Межконтинентальные баллистические ракеты. Самые быстрые ракеты в мире
20 января 1960 года в СССР была принята на вооружение первая в мире межконтинентальная баллистическая ракета Р-7. На базе этой ракеты было создано целое семейство ракет-носителей среднего класса, внесших большой вклад в освоение космоса. Именно Р-7 вывела на орбиту корабль «Восток» с первым космонавтом - Юрием Гагариным. Мы решили рассказать о пяти легендарных советских баллистических ракетах.
Двухступенчатая межконтинентальная баллистическая ракета Р-7, которую ласково называли «семеркой», имела отделяющуюся головную часть массой 3 тонны. Ракета разрабатывалась в 1956–1957 годах в подмосковном ОКБ-1 под руководством Сергея Павловича Королева. Она стала первой межконтинентальной баллистической ракетой в мире. Р-7 была принята на вооружение 20 января 1960 года. Она имела дальность полета 8 тыс. км. Позднее была принята модификация Р-7А с увеличенной до 11 тыс. км дальностью. В Р-7 использовалось жидкое двухкомпонентное топливо: в качестве окислителя - жидкий кислород, в качестве горючего - керосин Т-1. Испытания ракеты начались в 1957 году. Первые три запуска оказались неудачными. Четвертая попытка была успешной. Р-7 несла термоядерный боевой заряд. Забрасываемый вес составлял 5400–3700 кг.
Видео
Р-16
В 1962 году в СССР была принята на вооружение ракета Р-16. Ее модификация стала первой советской ракетой, способной стартовать из шахтной пусковой установки. Для сравнения - американские SM-65 Atlas также хранились в шахте, но стартовать из шахты не могли: перед запуском они поднимались на поверхность. Р-16 также первой советской двухступенчатой межконтинентальной баллистической ракетой на высококипящих компонентах топлива с автономной системой управления. Ракета была принята на вооружение в 1962 году. Необходимость разработки этой ракеты определялась низкими тактико-техническими и эксплуатационными характеристиками первой советской МБР Р-7. Первоначально Р-16 предполагалось запускать только с наземных пусковых установок. Р-16 оснащалась отделяемой моноблочной головной частью двух типов, отличавшихся мощностью термоядерного заряда (порядка 3 Мт и 6 Мт). От массы и соответственно мощности головной части зависела максимальная дальность полёта, колебавшаяся в пределах от 11 тыс. до 13 тыс. км. Первый запуск ракеты закончился аварией. 24 октября 1960 года на полигоне Байконур во время намеченного первого испытательного пуска ракеты Р-16 на этапе выполнения предстартовых работ, примерно за 15 минут до старта, произошел несанкционированный запуск двигателей второй ступени из-за прохождения преждевременной команды на запуск двигателей от токораспределителя, что было вызвано грубым нарушением процедуры подготовки ракеты. Ракета взорвалась на стартовой площадке. Погибли 74 человека, в том числе командующий РВСН маршал М. Неделин. Позднее Р-16 стала базовой ракетой для создания группировки межконтинентальных ракет РВСН.
РТ-2 стала первой советской серийной твердотопливной межконтинентальной баллистической ракетой. Она была принята на вооружение в 1968 году. Эта ракета имела дальность - 9400–9800 км. Забрасываемый вес - 600 кг. РТ-2 отличалась малым временем подготовки к пуску - 3–5 минут. Для Р-16 на это уходило 30 минут. Первые летные испытания были проведены с полигона Капустин Яр. Было произведено 7 успешных запусков. Во время второго этапа испытаний, который проходил с 3 октября 1966 года по 4 ноября 1968 года на полигоне Плесецк, из 25 запусков 16 были успешными. Ракета эксплуатировалась вплоть до 1994 года.
Ракета РТ-2 в музее «Мотовилихи», Пермь
Р-36
Р-36 представляла собой ракету тяжелого класса, способную нести термоядерный заряд и преодолевать мощную систему ПРО. Р-36 имела три боевых блока по 2,3 Мт. Ракета была принята на вооружение в 1967 году. В 1979 году была снята с вооружения. Старт ракеты производился из шахтной пусковой установки. В процессе испытаний было проведено 85 пусков, из них 14 отказов, 7 из которых приходятся на первые 10 пусков. Всего же было проведено 146 пусков всех модификаций ракеты. Р-36М - дальнейшее развитие комплекса. Эта ракета также известна как «Сатана». Это был самый мощный в мире боевой ракетный комплекс. Он значительно превосходил и своего предшественника - Р-36: по точности стрельбы - в 3 раза, по боеготовности - в 4 раза, по защищенности пусковой установки - в 15–30 раз. Дальность ракеты составляла до 16 тыс. км. Забрасываемый вес - 7300 кг.
Видео
«Темп-2С»
«Темп-2С» - первый мобильный ракетный комплекс СССР. Подвижная пусковая установка базировалась на шестиосном колесном шасси МАЗ-547А. Комплекс предназначался для нанесения ударов по хорошо защищенным средствами ПВО/ПРО и расположенным в глубине территории противника важным объектам военной и промышленной инфраструктуры. Летные испытания комплекса «Темп-2С» начались первым пуском ракеты 14 марта 1972 года на полигоне Плесецк. Летно-конструкторский этап в 1972 году проходил не слишком гладко: 3 пуска из 5 были неудачными. Всего в процессе летных испытаний проведено 30 пусков, 7 из них аварийные. На завершающем этапе совместных летных испытаний в конце 1974 года, был проведен залповый пуск двух ракет, а последний испытательный пуск выполнен 29 декабря 1974 года. Подвижный грунтовый ракетный комплекс «Темп-2С» был принят на вооружение в декабре 1975 года. Дальность ракеты составляла 10,5 тыс. км. Ракета могла нести термоядерную боеголовку 0,65–1,5 Мт. Дальнейшим развитием ракетного комплекса «Темп-2С» стал комплекс «Тополь».
