, 248, 250—252, 266
Фау-2, см. А-4 10, 19, 70, 71, 74, 75, 88, 139, 247, 248, 254, 256, 258, 259, 260, 272, 275, 278, 280, 284, 286, 289, 318
Фолкон 9, 158, 168, 216—221, 224, 244, 295, 318
Фэйри (двиг.) 71
Фэрчайлд-Рэйнджер (двиг.) 271
Петрел 240, 246
Пратт энд Уитней J-57 (двиг.) 277
Хок 199
Хот-Спот 214
Раскл 242, 243, 246
Регьюлус 11, 38, 63, 168, 22Ц 264,
267, 270, 271, 295
Редстоун 13, 278, 279, 286
Рейнботе 19, 253
Рейнтохтер 18, 170, 177, 180
— R-1 18, 177, 178
— R-3 18, 177, 180
Ригель 53
РС-82 224
Шметтерлинг 18, 170, 182—185
Шмиддинг 109-543 (двиг.) 207
— 109-603 (двиг.) 18
Шрайк 199
Эйзон 238
Энциан 19
— Е-1 172
— Е-2 172
— Е-3 172
Энциан Е-4 19, 172 — Е-5 19, 172, 173 KAN-2, см. Лтл-Джо 187 M-04 240
Эрликон 199, 200, 203 M-100 224
Агз-5501 204 OPD-320 317
BMV 109-558 (двиг.) 184 BMW 109-506 (двиг.) 238 BMW 109-548 (двиг.) 17, 210 R4M 174 ROG 238 RMI (двиг.) 186 RMI «Викинг» (двиг.) 65
FX-1400, см. Х-1 236, 237, 244, 246 FZG-76, см. Фау-1 41, 286 RMI 6000 (двиг.) 65, 71 R. Ps 227
GB-8 238 SE-4200 278 WS-107 Титан 278
Hs-117, см. Шметтерлинг 170, 182, 209 Hs-293 16, 229—235, 246 HS-293H 235 Hs-294 234 Hs-295 235 Hs-296 235 Hs-297 235 Hs-298 16, 206, 207 X (серия) 236, 239, 242, 243, 245 Х-1 17, 239, 242, 245 X-2 237, 245 X q 9Q7 94 X-4 17, 208, 210, 211, 237, 245 X-5 237, 245 X-6 237, 245 X-7 17, 237, 238. 245
ПЕРЕЧЕНЬ
ФИРМ, ВСТРЕЧАЮЩИХСЯ В ТЕКСТЕ
Авро Кэнада 224 Армстронг-Сидли 44, 202 Армстронг-Уитворт 137 Аэроджет 162 Бакелит Лимитед 102 Белл Телефон Лэборотрис 101, 194, 195 197 198 Белл Эргфафт 199, 242, 246 Бендикс 53, 172, 199 Блом и Фосс 236 Боинг 124, 145, 158, 189, 203, 215 Брукс энд Перкинс 306 Бристоль Эроплейн Компани 47, 134 Бритиш Электрик 286 Вазаг 238 Вестингауз 98 Гиромеханзмс 89 Гленн Л. Мартин 55, 240, 278, 283 Граммэн Эр крафт 53 Грэсби Инструменте Лимитед 85, 95, 149, 151 Де-Хевиленд 68, 219 Дженерал Дайнамикс Корпорэйшн 190 Дженерал Электрик 10, 162, 175, 258, 260, 263, 280, 286, Джилфиллан 272 Дуглас Эркрафт Компани 193, 195, 198, 203, 214, 215, 272, 286 Инглиш Электрик 67, 202, 221 Истмен-Кодак 240 Калтех 272 Конвэйр 189, 203, 249, 264, 286 Крайслер 278, 286 Кэртис-Райт Корпорэйшн 47, 155 Магнезиум-электрон 306 Марквардт Эркрафт Компани 47, 53, 189 Маркони 202 Мартин, см. Гленн Л. Мартин 246, 248, 260,-266, 286 Матра 240 Норт Америкен 53, 152, 249, 264, 275, 278, 279, 286 Нортроп 249, 264, 277, 286 Нэпир 48 Райан Аэронотикл 204, 212, 244, 270, 272
Рейнметалл-Борзиг 177, 253 Ремингтон рэнд 166 Руршталь 244, 246 Рэйтион 199 Файрстоун Тайр энд Раббер 272,286 Фэйри 213, 221, 244 Фэрчайлд 185, 186, 203, 240, 246
Сперри Гироскоп 202, 214, 244 Сфекмас 246 Хеншель 18, 182, 207, 246 Хьюз 158, 216—218, 244
Телекомпьютинг 167 Тиокол Кемикл Корпорэйшн63,219 Чанс-Воут 38, 248, 267, 286
Уэстеон Электрик Компани 193,195 Электромеханишверке 170 Эрликон 203
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к русскому изданию ..................... 5
Предисловие автора ................................. 13
Глава первая. Управляемые снаряды в системе обороны . . 15
Глава вторая. Двигатели и топливо................... 41
Глава третья. Наведение и управление............... 77
Глава четвертая. Испытания и испытательное оборудование 124
Глава пятая. Управляемые снаряды класса „земля — воздух* 169
Глава шестая. Авиационные управляемые снаряды.... 206
Глава седьмая. Управляемые снаряды класса „земля —земля* 247
Глава восьмая. Разработка и производство.......... 287
Литература........................................ 319
Перечень реактивных снарядов и двигателей......... 321
Перечень фирм............................ . . . . 324
Э. Бургесс УПРАВЛЯЕМОЕ РЕАКТИВНОЕ ОРУЖИЕ
Редактор Ю, А. НЕПОДАЕВ.
Оформление художника А. И. Щербакова Художественный редактор
В. И. Шаповалов
Технический редактор С. В, Клименко
Сдано в производство 5/VI 1958 г. Подписано к печати 20/VIII 1958 г. Бумага 84хЮ81/32=5,2 бум. л.
17,0 печ. л., в т/ч 2 вкл. Уч.-изд. л. 16,4. Изд. № 18/4244. Цена 10 р. 85 к. Заказ № 1979.
ИЗДАТЕЛЬСТВО ИНОСТРАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Москва, Ново-Алексеевская, 52.
Первая Образцовая типография имени А. А. Жданова Московского городского Совнархоза, Москва, Ж-54, Валовая, 28.