Зенитный ракетный комплекс Волна М1


Начатая в середине 1950-х гг. разработка первого отечественного морского зенитного ракетного комплекса на базе ЗРК Войск ПВО С-75 не могла решить задачу обеспечения прикрытия флота от воздушного противника. Комплекс М-2 «Волхов» (см. «ТиВ» №10/2013 г.) предназначался для поражения высотных целей и был малоэффективен на высотах менее 3 км, на которых выполнялось большинство атак самолетов и ракет на корабли. Так как входившие в его состав ракеты В-753 были крайне громоздкими, даже на крейсерах мог быть размещен крайне ограниченный боекомплект. Маршевые ступени ЗУР заправлялись агрессивными, высокотоксичными и пожароопасными компонентами жидкого топлива.



Руководство флота поставило задачу создания корабельного комплекса, оснащенного специальной ЗУР  твердотопливной, малогабаритной, способной успешно перехватывать низколетящие цели. Предварительные исследования подтвердили возможность разработки такой ракеты на базе техники середины 1950-х гг., но при этом показали, что по уровню летных характеристик она будет значительно уступать В-753. Не удавалось обеспечить дальность пуска, необходимую для эффективной групповой обороны корабельного соединения, а также перехват высоколетящих целей, в том числе и носителей атомного оружия.Исходя из этого, было решено разработать для флота систему зенитного ракетного вооружения из нескольких ЗРК, включавшую наряду с М-1 также комплексы средней и большой дальности М-2 и М-3.Комплекс М-1 «Волна» предполагалось устанавливать в качестве основного средства ПВО на кораблях, по водоизмещению близких к послевоенным эсминцам. Для более крупных кораблей он должен был применяться как своего рода «вспомогательный калибр» с целью решения задач самообороны, подобно тому, как на артиллерийском крейсере пр.68бис трехорудийные шестидюймовые башни МК-5бис дополнялись спаренными универсальными 100-мм установками СМ-5.

Опытно-конструкторская работа по М-1 началась по постановлениям от 17 августа и от 25 августа 1956 г., которыми задавалось создание в ближайшие 5 лет комплекса зенитного управляемого оружия, предназначенного для перехвата воздушных целей, летящих на высотах до 4 км на дальностях до 15 км. Разработка ЗУР В-600 со стартовой массой 800 кг, оснащенной боевой частью массой 60 кг, поручалась ОКБ-2 во главе с П.Д. Грушиным, к тому времени уже начавшему летные испытания ракеты В-750 для ЗРК СА-75. Систему управления предстояло разработать НИИ-10 Минсудрпома (в будущем  НПО «Альтаир») под руководством И.А. Игнатьева совместно с НИИ-88 Миноброн-прома, Ш — ЦКЬ-7 (главный конструктор  В.А. Тюрин), твердотопливные двигатели  ОКБ-2 завода №81 Минавиапрома (главный конструктор  И.И. Картуков), твердотопливные заряды  НИИ-125 Минобронпрома (Б.П. Жуков), боевую часть  НИИ-6 Минобронпрома, радиовзрыватель  НИИ-504.

Совместные испытания комплекса М-1 предписывалось начать на головных кораблях пр.61 и пр.63 в начале 1961 г.В отличие от массово строившихся в 1960-е гг. сторожевых (в дальнейшем  больших противолодочных) кораблей пр.61, атомный ракетоносец пр.63 (главный конструктор  А.С. Савичев) так и не вышел из «бумажной» стадии разработки. На первоначальном этапе проектирования, в 1955 г., он рассматривался как относительно небольшой корабль водоизмещением 3200 т с мощным противокорабельным ударным оружием и скромным оборонительным вооружением на основе комплекса М-1. Но вскоре пр.63 преобразовался в солидный атомный крейсер, оснащенный, кроме противокорабельных ракет, также и ЗРК двух типов: большой дальности М-3 и маловысотным М-1. Аналогичную номенклатуру боевых средств предусматривали и для крейсера пр.64, представлявшего собой радикальную модернизацию крейсера пр.68бис. Однако вследствие переориентации кораблестроительных программ на атомный подводный флот крейсера пр.63 и пр.64, как и разрабатывавшийся по тому же постановлению от 17 августа 1956 г. комплекс М-3 с дальностью до 55 км так и не реализовались на практике. Технический облик ракеты определился уже на стадии подготовки аванпроекта, выпущенного в декабре 1956 г. Для поражения низколетящих скоростных целей требовалось обеспечить большую среднюю скорость полета и высокую маневренность ЗУР. Для обстрела целей на ближней границе зоны поражения было необходимо предельно сократить дистанцию вывода ракеты на траекторию наведения, добиться высокой точности выдерживания ею направления на стартовом участке и максимально достижимых перегрузок при старте с предельно коротких направляющих. Для обеспечения устойчивости полета требовались стабилизаторы с размахом, превышающим габаритные ограничения.