Баллистические ракеты были и остаются надежным щитом национальной безопасности России. Щитом, готовым, в случае необходимости, обернуться мечом.
Р-36М "Сатана"
Разработчик: КБ «Южное»
Длина: 33, 65 м
Диаметр: 3 м
Стартовый вес: 208 300 кг
Дальность полета: 16000 км
Советский стратегический ракетный комплекс третьего поколения, с тяжёлой двухступенчатой жидкостной, ампулизированной межконтинентальной баллистической ракетой 15А14 для размещения в шахтной пусковой установке 15П714 повышенной защищённости типа ОС.
«Сатаной» советский стратегический ракетный комплекс назвали американцы. На момент первого испытания в 1973 году эта ракета стала самой мощной баллистической системой, которая когда-либо была разработана. Ни одна система ПРО неспособна была противостоять SS-18, радиус поражения которой составлял аж 16 тысяч метров. После создания Р-36М, Советский Союз мог не беспокоится «гонки вооружений». Однако в 1980-ые «Сатана» был модифицирован, и в 1988 году на вооружение Советской армии поступила новая версия SS-18 - Р-36М2 «Воевода», против которой ничего сделать не могут сделать и современные американские ПРО.
РТ-2ПМ2. «Тополь-М»
Длина: 22,7 м
Диаметр: 1,86 м
Стартовый вес: 47,1 т
Дальность полета: 11000 км
Ракета РТ-2ПМ2 выполнена в виде трехступенчатой ракеты с мощной смесевой твердотопливной энергетической установкой и стеклопластиковым корпусом. Испытания ракеты начались в 1994 году. Первый пуск был проведён из шахтной пусковой установки на космодроме Плесецк 20 декабря 1994 года. В 1997 году, после четырёх успешных пусков начато серийное производство этих ракет. Акт о принятии на вооружение РВСН РФ межконтинентальной баллистической ракеты «Тополь-М» был утверждён Госкомиссией 28 апреля 2000 года. По состоянию на конец 2012 года, на боевом дежурстве находилось 60 ракет «Тополь-М» шахтного и 18 мобильного базирования. Все ракеты шахтного базирования стоят на боевом дежурстве в Таманской ракетной дивизии (Светлый, Саратовская область).
PC-24 «Ярс»
Разработчик: МИТ
Длина: 23 м
Диаметр: 2 м
Дальность полета: 11000 км
Первый запуск ракеты состоялся в 2007 году. В отличие от Тополя-М обладает разделяющимися боевыми частями. Помимо боевых блоков, Ярс также несет комплекс средств прорыва противоракетной обороны, что затрудняет противнику ее обнаружение и перехват. Такое нововведение делает РС-24 наиболее удачной боевой ракетой в условиях развертывания глобальной американской системы ПРО.
СРК УР-100Н УТТХ с ракетой 15А35
Разработчик: ЦКБ машиностроения
Длина: 24,3 м
Диаметр: 2,5 м
Стартовый вес: 105,6 т
Дальность полета: 10000 км
Межконтинентальная баллистическая жидкостная ракета 15А30 (УР-100Н) третьего поколения с разделяющейся головной частью индивидуального наведения (РГЧ ИН) была разработана в ЦКБ машиностроения под руководством В.Н.Челомея. Летно-конструкторские испытания МБР 15А30 проводились на полигоне Байконур (председатель госкомиссии - генерал-лейтенант Е.Б. Волков). Первый пуск МБР 15А30 состоялся 9 апреля 1973г. По официальным данным, на июль 2009 г. РВСН РФ имели 70 развернутых МБР 15А35: 1. 60-я ракетная дивизия (г. Татищево), 41 УР-100Н УТТХ 2. 28-я гвардейская ракетная дивизия (г. Козельск), 29 УР-100Н УТТХ.
15Ж60 "Молодец"
Разработчик: КБ «Южное»
Длина: 22,6 м
Диаметр: 2,4 м
Стартовый вес: 104,5 т
Дальность полета: 10000 км
РТ-23 УТТХ «Молодец» - стратегические ракетные комплексы с твёрдотопливными трёхступенчатыми межконтинентальными баллистическими ракетами 15Ж61 и 15Ж60, подвижного железнодорожного и стационарного шахтного базирования, соответственно. Явился дальнейшим развитием комплекса РТ-23. Были приняты на вооружение в 1987 году. На внешней поверхности обтекателя размещаются аэродинамические рули, позволяющие управлять ракетой по крену на участках работы первой и второй ступеней. После прохождения плотных слоев атмосферы обтекатель сбрасывается.
Р-30 "Булава"
Разработчик: МИТ
Длина: 11,5 м
Диаметр: 2 м
Стартовый вес: 36,8 т.
