Raketové technologie Burya: základy pro budoucnost
Od srpna 1957 do prosince 1960 probíhaly na cvičišti Kapustin Yar letové zkoušky slibné mezikontinentální řízené střely (MKR) „350“ / La-350 / „Storm“. V souladu s takticko-technickými požadavky měl tento výrobek vykazovat nejvyšší letové výkony. Pro splnění tohoto úkolu se do vývoje projektu muselo zapojit mnoho organizací a institucí, které musely najít a zvládnout perspektivní řešení, materiály a technologie.
Připravený produkt
Vývoj Burya začal v roce 1954 v souladu s usnesením Rady ministrů o vytvoření dvou raketových systémů mezikontinentálního doletu. Vývoj komplexu s řízenou střelou byl pověřen OKB-301 S.A. Lavočkin. N.S. se stal hlavním designérem tématu „350“. Černyakov, vedoucí - M.V. Keldysh. Ve všech fázích bylo plánováno zapojení mnoha dalších organizací a specialistů do projektu.
Výzkumné části projektu s hledáním základních řešení a následnému návrhu byly věnovány zhruba tři roky. Technická dokumentace pro Tempest byla připravena v roce 1957, což umožnilo zahájit výrobu experimentální šarže střel pro budoucí testy.
Projekt Burya navrhoval výstavbu dvoustupňového pozemního raketového systému. První stupeň zahrnoval dva boční bloky s kapalnými raketovými motory. Pochod, vybavený křídly, peřím, ovládacími prvky a hlavicí, prováděný pomocí náporového motoru. Let měl být proveden podle příkazů řídicího systému, který zahrnoval inerciální navigační pomůcky a astrokorekční systém AN-2Sh. Bojová hlavice je jaderná nálož o hmotnosti 2350 kg.
Celková délka výrobku „350“ ve startovací konfiguraci dosáhla 19 m. Průměr udržovacího stupně byl 2,2 m, bloky prvního stupně 1,6 m. Na pochodový stupeň připadalo 7,75 tun. Podle požadavků měla rychlost pochodového stupně na dráze dosáhnout 97 M. Požadovaný letový dosah byl 34,68 tisíce km. Během testů byl dosah cca. 3,2tis km
Problém s načítáním
Požadavky na rychlost kladly nejzávažnější omezení na pevnost konstrukce a její odolnost vůči různému zatížení, vč. tepelný. Pro studium těchto problémů NII-1954 v roce 1 vyvinul a postavil nadzvukovou aerodynamickou tepelnou trubici s možností studia ohřevu a přenosu tepla. V roce 1957 začal NII-1 provozovat plynodynamický termální stojan Ts-12T, do kterého bylo možné umístit model rakety v plné velikosti s veškerým vybavením. To umožnilo studovat vliv zatížení na celou sestavu.
Výpočty a studie ukázaly, že za letu se náběžná hrana křídla a sání vzduchu, stejně jako kanál motoru, může zahřát až na 420 °C. Teplota vnějšího pláště byla nižší, cca. 350°C, což bylo spojeno s uvolněním části tepelné energie do okolí.
Podle výsledků takových studií bylo provedeno hledání vhodných materiálů a technologií. Pro výrobu draku letadla bylo vybráno několik druhů titanu a žáruvzdorné nerezové oceli. VIAM a MVTU im. Bauman vyvinul technologie pro zpracování a svařování takových kovů a slitin. Byly také vytvořeny nové nekovové materiály pro použití v těsnění, zasklení, nátěrech a tak dále. Leningradská indická vláda zejména vyvinula technologii pro výrobu velkorozměrových křemenných panelů. Byly určeny k vytvoření lucerny nad astrokorekčními senzory.
S ohledem na požadavky, konstrukční zatížení a dostupné technologie byla vyvinuta pokročilá konstrukce draku letadla. Trup rakety byl vyroben válcový s proměnným průřezem. V přídi se nacházel nadzvukový difuzor s kónickým centrálním tělem, uvnitř kterého byla přihrádka pro bojovou hlavici. Středem draku procházel vzduchový kanál motoru a kolem něj byl umístěn chlazený prostor řídicích přístrojů a palivových nádrží.
