Техника и вооружение 2005 10

Р-13 представляла собой одноступенчатую ракету с моноблочной отделяемой головной частью, снаряженной мощным термоядерным зарядом. Хотя ракета Р-13 являлась своего рода «исправленным и дополненным изданием» Р-11 ФМ, ее схема имела и свои особенности. Основными из них являлись: отделяемая головная часть с боевым блоком, пятикамерная схема двигателя (одна центральная и четыре рулевых), турбонасосная система подачи топлива в двигатель, расположение бака окислителя перед баком горючего, а также отсутствие газовых рулей.

Конструктивно ракета состояла из головной части, межступенного, топливного и хвостового отсеков. Жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) располагался в хвостовом отсеке. Головная часть и хвостовой отсек снабжались пластинчатыми стабилизаторами. Топливный отсек образовывали баки, выполненные несущими. Баки окислителя и горючего представляли собой единую сварную конструкцию из высокопрочной жарокислостойкой стали. На баках ракеты устанавливалась специальная арматура, которая обеспечивала заправку ракеты компонентами топлива, их слив и надду в баков.

Компоновочная схема ракеты Р-13 и ее внешний вид.

Хвостовой отсек с двигательной установкой ракеты Р-13.

Корпус ракеты Р-13 с топливным отсеком.

Траектория полета ракеты Р-13.

Ко времени разработки Р-13 стремительное совершенствование ядерного оружия позволило применять на ракете новый заряд, на порядок более мощный в сравнении с установленным на Р-11ФМ, но близкий по весу. Отделяемая в полете моноблочная головная часть (ГЧ) с термоядерным зарядом позволяла наносить удары по площадным целям.

С середины 1950-х гг. в качестве дублера арзамасского КБ-11 в так называемом «Челябинске-70» был создан НИИ-1011. Новая организация стремилась как можно скорее и лучше зарекомендовать себя и смело шла на рискованные технические решения.

Перед разработчиками этого блока встала сложнейшая задача — вписать термоядерный заряд больших габаритов, созданный для межконтинентальной ракеты, в малогабаритную ракету подводной лодки, обеспечив при этом приемлемые эксплуатационные параметры и заданную дальность стрельбы. За решение задачи взялись молодые ядерщики и ракетчики, во главе которых стояли К.И.Щелкин и В.П. Макеев. Основная заслуга в создании этого уникального даже но меркам сегодняшнего дня боевого блока принадлежит К.И. Щелкину, принявшему решение о серьезной переработке конструкции уже испытанного боеприпаса под условия размещения в морской ракете. В полете ГЧ отделялась в расчетное время с помощью порохового толкателя, установленного на переднем днище бака окислителя. Команда на отделение ГЧ в поле те подавалась системой управления по достижении заданной дальности стрельбы.

На Р-13 был применен выполненный но открытой схеме пятикамерный ЖРД С2713 тягой 25,7 т с неподвижной маршевой центральной и четырьмя рулевыми поворотными камерами. Такое решение позволило обеспечить необходимые морской ракете значительные управляющие силы, отказаться от ранее применявшихся графитовых рулей, создающих потери энергетики двигателя. Наряду с этим представилась возможность обеспечить двухступенчатое выключение двигателя, резко уменьшить разброс импульса последействия (путем реализации необходимого для повышения точности пусков снижения ускорения перед отделением ГЧ) и осуществить надежное отделение боевого блока во всем диапазоне дальностей стрельбы.

Компоненты топлив: самовоспламеняющиеся при взаимном контакте окислитель — раствор четырехокиси азота в концентрированной азотной кислоте АК-27И и горючее — смесь ксилидина и триэтиламина ТГ-02 (или «тонка»). Применение триэтиламинксилидина с азотной кислотой обеспечивало надежный запуск двигателя и повышало его энергетику.

Окислитель заправлялся в бак ракеты на базе, перед выходом подводной лодки на боевую службу, а горючее — уже в море из цистерн лодки непосредственно в ходе предстартовой подготовки. Сделано эго было д\я повышения безопасности ракет.

С целью существенного улучшения параметров ракеты сточки зрения возможности создания системы управления бак окислителя разделялся промежуточным днищем на полубаки. Расход окисли теля осуществлялся вначале из нижнего, а затем из верхнего полубака. Это решение обеспечивало снижение коэффициента опрокидывающего момента более чем в два раза.

Применение турбонасосного агрегата дало возможность многократно уменьшить давление наддува баков и радикально снизить их массу в сравнении с вытеснительной подачей топлива, как па сухопутных ракетах. Для наддува баков использовался газ, поступавший с выхода турбонасосного агрегата. Это позволило отказаться от сжатого воздуха. Турбонасосный агрегат работал на основных компонентах топлива, а не на применявшейся в сухопутных ракетах перекиси водорода, уже хорошо знакомой морякам по рискованной эксплуатации подводных лодок с «вальтеровскими» турбинами.

Для отработки начальных возмущений при старте с подводной лодки и вывода ракеты на заданную траекторию полета, стабилизации и программного управления ракетой, определения момента отделения головной части служила инерциальная система управления. Она обеспечивала точность стрельбы (КВО) 4 км, что давало возможность поражения площадных целей (в первую очередь крупных городов, находящихся на побережье противника, а также военно-морских баз). Для специалистов НИИ-592 работа над системой управления ракеты Р-13 с-гала этапной, определившей многие конструкторские и технологические принципы. Тогда сформировались структура и технология разработки системы управления морской баллистической ракеты как единство трех составляющих: бортовой, корабельной и контрольно-испытательной аппаратуры системы управления.

Поскольку Р-13 стартовала из подводной лодки, находящейся в надводном положении, при волнении моря до трех баллов, т. е. в условиях качки, то одной из важных теоретических проблем стал выбор момента старта. Управление полетом осуществлялось качающимися рулевыми камерными двигателями.

Гироскопические приборы системы управления размещались (как и у БРПА Р-11ФМ) в промежутке между баками в районе центра тяжести ракеты, что создавало лучшие условия их работы. Сохранились и принципы ориентации и наведения осей гироскопов и введения необходимой установки в интегратор продольных ускорений.