Дальность полета: 9300 км
Российская твёрдотопливная баллистическая ракета комплекса Д-30 для размещения на подводных лодках проекта 955. Первый запуск "Булавы" состоялся в 2005 году. Отечественные авторы часто критикуют разрабатываемый ракетный комплекс «Булава» за достаточно большую долю неудачных испытаний.Как утверждают критики, "Булава" появилась благодаря банальному желанию России сэкономить: стремление страны сократить расходы на разработку за счет унификации "Булавы" с сухопутными ракетами сделало ее производство дешевле, чем обычно.
Х-101/Х-102
Разработчик: МКБ «Радуга»
Длина: 7,45 м
Диаметр: 742 мм
Размах крыла: 3 м
Стартовый вес: 2200-2400
Дальность полета: 5000-5500 км
Стратегическая крылатая ракета нового поколения. Её корпус представляет собой низкоплан, однако имеет сплющенное поперечное сечение и боковые поверхности. Боевая часть ракеты весом в 400 кг может поражать сразу 2 цели на расстоянии 100 км друг от друга. Первая цель будет поражена боеприпасом, спускающимся на парашюте, а вторая непосредственно при попадании ракеты.При дальности полета на 5000 км показатель кругового вероятного отклонения (КВО) составляет всего 5-6 метров, а при дальности 10 000 км не превышает 10 м.
, Франции и Китая .
Важным этапом в развитии ракетной техники было создание систем с разделяющимися головными частями. Первые варианты реализации не имели индивидуального наведения боевых блоков, выгода от использования нескольких небольших зарядов вместо одного мощного заключается в большей эффективности при воздействии по площадным целям, так в 1970 году Советским Союзом были развёрнуты ракеты Р-36 с тремя боевыми блоками по 2,3 Мт. В том же году США поставили на боевое дежурство первые комплексы Minuteman III , которые обладали совершенно новым качеством - возможностью разведения боеголовок по индивидуальным траекториям для поражения нескольких целей.
В СССР были приняты на вооружение первые мобильные МБР: Темп-2С на колёсном шасси (1976 год) и РТ-23 УТТХ железнодорожного базирования (1989 год). В США также велись работы по аналогичным комплексам, но ни один из них не был принят на вооружение.
Особым направлением в развитии межконтинентальных баллистических ракет являлись работы по «тяжёлым» ракетам. В СССР такими ракетами стали Р-36, и её дальнейшее развитие Р-36М , принятые на вооружение в 1967 и 1975 годах, а в США в 1963 году на вооружение встала МБР «Титан-2». В 1976 году КБ «Южное» приступило к разработке новой МБР РТ-23 , тогда как в США с 1972 года велись работы по ракете ; они были приняты на вооружение в (в варианте РТ-23УТТХ) и 1986 годах , соответственно. Р-36М2 , поступившая на вооружение в 1988 году , является самой мощной и самой тяжёлой в истории ракетного оружия: 211-тонная ракета при стрельбе на 16 000 км несёт на борту 10 боевых блоков мощностью 750 кт каждый.
Конструкция
Принцип действия
Баллистические ракеты, как правило, стартуют вертикально. Получив некоторую поступательную скорость в вертикальном направлении, ракета с помощью специального программного механизма, аппаратуры и органов управления постепенно из вертикального начинает переходить в наклонное положение в сторону цели.
К концу работы двигателя продольная ось ракеты приобретает угол наклона (тангажа), отвечающий наибольшей дальности её полёта, а скорость становится равной строго установленному значению, обеспечивающему эту дальность.
После прекращения работы двигателя весь дальнейший свой полет ракета совершает по инерции, описывая в общем случае почти строго эллиптическую траекторию. На вершине траектории скорость полёта ракеты принимает наименьшее своё значение. Апогей траектории баллистических ракет обычно находится на высоте нескольких сотен километров от поверхности земли, где из-за малой плотности атмосферы практически полностью отсутствует сопротивление воздуха.
На нисходящем участке траектории скорость полёта ракеты за счёт потери высоты постепенно увеличивается. При дальнейшем снижении плотные слои атмосферы ракета проходит с огромными скоростями. При этом происходит сильный разогрев обшивки баллистической ракеты, и если не будут приняты необходимые предохранительные меры, то может произойти её разрушение.
Классификация
Способ базирования
По способу базирования межконтинентальные баллистические ракеты делят на:
- запускаемые с наземных стационарных пусковых установок: Р-7 , «Атлас» ;
- запускаемые из шахтных пусковых установок (ШПУ) : РС-18 , PC-20 , «Минитмен »;
- запускаемые с мобильных установок на базе колёсного шасси: «Тополь-М », «Миджитмен»;
- запускаемые с железнодорожных пусковых установок: РТ-23УТТХ ;
- баллистические ракеты подводных лодок : «Булава» , «Трайдент» .
Первый способ базирования вышел из употребления ещё в начале 1960-х гг., как не отвечающий требованиям защищённости и скрытности. Современные ШПУ обеспечивают высокую степень защиты от поражающих факторов ядерного взрыва и позволяют достаточно надёжно скрывать степень боеготовности стартового комплекса. Остальные три варианта являются мобильными, а значит более труднообнаружимыми, однако накладывают существенные ограничения на размеры и массу ракет.