Bloky prvního stupně měly zajistit přetaktování na 3M a také se potýkaly s problémem zahřívání. V tomto ohledu byly postaveny ze stejných materiálů jako hlavní pódium, ale lišily se jednodušším designem. Byly vyrobeny ve formě válcových jednotek s kónickými kryty hlavy. Téměř celý objem byl dán pod nádrže na palivo a okysličovadlo; v ocasu byly raketové motory.
Otázka motorů
K získání požadovaných letových vlastností potřeboval první stupeň dva motory o tahu každý 68 t. Vývojem takových výrobků byla pověřena OKB-2 NII-88 pod vedením A.M. Isaev. Kancelář již měla předběžný návrh na 17tunový motor a bylo rozhodnuto jej použít v souvislosti s Tempestem. Nový produkt dostal označení C2.1100.
Nový motor byl vyroben podle čtyřkomorového schématu; kamery a část páskování byla zapůjčena ze stávajícího projektu. Měl používat palivo TG-02 a okysličovadlo AI-27I. Přívod komponentů do spalovacích prostor měl zajišťovat turbočerpadlový agregát. Motor byl také vybaven samostatným okruhem pro isopropylnitrát: musel vstoupit do plynového generátoru a rozložit se na paroplyn, který uvedl TNA do pohybu. Každá komora motoru C2.1100 dávala podle výpočtů 17 tun tahu – celkem bylo potřeba 68 tun.
Nápor druhého stupně byl vyvinut v OKB-670 M.M. Bondaryuk. Navzdory zjevné jednoduchosti konstrukce bylo vytvoření takového motoru obzvláště obtížné. Bylo potřeba najít materiály, které odpovídají tepelnému zatížení od spalování paliva, vypracovat aerodynamické procesy na sání a uvnitř motoru a také vyřešit spoustu dalších problémů. V roce 1957 byly všechny tyto problémy úspěšně vyřešeny, což vedlo k nadzvukovému náporovému motoru, který běžel na petrolej a dával tah 7,55 tuny v cestovním režimu.
Řízení
Pobočka NII-1 MAP pracovala na řídicím systému pro Buryu, později nazvanou Země, pod vedením I.M. Lisovich a T.N. Tolstoušová. Tento projekt využíval stávající vývoj různých organizací. Zejména ve čtyřicátých letech výzkum na toto téma prováděli specialisté z NII-88.
Cílem projektu NII-1 MAP bylo vytvořit systém schopný automaticky najít indikované hvězdy, sledovat jejich polohu a určovat z ní jejich vlastní souřadnice. K tomu bylo potřeba vyřešit několik pomocných úkolů, např. vytvoření tzv. umělá vertikální nebo zajišťující odolnost proti hluku za všech podmínek. Museli jsme také vyvinout počítací stroj schopný převádět data astrokorekcí na příkazy pro autopilota.
Ještě v roce 1952, před zahájením prací na MCR „350“, byl vyroben prototyp astronavigačního systému. Jeho testy na letounu Il-12 ukázaly vysokou přesnost při držení směru letu. V letech 1954-55. tento systém byl vylepšen a znovu testován. Létající laboratoř na bázi Tu-16 prováděla lety ve výškách 10-11 km rychlostí 800 km/h a za 5-6 hodin letu se nahromadila chyba do 4-6 km.
Po určitých vylepšeních byl elektromechanický navigační systém s inerciálními přístroji a astrokorekcí připraven k instalaci na experimentální rakety. V roce 1957 byla zahájena výroba pilotních sérií takového zařízení pro montáž na prototypové rakety.
Testováno
První start „Stormu“ byl naplánován na 1. srpna 1957, ale neuskutečnil se. Poruchy v systému dodávky isopropylnitrátu zabránily pravidelnému startu motoru prvního stupně. Naštěstí nástroje motoru fungovaly správně a raketa nebyla poškozena. Po nezbytných úpravách byl 1. září opět připraven k letu. Tentokrát raketa opustila odpalovací zařízení, ale řídicí systém dal předčasně povel k resetování plynových kormidel prvního stupně. Raketa ztratila kontrolu a havarovala.
