Техника и вооружение 2005 09

В основу построения системы управления полетом ракеты был положен принцип наведения на цель по лучу самолетной РЛС наведения. Станция наведения перехватчика «Изумруд-2» в процессе работы создавала с помощью кодированных импульсов систему координат управления ракетой. Аппаратура радиоуправления ракетой представляла собой два идентичных независимых канала, которые обеспечивали выработку необходимых сигналов управления движением ракеты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Настолько малогабаритная аппаратура управления разрабатывалась впервые. Вначале предусматривалось применение пальчиковых ламп, затем перешли на лампы типа «желудь». От объемного монтажа перешли к печатным схемам. На ракете использовались пневматические рулевые машинки. При этом обратная связь по сигналу управления осуществлялась двумя двухстепенными гироскопами и потенциометрическими линейками. Автопилота не было, а о возможности использования шарнирного момента от аэродинамических сил для осуществления обратной связи по сигналу управления еще даже не догадывались.

В процессе атаки летчик осуществлял управление самолетом таким образом, чтобы отметка от цели оказалась в центре экрана индикатора бортовой РЛС. Далее он переводил радиолокатор в режим автоматического сопровождения и при достижении разрешенной дальности производил пуск. До момента попадания в цель требовалось удерживать отметку от цели в пределах экрана РЛС. В процессе наведения аппаратура ракеты осуществляла прием сигнала РЛС «Изумруд-2», работающей в режиме конического сканирования. При отходе ракеты от равносигнальной зоны амплитуда сигнала менялась в соответствии с величиной отклонения. Осуществляемое самолетной РЛС модулирование сигнала обеспечивало определение направления отклонения от равносигнальной зоны (вверх-вниз, вправо-влево). Вырабатываемый приемной радиоаппаратурой сигнал рассогласования поступал на элементы автопилота, обеспечивая возвращение ракеты в равносигнальную зону. Для стабилизации по крену задействовался трехстепенной гироскоп. При отклонении по крену корпус ракеты как бы проворачивался относительно гироскопа и соединенные с ним элементами кинематики элероны, установленные на каждой консоли крыла, отклонялись для возвращения ракеты в исходное положение.

Для ракеты ШМ использовали аэродинамическая схему «утка» с крестообразно расположенными крыльями и рулями. Особую роль в подобном выборе сыграло то, что при относительно небольших размерах рулей обеспечивалась необходимая маневренность ракеты и ее аэродинамическая устойчивость при различных режимах полета.

Крылья ракеты имели форму, близкую к треугольной. В начале 1950-х гг. они характеризовались как «ромбовидные»: передняя кромка имела положительную стреловидность 60°, задняя – отрицательную 12°. Предложенная группой аэродинамиков ЦАГИ во главе с П.П. Красильщиковым, эта форма крыльев малого удлинения (Я=1.5) нашла широкое применение на советских ракетах тех лет. Напротив, попытки использования ромбовидных крыльев на пилотируемых самолетах (Як-100, цыбинский РСР) не увенчались успехом из-за недостаточных несущих свойств на малых скоростях.

Конструктивно корпус ракеты состоял из пяти отсеков, которые стыковались с помощью резьбовых соединений, шпилек и винтов. Основными материалами конструкции стали широко применявшиеся в промышленности алюминиевые и магниевые сплавы. Лишь двигатель ракеты изготавливался из стали.

Ракета РС-1У («изделие ШМ»)

В носовой части размещался радиолокационный неконтактный взрыватель (НВ) АР-10 с характерной кольцевой антенной, а за ним – осколочно-фугасная боевая часть. Далее находился отсек управления. Диаметрально противоположные рули устанавливались на общих осях. Для упрощения пространственной развязки осей расположенные в перпендикулярных плоскостях пары рулей сдвинули друг относительно друга вдоль длины ракеты. Интересной особенностью ШМ стали рулевые машинки, связанные с рулевыми поверхностями (рулями и элеронами) своим подвижным корпусом, в то время как их штоки были зафиксированы на корпусе ракеты. Для задействования машинок каналов тангажа и курса воздух и электрические сигналы подавались во второй отсек по трубопроводу и кабелям, проложенным в установленном в низу корпуса ракеты гаргроте.

Третий отсек представлял собой твердотопливный ракетный двигатель с двумя соплами. Между соплами двигателя в четвертом отсеке находилась электрическая батарея. Пятый отсек служил для размещения аппаратуры радиоуправления и завершался штыревой приемной антенной. На законцовках крыльев устанавливались трассеры.

Особого внимания конструкторов потребовал двигатель. Конечно, он был твердотопливным, другие для этой цели просто не подходили. А вот место для двигателя на этой ракете пришлось поискать. На большинстве ракет того времени двигатель устанавливался в хвостовой части, что выглядело наиболее логичным. Ничто не мешало движению газовой струи, и в то же время сама струя раскаленных газов не касалась элементов ракеты. На ракете ШМ это правило пришлось нарушить сразу по двум причинам. Во-первых, в хвостовой части ракеты требовалось разместить антенну приемника команд от станции наведения. Во-вторых, положение центра масс ракеты не должно было значительно изменяться в процессе выгорания топлива. В противном случае возможностей системы управления могло не хватить для выполнения противоречивых требований по стабилизации ракеты в начале полета и обеспечению необходимой маневренности по завершении работы двигателя на участке подхода к цели. Примирить эти требования удалось за счет установки двигателя в средней части ракеты. Тяга в этом случае создавалась двумя относительно небольшими соплами, располагавшимися на боковой поверхности ракеты. Такое конструктивное исполнение позволило решить еще одну проблему – беспрепятственное прохождение радиолуча через шлейф раскаленных газов к антенне ракеты.

Оригинальностью отличался и радиовзрыватель АР-10, предназначенный для подачи сигнала на подрыв боевой части ракеты при ее пролете на удалении до 10 м от цели. При проходе ракеты мимо цели на большем расстоянии через определенное время после старта осуществлялась ее самоликвидация. Для обеспечения работы радиовзрывателя в носовой части ШМ установили специальный миниатюрный турбогенератор, работавший за счет набегающего потока воздуха. Запуск турбогенератора происходил в момент схода ракеты с направляющей: при помощи закрепленного на ней троса срывалось защитное устройство и открывался вход и выход для воздушного потока.