МБР компоновки КБ им. В. П. Макеева
Неоднократно предлагались и другие способы базирования МБР, призванные обеспечить скрытность развёртывания и защищённость стартовых комплексов, например:
- на специализированных самолётах и даже дирижаблях с запуском МБР в полёте;
- в сверхглубоких (сотни метров) шахтах в скальных породах, из которых транспортно-пусковые контейнеры (ТПК) с ракетами должны перед пуском подниматься к поверхности;
- на дне континентального шельфа во всплывающих капсулах;
- в сети подземных галерей, по которым непрерывно движутся мобильные пусковые установки.
До сих пор ни один из подобных проектов не был доведён до практической реализации.
Двигатели
Ранние варианты МБР использовали жидкостные ракетные двигатели и требовали длительной заправки компонентами ракетного топлива непосредственно перед запуском. Подготовка к запуску могла длиться несколько часов, а время поддержания боевой готовности было весьма незначительным. В случае применения криогенных компонентов (Р-7) оборудование стартового комплекса было весьма громоздким. Всё это значительно ограничивало стратегическую ценность таких ракет. Современные МБР используют твёрдотопливные ракетные двигатели или жидкостные ракетные двигатели на высококипящих компонентах с ампулизированной заправкой. Такие ракеты поступают с завода в транспортно-пусковых контейнерах. Это позволяет им храниться в готовом к старту состоянии в течение всего срока службы. Жидкостные ракеты доставляют на стартовый комплекс в незаправленном состоянии. Заправка производится после установки ТПК с ракетой в ПУ, после чего ракета может находиться в боеготовом состоянии многие месяцы и годы. Подготовка к запуску занимает обычно не более нескольких минут и производятся дистанционно, с удалённого командного пункта, по кабельным или радиоканалам. Так же осуществляются периодические проверки систем ракеты и ПУ.
Современные МБР обычно имеют разнообразные средства преодоления ПРО противника. Они могут включать в себя маневрирующие боевые блоки, средства постановки радиолокационных помех, ложные цели и др.
Показатели
Запуск ракеты «Днепр»
Мирное использование
Например, при помощи американских МБР Атлас и Титан осуществлялись запуски космических кораблей Меркурий и Джемини . А советские МБР PC-20 , PC-18 и морская Р-29РМ послужили основой для создания ракет-носителей Днепр , Стрела , Рокот и Штиль .
См. также
Примечания
Ссылки
- Андреев Д. Ракеты в запас не уходят // «Красная звезда». 25 июня 2008 г.
При больших дальностях пуска полезная нагрузка межконтинентальной баллистической ракеты уходит в космическую высоту на многие сотни километров. Поднимается в слой низкоорбитальных спутников, на 1000−1200 км над Землей, и ненадолго располагается среди них, лишь слегка отставая от их общего бега. А затем по эллиптической траектории начинает скатываться вниз…
Баллистическая ракета состоит из двух главных частей - разгоняющей части и другой, ради которой затеян разгон. Разгоняющая часть - это пара или тройка больших многотонных ступеней, под завязку набитых топливом и с двигателями снизу. Они придают необходимую скорость и направление движению другой главной части ракеты - головной. Разгонные ступени, сменяя друг друга в эстафете пуска, ускоряют эту головную часть в направлении района ее будущего падения.
Головная часть ракеты - это сложный груз из многих элементов. Он содержит боеголовку (одну или несколько), платформу, на которой эти боеголовки размещены вместе со всем остальным хозяйством (вроде средств обмана радаров и противоракет противника), и обтекатель. Еще в головной части есть топливо и сжатые газы. Вся головная часть к цели не полетит. Она, как ранее и сама баллистическая ракета, разделится на много элементов и просто перестанет существовать как одно целое. Обтекатель от нее отделится еще неподалеку от района пуска, при работе второй ступени, и где-то там по дороге и упадет. Платформа развалится при входе в воздух района падения. Сквозь атмосферу до цели дойдут элементы только одного типа. Боеголовки.
Вблизи боеголовка выглядит как вытянутый конус длиною метр или полтора, в основании толщиной с туловище человека. Нос конуса заостренный либо немного затупленный. Конус этот - специальный летательный аппарат, задача которого - доставка оружия к цели. Мы вернемся к боеголовкам позже и познакомимся с ними ближе.
Тянуть или толкать?
В ракете все боеголовки расположены на так называемой ступени разведения, или в «автобусе». Почему автобус? Потому что, освободившись сначала от обтекателя, а затем от последней разгонной ступени, ступень разведения развозит боеголовки, как пассажиров по заданным остановкам, по своим траекториям, по которым смертоносные конусы разойдутся к своим целям.
Еще «автобус» называют боевой ступенью, потому что ее работа определяет точность наведения боеголовки в точку цели, а значит, и боевую эффективность. Ступень разведения и ее работа - один из самых больших секретов в ракете. Но мы все же слегка, схематично, взглянем на эту таинственную ступень и на ее непростой танец в космосе.
Ступень разведения имеет разные формы. Чаще всего она похожа на круглый пенек или на широкий каравай хлеба, на котором сверху установлены боеголовки остриями вперед, каждая на своем пружинном толкателе. Боеголовки заранее расположены под точными углами отделения (на ракетной базе, вручную, с помощью теодолитов) и смотрят в разные стороны, как пучок морковок, как иголки у ежика. Ощетинившаяся боеголовками платформа занимает в полете заданное, гиростабилизированное в пространстве положение. И в нужные моменты с нее поодиночке выталкиваются боеголовки. Выталкиваются сразу после завершения разгона и отделения от последней разгонной ступени. Пока (мало ли что?) не сбили противоракетным оружием весь этот неразведенный улей или не отказало что-либо на борту ступени разведения.