В ОКБ-2 нашли простое и эффективное техническое решение, закрепив каждый из четырех прямоугольных стабилизаторов в шарнирном узле на корпусе стартового двигателя. До старта стабилизаторы примыкали длинной передней кромкой к двигателю и фиксировались кольцом из проволоки. В начале движения ЗУР по направляющей ПУ проволока перерезалась. Стабилизаторы за счет инерционных сил разворачивались, откидывались назад и фиксировались в новом положении, опираясь на обратный  конус его хвостового отсека своей короткой стороной. Удар смягчался тормозным поршневым устройством и сминаемым штифтом. В процессе раскрытия стабилизаторов размах увеличивался почти в 1,5 раза, а центр приложения действующих на них аэродинамических сил сдвигался назад, чем обеспечивалась устойчивость ракеты.Применение двухступенчатой схемы для ракеты относительно небольшой дальности определилось не только отсутствием в те годы достаточно легких и прочных конструкционных материалов, высокоэнергетических твердых топлив, но и тем, что у конструкторов еще не было опыта реализации в двигательной установке двухрежимных тяговых диаграмм, которые требовались для использования одноступенчатой схемы ракеты.Маршевая ступень, выполненная по аэродинамической схеме «утка», оснащалась цельноповоротными пластинчатыми рулями для управления по тангажу и рысканию, а стабилизация по крену осуществлялась расположенными на крыльях элеронами. Схема «утка» способствовала достижению высокой маневренности при минимальных потерях на управление при полете на малых высотах.

В переднем коническом отсеке под радио-прозрачными элементами обтекателя размещался радиовзрыватель. В следующем отсеке находились две рулевые машинки аэродинамических рулей. Необходимую эффективность работы аэродинамических рулей в широком диапазоне высот и скоростей полета обеспечивали специальные пружинные компенсаторы.Далее располагался отсек осколочно-фугасной боевой части, перед которой находился предохранительно-исполнительный механизм с тремя ступенями предохранения, обеспечивающий безопасность эксплуатации ракеты.За боевой частью располагался отсек бортовой аппаратуры. В его верхней части был установлен центральный распределитель, под ним  преобразователь тока и турбогенератор. Питание рулевых машинок и турбогенератора осуществлялось сжатым воздухом, находившемся в шар-баллоне под давлением 300 кгс/см2. Далее размещались автопилот, блок аппаратуры радиоуправления и рулевые машинки канала крена.Стремление сосредоточить почти все приборы управления и элементы привода, включая рулевые машинки элеронов, в одной зоне перед двигателем привело к непривычному конструктивному решению  открытому размещению жестких тяг кинематики привода элеронов, протянутых вдоль корпуса маршевого двигателя.

Маршевый двигатель был выполнен по традиционной для первой половины XX века схеме  с разъемным стальным корпусом и вкладным зарядом из баллиститного топлива в виде моноблочной шашки с цилиндрическим каналом. Время работы маршевого двигателя составляло 16—18 с, тяга  до 1,58 т. Сверху конического переходного отсека устанавливался коробчатый блок с устройством запуска двигателя маршевой ступени.К корпусу маршевой ступени крепились консоли крыла с элеронами, расположенными на верхней правой и нижней левой консолях крыла. Два короба бортовой кабельной сети проходили от переднего торца отсека боевой части до хвостового отсека маршевой ступени по левому и правому бортам ракеты.Стартовая ступень представляла собой твердотопливным двигатель ПРД-36, снаряжавшийся 14 одноканальными цилиндрическими шашками из баллиститного топлива. Время работы стартового двигателя достигало 4 с, тяга— до 17,6 т. Сопловой блок стартового двигателя оснащался «грушей», позволявшей регулировать площадь критического сечения в зависимости от температуры окружающей среды.Длина ракеты В-600 равнялась 6,09 м, ее маршевой ступени  3,865 м, стартовая масса 912 кг. Диаметр корпуса маршевой ступени  0,375 м, ускорителя  0,55 м.Эскизный проект В-600 был подготовлен к середине 1957 г. и принят без существенных замечаний. Наряду с ракетой основными элементами корабельного комплекса М-1 стали станция наведения ракет «Ятаган» и ПУ с системой хранения и заряжания ракет ЗИФ-101.

Антенный пост станции наведения «Ятаган», стабилизированный электрическими приводами, располагался на башенноподобном основании и включал в себя две пары сегментных параболических антенн, расположенных горизонтально и вертикально, а также антенну передачи команд на ракету. Большая пара антенн отслеживала положение цели, меньшая  следила за ЗУР. Антенный пост разворачивался по азимуту на ±355°, наводился и по углу места, но точное определение координат цели и ракеты велось посредством электронно-механического сканирования. Для повышения помехоустойчивости сканирование при слежении за ЗУР велось только на прием. В сложной помеховой обстановке можно было вместо забитого канала слежения за целью использовать данные от общекорабельной РЛС. Система наведения являлась одноканальной по цели и двухканальной по ракете, обеспечивая наведение двух ЗУР на одну цель. Для наведения ракеты использовался метод оптимального спрямления, а в сложной помеховой обстановке  метод накрытия («трехточки»).