Poté došlo k dalším třem neúspěšným startům, při kterých let netrval déle než 60-80 sekund. V květnu 1958 Burja poprvé pravidelně vzlétla, nabrala předem stanovenou výšku, shodila bloky prvního stupně a zapnula nápor. Rychlost pochodového stupně dosáhla M=3. Pak bylo dalších pět startů se selháním na startu nebo v různých částech trajektorie. Další čtyři lety byly úspěšné a ukázaly, že raketa dokáže zrychlit na Mach 3,2, doletět do vzdálenosti 5500 km a provádět manévry vč. otočení o 180°.
V březnu 1960 došlo k poslednímu neúspěchu letu se ztrátou rakety. Poté v březnu a prosinci provedli dva starty na cíle na kamčatských cvičištích. V prvním případě "The Storm" za 121 minut. letěla do cílové oblasti, načež nemohla jít do střemhlavého letu. Další a poslední let byl zcela úspěšný. Ve vzdálenosti 6425 km se výrobek odchýlil od cíle o 4-7 km.
Při nedávných letech byly použity zkušené rakety s vylepšeným pohonným systémem. Použili S2.1150 LRE se zvýšeným tahem a kompaktnějším náporem RD-012U.
Nedostatek do budoucna
V raných fázích testování MCR "Storm" čelil různým technickým a konstrukčním problémům. Dokázali se s nimi vyrovnat a v budoucnu raketa ukázala vysokou úroveň výkonu - a schopnost řešit skutečné bojové mise. Na základě výsledků dalšího zdokonalování, zlepšování a zavádění nových komponent by se raketa 350 mohla stát efektivní a úspěšnou strategickou zbraň.
Nicméně v roce 1960 - podle různých zdrojů v únoru nebo prosinci - Rada ministrů nařídila zastavit práce na tématu "Storm". Vedení země rozhodlo, že mezikontinentální řízené střely jsou z hlediska jejich schopností a potenciálu horší než balistické systémy. Současný vývoj obou směrů byl považován za nemožný a nevhodný.
„Storm“ neprošel celým procesem dolaďování a nevstoupil do služby u naší armády. I v tomto případě však projekt přinesl nejviditelnější výsledky. Pro vývoj nového MKR bylo nutné vybudovat řadu výzkumných zařízení a provést mnoho výzkumů. Bylo shromážděno velké množství informací o aerodynamice vysokých nadzvukových rychlostí, tepelných procesech atd.
Kromě toho byly vytvořeny nové materiály a technologie. Většina podobných výsledků projektu Storm byla později úspěšně použita k vytvoření nových vzorků. letectví a raketová technika. Titan, žáruvzdorné oceli a další materiály pro "Storm" se tedy stále aktivně používají při konstrukci letectví a dalších zařízení. Moderní technologie výroby takových konstrukcí se přímo vrací k vývoji VIAM a MVTU v polovině padesátých let.
Některá řešení projektu C2.1100 byla později použita v projektech nových raketových motorů. Zkušenosti s vytvářením náporových motorů RD-012/012U byly užitečné i při vývoji řady nových produktů, např. některých protiletadlových střel. Některý vývoj z minulosti lze využít i při tvorbě moderních hypersonických zbraní.
Rozvoj systému Země měl pro naši raketovou a leteckou techniku velký význam. Astronavigace jasně prokázala své schopnosti a díky tomu později našla uplatnění v řadě nových projektů. Zejména poskytuje vysokou přesnost odpalování mezikontinentálních balistických raket.
Projekt Burya / 350 / La-350 tak nemohl vyřešit svůj hlavní úkol a sovětská armáda nedostala zásadně novou strategickou zbraň s nejvyšším výkonem. Tento projekt zároveň zanechal mnoho vědeckých dat a technických zkušeností, které přispěly k dalšímu rozvoji řady oblastí. To znamená, že Tempest – i přes neúspěšné dokončení projektu – nevznikl nadarmo a přinesl velké výhody, a to i nepřímo.
informace