Но так было раньше, на заре разделяющихся головных частей. Сейчас разведение представляет собой совсем другую картину. Если раньше боеголовки «торчали» вперед, то теперь впереди по ходу находится сама ступень, а боеголовки висят снизу, вершинами назад, перевернутые, как летучие мыши. Сам «автобус» в некоторых ракетах тоже лежит в перевернутом состоянии, в специальной выемке в верхней ступени ракеты. Теперь после отделения ступень разведения не толкает, а тащит боеголовки за собой. Причем тащит, упираясь крестообразно расставленными четырьмя «лапами», развернутыми впереди. На концах этих металлических лап находятся направленные назад тяговые сопла ступени разведения. После отделения от разгонной ступени «автобус» очень точно, прецизионно выставляет свое движение в начинающемся космосе с помощью собственной мощной системы наведения. Сам занимает точную тропу очередной боеголовки - ее индивидуальную тропу.
Затем размыкаются специальные безынерционные замки, державшие очередную отделяемую боеголовку. И даже не отделенная, а просто теперь уже ничем не связанная со ступенью боеголовка остается неподвижно висеть здесь же, в полной невесомости. Начались и потекли мгновенья ее собственного полета. Словно одна отдельная ягода рядом с гроздью винограда с другими виноградинами-боеголовками, еще не сорванными со ступени процессом разведения.
Деликатные движения
Теперь задача ступени - отползти от боеголовки как можно деликатнее, не нарушив ее точно выставленного (нацеленного) движения газовыми струями своих сопел. Если сверхзвуковая струя сопла попадет по отделенной боеголовке, то неминуемо внесет свою добавку в параметры ее движения. За последующее время полета (а это полчаса - минут пятьдесят, в зависимости от дальности пуска) боеголовка продрейфует от этого выхлопного «шлепка» струи на полкилометра-километр вбок от цели, а то и дальше. Продрейфует без преград: там же космос, шлепнули - поплыла, ничем не удерживаясь. Но разве километр вбок - это точность сегодня?
Чтобы избежать таких эффектов, как раз и нужны разнесенные в стороны четыре верхние «лапы» с двигателями. Ступень как бы подтягивается на них вперед, чтобы струи выхлопов шли по сторонам и не могли зацепить отделяемую брюшком ступени боеголовку. Вся тяга разделена между четырьмя соплами, что снижает мощность каждой отдельной струи. Есть и другие особенности. Например, если на бубликообразной ступени разведения (с пустотой посередине - этим отверстием она надета на разгонную ступень ракеты, как обручальное кольцо на палец) ракеты «Трайдент-II D5» система управления определяет, что отделенная боеголовка все же попадает под выхлоп одного из сопел, то система управления это сопло отключает. Делает «тишину» над боеголовкой.
Ступень нежно, как мать от колыбельки уснувшего дитяти, боясь нарушить его покой, на цыпочках отходит в пространстве на трех оставшихся соплах в режиме малой тяги, а боеголовка остается на прицельной траектории. Затем «бублик» ступени с крестовиной тяговых сопел проворачивается вокруг оси, чтобы боеголовка вышла из-под зоны факела выключенного сопла. Теперь ступень отходит от оставляемой боеголовки уже на всех четырех соплах, но пока тоже на малом газу. При достижении достаточного расстояния включается основная тяга, и ступень энергично перемещается в область прицельной траектории следующей боеголовки. Там расчетно тормозится и снова очень точно устанавливает параметры своего движения, после чего отделяет от себя очередную боеголовку. И так - пока не высадит каждую боеголовку на ее траекторию. Процесс этот быстр, гораздо быстрее, чем вы читаете о нем. За полторы-две минуты боевая ступень разводит десяток боеголовок.
Тестовый запуск межконтинентальной баллистической ракеты Peacekeeper. На снимке с длинной экспозицией видны следы разделяющихся боеголовок
Бездны математики
Сказанного выше вполне достаточно для понимания, как начинается собственный путь боеголовки. Но если приоткрыть дверь чуть шире и бросить взгляд чуть глубже, можно заметить, что сегодня разворот в пространстве ступени разведения, несущей боеголовки, - это область применения кватернионного исчисления, где бортовая система ориентации обрабатывает измеряемые параметры своего движения с непрерывным построением на борту кватерниона ориентации. Кватернион - это такое комплексное число (над полем комплексных чисел лежит плоское тело кватернионов, как сказали бы математики на своем точном языке определений). Но не с обычными двумя частями, действительной и мнимой, а с одной действительной и тремя мнимыми. Итого у кватерниона четыре части, о чем, собственно, и говорит латинский корень quatro.
Ступень разведения выполняет свою работу довольно низко, сразу после выключения разгонных ступеней. То есть на высоте 100−150 км. А там еще сказывается влияние гравитационных аномалий поверхности Земли, разнородностей в ровном поле тяготения, окружающем Землю. Откуда они? Из неровностей рельефа, горных систем, залегания пород разной плотности, океанических впадин. Гравитационные аномалии либо притягивают к себе ступень добавочным притяжением, либо, наоборот, слегка отпускают ее от Земли.
