Авиация и космонавтика 2002 01

Разработка ракеты "воздух-воздух" для новой системы вооружения была начата в отделе 32 КБ-1, где ее возглавил известный авиаконструктор Д.Л. Томашевич. В несекретных документах ракета получила обозначение "ШМ". По преданию, этот индекс расшифровывался как "Ш – малая", видимо в отличие от разрабатывавшейся этим же коллективом "Ш – большой" – зенитной управляемой ракеты "ШБ".

В основе построения системы управления полетом ракеты был положен принцип наведения на цель по лучу самолетной РЛС наведения. Станция наведения перехватчика "Изумруд-2" в процессе своей 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. В состав бортовой аппаратуры ракеты входил трехканальный автопилот, обеспечивавший как се управление и стабилизацию в плоскостях управления, так и стабилизацию относительно продольной оси.

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 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 требуемая маневренность ракеты и ее аэродинамическая устойчивость при различных режимах полета.

Крылья ракеты имели форму, близкую к треугольной. В начале пятидесятых годов 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 (1…1,5) нашла широкое применение на советских ракетах тех лет. Напротив, попытки применения ромбовидных крыльев на пилотируемых самолетах (Як-100, цыбинский "РСР") не увенчались успехом из-за недостаточных несущих свойств на малых скоростях. Для стабилизации ракеты по крену на всем протяжении ее полета после схода с направляющей балки самолета, в том числе и на участке до момента начала радиоуправления, на ее крыльях установили элероны.

Конструктивно корпус ракеты состоял из пяти отсеков, которые соединялись между собой 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.

В носовой части размещался радиовзрыватель АР-10 с характерной кольцевой антенной, а за ним – боевая часть. Далее находился второй 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 ракеты – 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 внизу корпуса ракеты гаргроте. Третий отсек представлял собой твердотопливный ракетный двигатель с двумя соплами. Между соплами двигателя в четвертом отсеке размещалась электрическая батарея. Стабилизация по крену обеспечивалась размещенными в том же отсеке двухстепенным гироскопом, интегрирующим устройством и рулевой машинкой, через крестовину связанной с элеронами, установленными на каждой консоли крыла ракеты. Пятый отсек служил для размещения аппаратуры радиоуправления и завершался штыревой приемной антенной. На законцовках крыльев устанавливались трассеры.

Особого внимания от разработчиков 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 требуемой 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 – беспрепятственного прохождения радиолуча через шлейф раскаленных газов к антенне ракеты.

Ракета "воздух-воздух" К-5

Оригинальностью отличался и другой элемент ракеты – радиолокационный неконтактный взрыватель (НВ) АР-10, предназначенный для подачи сигнала на подрыв боевой части ракеты при ее пролете на удалении до десяти метров 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 торса срывалось защитное устройство и открывался вход и выход для воздушного потока.