В таких неоднородностях, сложной ряби местного гравитационного поля, ступень разведения должна расставить боеголовки с прецизионной точностью. Для этого пришлось создать более детальную карту гравитационного поля Земли. «Излагать» особенности реального поля лучше в системах дифференциальных уравнений, описывающих точное баллистическое движение. Это большие, емкие (для включения подробностей) системы из нескольких тысяч дифференциальных уравнений, с несколькими десятками тысяч чисел-констант. А само гравитационное поле на низких высотах, в непосредственной околоземной области, рассматривают как совместное притяжение нескольких сотен точечных масс разного «веса», расположенных около центра Земли в определенном порядке. Так достигается более точное моделирование реального поля тяготения Земли на трассе полета ракеты. И более точная работа с ним системы управления полетом. А еще… но полно! - не будем заглядывать дальше и закроем дверь; нам вполне хватит и сказанного.
Полет без боеголовок
Ступень разведения, разогнанная ракетой в сторону того же географического района, куда должны упасть боеголовки, продолжает свой полет вместе с ними. Ведь отстать она не может, да и зачем? После разведения боеголовок ступень срочно занимается другими делами. Она отходит в сторону от боеголовок, заранее зная, что будет лететь немного не так, как боеголовки, и не желая их потревожить. Все свои дальнейшие действия ступень разведения тоже посвящает боеголовкам. Это материнское желание всячески оберегать полет своих «деток» продолжается всю ее оставшуюся недолгую жизнь.
Недолгую, но насыщенную.
После отделенных боеголовок наступает черед других подопечных. В стороны от ступени начинают разлетаться самые забавные штуковины. Словно фокусник, выпускает она в пространство множество надувающихся воздушных шариков, какие-то металлические штучки, напоминающие раскрытые ножницы , и предметы всяких прочих форм. Прочные воздушные шарики ярко сверкают в космическом солнце ртутным блеском металлизированной поверхности. Они довольно большие, некоторые по форме напоминают боеголовки, летящие неподалеку. Их поверхность, покрытая алюминиевым напылением, отражает радиосигнал радара издали почти так же, как и корпус боеголовки. Наземные радары противника воспримут эти надувные боеголовки наравне с реальными. Разумеется, в первые же мгновения входа в атмосферу эти шарики отстанут и немедленно лопнут. Но до этого они будут отвлекать на себя и загружать вычислительные мощности наземных радаров - и дальнего обнаружения, и наведения противоракетных комплексов. На языке перехватчиков баллистических ракет это называется «осложнять текущую баллистическую обстановку». А всё небесное воинство, неумолимо движущееся к району падения, включая боевые блоки настоящие и ложные, надувные шарики, дипольные и уголковые отражатели, вся эта разношерстная стая называется «множественные баллистические цели в осложненной баллистической обстановке».
Металлические ножницы раскрываются и становятся электрическими дипольными отражателями - их множество, и они хорошо отражают радиосигнал ощупывающего их луча радара дальнего противоракетного обнаружения. Вместо десяти искомых жирных уток радар видит огромную размытую стаю маленьких воробьев, в которой трудно что-то разобрать. Устройства всяких форм и размеров отражают разные длины волн.
Кроме всей этой мишуры, ступень теоретически может сама испускать радиосигналы, которые мешают наводиться противоракетам противника. Или отвлекать их на себя. В конце концов, мало ли чем она может быть занята - ведь летит целая ступень, большая и сложная, почему бы не нагрузить ее хорошей сольной программой?
Последний отрезок
Однако с точки зрения аэродинамики ступень не боеголовка. Если та - маленькая и тяжеленькая узкая морковка, то ступень - пустое обширное ведро, с гулкими опустевшими топливными баками, большим необтекаемым корпусом и отсутствием ориентации в начинающем набегать потоке. Своим широким телом с приличной парусностью ступень гораздо раньше отзывается на первые дуновения встречного потока. Боеголовки к тому же разворачиваются вдоль потока, с наименьшим аэродинамическим сопротивлением пробивая атмосферу. Ступень же наваливается на воздух своими обширными боками и днищами как придется. Бороться с тормозящей силой потока она не может. Ее баллистический коэффициент - «сплав» массивности и компактности - гораздо хуже боеголовочного. Сразу и сильно начинает она замедляться и отставать от боеголовок. Но силы потока нарастают неумолимо, одновременно и температура прогревает тонкий незащищенный металл, лишая его прочности. Остатки топлива весело кипят в раскаляющихся баках. Наконец, происходит потеря устойчивости конструкции корпуса под обжавшей ее аэродинамической нагрузкой. Перегрузка помогает крушить переборки внутри. Крак! Хрясь! Смявшееся тело тут же охватывают гиперзвуковые ударные волны, разрывая ступень на части и разбрасывая их. Пролетев немного в уплотняющемся воздухе, куски снова разламываются на более мелкие фрагменты. Остатки топлива реагируют мгновенно. Разлетающиеся осколки конструктивных элементов из магниевых сплавов зажигаются раскаленным воздухом и мгновенно сгорают с ослепительной вспышкой, похожей на вспышку фотоаппарата - недаром в первых фотовспышках поджигали магний!
Все сейчас горит огнем, все обтянуто раскаленной плазмой и хорошо светит вокруг оранжевым цветом углей из костра. Более плотные части уходят тормозиться вперед, более легкие и парусные сдуваются в хвост, растягивающийся по небу. Все горящие компоненты дают плотные дымовые шлейфы, хотя на таких скоростях этих самых плотных шлейфов быть не может из-за чудовищного разбавления потоком. Но издали их видно прекрасно. Выброшенные частицы дыма растягиваются по следу полета этого каравана кусков и кусочков, наполняя атмосферу широким белым следом. Ударная ионизация порождает ночное зеленоватое свечение этого шлейфа. Из-за неправильной формы фрагментов их торможение стремительно: все, что не сгорело, быстро теряет скорость, а с ней и горячительное действие воздуха. Сверхзвук - сильнейший тормоз! Став в небе, словно разваливающийся на путях поезд, и тут же охладившись высотным морозным дозвуком, полоса фрагментов становится визуально неразличимой, теряет свою форму и строй и переходит в долгое, минут на двадцать, тихое хаотичное рассеивание в воздухе. Если оказаться в нужном месте, можно услышать, как тихо звякнет об ствол березы маленький обгорелый кусочек дюраля. Вот ты и прибыла. Прощай, ступень разведения!
Сравнительная оценка проводилась по следующим параметрам:
огневая мощь (количество боевых блоков (ББ), суммарная мощность ББ, максимальная дальность стрельбы, точность – КВО)
конструктивное совершенство (стартовая масса ракеты, габаритные характеристики, условная плотность ракеты – отношение стартовой массы ракеты к объему транспортно-пускового контейнера (ТПК))
эксплуатация (способ базирования – подвижно-грунтовый ракетный комплекс (ПГРК) или размещение в шахтной пусковой установке (ШПУ), время межрегламентного периода, возможность продления гарантийного срока)
Сумма баллов по всем параметрам дала общую оценку сравниваемой МБР. При этом учитывалось, что каждая МБР, взятая из статистической выборки, сравниваясь с другими МБР, оценивалась, исходя из технических требований своего времени.
Многообразие МБР наземного базирования так велико, что в выборку включены лишь МБР, которые находятся на вооружение в настоящее время и имеющие дальность более 5 500 км., - а такие есть только у Китая, России и США (Великобритания и Франция отказались от МБР наземного базирования, разместив их только на подлодках).
Межконтинентальные баллистические ракеты
По количеству набранных баллов первые четыре места заняли:
1. МБР России Р-36М2 «Воевода» (15А18М, код СНВ - РС-20В, по классификации НАТО - SS-18 Satan (рус. «Сатана»))
Принята на вооружение, г. - 1988
Топливо - жидкое
Число разгонных ступеней - 2
Длина, м - 34.3
Максимальный диаметр, м - 3.0
Стартовая масса,т - 211.4
Старт - миномётный (для ШПУ)
Забрасываемая масса, кг - 8 800
Дальность полёта, км -11 000 - 16 000
Число ББ, мощность, кт -10Х550-800
КВО, м - 400 – 500
28.5
Наиболее мощной МБР наземного базирования является ракета 15А18М комплекса Р-36М2 «Воевода» (обозначение РВСН РС-20В, обозначение НАТО SS-18mod4 "Satan". Комплекс Р-36М2 не имеет себе равных по технологическому уровню и боевым возможностям.
15А18М способна нести платформы с несколькими десятками (от 20 до 36) ядерных РГЧ индивидуального наведения, а также маневрирующие головные части. Она оснащена КСП ПРО, позволяющем прорвать эшелонированную ПРО с применением оружия, основанного на новых физических принципах. Р-36М2 несут дежурство в сверхзащищённых шахтных пусковых установках, обладающих стойкостью к воздействию ударной волны на уровне около 50 МПа (500 кг/кв. см).
В конструкцию Р-36М2 заложена способность стартовать непосредственно в период массированного ядерного воздействия противника по позиционному району и блокировки позиционного района высотными ядерными взрывами. Ракета имеет наивысшую из МБР стойкость к поражающим факторам ЯВ.
Ракета покрыта темным теплозащитным покрытием, облегчающим прохождение облака ядерного взрыва. Она оснащена системой датчиков датчиков измеряющих нейтронное и гамма- излучение, региструющих опасный уровень и на время прохождения ракетой облака ядерного взрыва выключающих систему управления, которая остаётся застабилизированной до момента выхода ракеты из опасной зоны, после чего система управления включается и корректирует траекторию.
Ударом 8-10 ракет 15А18М (в полной комплектации) обеспечивалось уничтожение 80 % промышленного потенциала США и большей части населения.
2. МБР США LGM-118A «Peacekeeper» - MX
Основные тактико технические характеристики (ТТХ):
Принята на вооружение, г. - 1986
Топливо - твёрдое
Число разгонных ступеней - 3
Длина, м - 21.61
Максимальный диаметр, м - 2.34
Стартовая масса,т - 88.443
Старт - миномётный (для ШПУ)
Забрасываемая масса, кг - 3 800
Дальность полёта, км - 9 600
Число ББ, мощность, кт - 10Х300
КВО, м - 90 - 120
Сумма баллов по всем параметрам - 19.5
Наиболее мощная и совершенная американская МБР - трёхступенчатая твёрдотопливная ракета MX - была оснащена десятью с мощностью по 300 кт. Она обладала повышенной стойкостью к воздействию ПФЯВ и имела возможности по преодолению существующей ПРО, ограниченной международным договором.
МХ имела наибольшие возможности среди МБР по точности и способности поразить сильнозащищённую цель. В то же время сами МХ базировались только в усовершенствованных ШПУ МБР «Минитмен», уступавших по защищённости российским ШПУ. По оценкам американских специалистов, МХ в 6 - 8 раз превосходила по боевым возможностям «Минитмен-3».
Всего было развёрнуто 50 ракет MX, которые несли боевое дежурство в состоянии 30-секундной готовности к запуску. Сняты с вооружения в 2005 г., ракеты и всё оборудование позиционного района находятся на консервации. Рассматриваются варианты использования MX для нанесения высокоточных неядерных ударов.
3. МБР России PC-24 «Ярс» - российская твердотопливная межконтинентальная баллистическая ракета мобильного базирования с разделяющейся головной частью
Основные тактико технические характеристики (ТТХ):
Принята на вооружение, г. - 2009
Топливо - твёрдое
Число разгонных ступеней - 3
Длина, м - 22.0
Максимальный диаметр, м - 1.58
Стартовая масса,т - 47,1
Старт - миномётный
Забрасываемая масса, кг - 1 200
Дальность полёта, км - 11 000
Число ББ, мощность, кт - 4Х300
КВО, м – 150
Сумма баллов по всем параметрам - 17.7
Конструктивно РC-24 похожа на «Тополь-М», и имеет три ступени. Отличается от РС-12М2 "Тополь-М":
новой платформой разведения блоков с боеголовками
переоснащением некоторой части системы управления ракеты
увеличенной полезной нагрузкой
На вооружение ракета поступает в заводском транспортно-пусковом контейнере (ТПК), в котором и проводит всю свою службу. Корпус ракетного изделия покрыт спецсоставами для уменьшения воздействий ядерного взрыва. Вероятно, дополнительно нанесен состав по технологии «стелс».
Система наведения и управления (СНУ)– автономная управляющая система инерциального исполнения с бортовой цифровой вычислительной машиной (БЦВМ), вероятно используется астрокоррекция. Предположительный разработчик управляющей системы Московский НПЦ приборостроения и автоматики.
Использование активного участка траектории сократили. Для улучшения скоростных характеристик в конце отработки третей ступени, возможно, используют разворот с направлением нулевого приращения расстояния до полной отработки запаса топлива последней ступени.
Отсек приборного оборудования полностью герметичен. Ракета способна преодолеть на старте облако ядерного взрыва и совершить программный маневр. Для проведения испытаний ракету, скорее всего, оборудуют телеметрической системой – приемоиндикатор Т-737 «Триада».
Для противодействия средствам ПРО, ракета оборудуется комплексом противодействия. С ноября 2005 г. по декабрь 2010 г. были произведены испытания комплексов противодействия ПРО с использованием ракет «Тополь» и К65М-Р.
4. МБР России УР-100Н УТТХ (индекс ГРАУ - 15А35, код СНВ - РС-18Б, по классификации НАТО - SS-19 Stiletto(англ. «Стилет»))
Основные тактико технические характеристики (ТТХ):
Принята на вооружение, г. - 1979
Топливо - жидкое
Число разгонных ступеней - 2
Длина, м - 24.3
Максимальный диаметр, м - 2.5
Стартовая масса,т - 105.6
Старт - газодинамический
Забрасываемая масса, кг - 4 350
Дальность полёта, км - 10 000
Число ББ, мощность, кт - 6Х550
КВО, м - 380
Сумма баллов по всем параметрам - 16.6
МБР 15А35 - двухступенчатая межконтинентальная баллистическая ракета, выполненная по схеме "тандем" с последовательным разделением ступеней. Ракета отличается очень плотной компоновкой и практически отсутствием "сухих" отсеков. По официальным данным, на июль 2009 г. РВСН РФ имели 70 развернутых МБР 15А35.
Последняя дивизия ранее находилась в процессе ликвидации, однако решением Президента РФ Д.А. Медведева в ноябре 2008 г. процесс ликвидации прекращен. Дивизия по-прежнему будет нести дежурство с МБР 15А35 до перевооружения на «новые ракетные комплексы» (по всей видимости - или «Тополь-М» или РС-24).
По-видимому, в ближайшем будущем количество ракет 15А35, стоящих на боевом дежурстве, будет сокращаться и далее вплоть до стабилизации на уровне порядка 20-30 единиц с учетом закупленных ракет. Ракетный комплекс УР-100Н УТТХ является исключительно надежным - проведено 165 испытательных и учебно-боевых пусков, из них только три были неудачными.
Американский журнал "Ассоциации ракетчиков ВВС" назвал ракету УР-100Н УТТХ "одной из наиболее выдающихся технических разработок "Холодной Войны". Первый комплекс, еще с ракетами УР-100Н, был поставлен на боевое дежурство в 1975 году с гарантийным сроком эксплуатации 10 лет. При его создании были реализованы все лучшие конструкторские решения, отработанные на предыдущих поколениях "соток".
Достигнутые затем при эксплуатации улучшенного комплекса с МБР УР-100Н УТТХ высокие показатели надежности ракеты и комплекса в целом позволили военно-политическому руководству страны поставить перед МО РФ, Генеральным штабом, командованием РВСН и головным разработчиком в лице НПО Машиностроения задачу постепенного продления сроков эксплуатации комплекса с 10 до 15, затем до 20, 25 и, наконец, до 30 лет и далее.