О трудностях, с которыми встретились создатели «Ятагана», свидетельствует совместное использование в передатчике двух одинаковых магнетронов: отечественная промышленность еще не выпускала приборов требуемой мощности.Для наведения антенного поста и поиска цели средствами комплекса также требовалось целеуказание, которое поступало от общекорабельных двухкоординатных станций обнаружения воздушных целей. Допоиск по углу места проводился средствами комплекса. Однако для ускорения процесса наведения «Ятагана» была необходима точная информация и о высоте полета цели. Установка специального радиовысотомера, как это было реализовано на крейсере «Дзержинский» с ЗРК М-2, оказалась неприемлемой для не столь больших кораблей-носителей М-1. К этому времени уже прошла испытания достаточно мощная двухкоординатная РЛС «Ангара» МР-300, размещаемая на фок-мачте корабля. Наиболее полно проблему целеуказания удалось решить с созданием трехкоординатной РЛС «Ангара-А» МР-310. Она включала в себя уже не одну, а две параболические антенны, направленные в противоположные стороны, при этом одна из них устанавливалась традиционно  горизонтально, а вторая была развернута по отношению к ней примерно на 25”.

Подвижная часть ПУ двухбалочного типа ЗИФ-101 обеспечивала двухплоскостную стабилизацию в пределах 20°, что потребовало существенного усложнения и утяжеления ее конструкции. При отсутствии ограничений со стороны корабельных надстроек горизонтальное наведение осуществлялось в пределах ±165°, а вертикальное от -10 до +95”. Ракеты подвешивались на бугелях под балками направляющих, конструкция которых обеспечивала одновременный отрыв обоих бугелей, чем достигался соосный, без «кивка», сход ракеты. С учетом воздействий на элементы комплекса качки, сотрясений при взрывах боеприпасов противника для установки ЗИФ-101 была принята простая и надежная барабанная схема хранения и подачи ракет на линию заряжания. В каждом из двух барабанов в вертикальном положении хранилось по восемь ракет. Барабаны располагались один за другим вдоль продольной оси корабля. Заряжание ПУ с поворотом барабана и подъемом ракеты на направляющую пусковой установки при помощи цепного досылателя осуществлялось за 34—37 с.При пополнении боезапаса корабля операции проводились в обратном порядке  с использованием крана и комплекта наземного оборудования. Ракету загружали на направляющую ПУ, а затем опускали в погреб, загружая в барабан, который далее проворачивался, освобождая место для следующей ракеты.В целом, обслуживание и боевое применение ЗРК М-1 обеспечивалось тремя офицерами, 19 старшинами и матросами личного состава БЧ-2 корабля.

Испытания ракеты В-600 проходили в несколько этапов. Для бросковых испытаний был изготовлен специальный наземный стенд  макет надпалубной части корабельной ПУ ЗИФ-101. Первый пуск состоялся 25 апреля1958    г. К 18 июля программу бросковых испытаний из девяти пусков выполнили полностью, причем уже с шестого из этих пусков началась отработка выполнения ракетой маневров по заданной программе. Только три пуска оказались неудачными.Рули ракеты отклонялись по командам бортового программного механизма. Этот и еще три подобных пуска, выполненные в две последующие недели, прошли без существенных замечаний.Следующая серия автономных испытаний В-600 проводилась уже со стенда-макета ЗИФ-101 и завершилась девятнадцатым пуском, выполненным 17 декабря 1958 г. В целом испытания прошли успешно: лишь однажды из-за нештатной работы электробатареи не отделился ускоритель и не запустился маршевый двигатель. Это позволило с начала 1959 г. приступить к испытаниям В-600 в замкнутом контуре управления.Зимой 1958 г., еще до первых пусков В-600, по заданию Комиссии по военно-промышленным вопросам (ВПК) при Совете Министров СССР в ОКБ-2 рассмотрели возможность использования В-600 в составе создававшейся для Войск ПВО системы С-125 вместо ракеты, специально разрабатывавшейся КБ завода №82 для этого комплекса. С учетом неудач в отработке В-625 по постановлению 4 июля 1959 г. для системы С-125 Войск ПВО была определена ЗУР В-600П, создаваемая на базе корабельной В-600.

Разработку бортовой аппаратуры корабельного варианта зенитной ракеты в НИИ-10 возглавил М.Ф. Кортюков. В связи с тем, что проектирование и строительство корабля пр.61 затянулись, 30 июля 1959    г. Совет Министров СССР принял решение о переносе испытаний на специально переоборудованный эсминец пр.56. С этой целью с 27 мая по 23 августа 1960 г. на заводе №445 («Заводе им. 61 коммунара») в Николаеве по проекту 56К (главный конструктор  А.И. Таптыгин) был переоборудован эсминец «Бравый». Доработки коснулись в основном средней и кормовой части корабля: демонтировали кормовые палубнобашенную 130-мм артиллерийскую установку СМ-2, один из двух торпедных аппаратов, станцию орудийной наводки «Фут-Б», счетверенный 45-мм автомат ЗИФ-45, а также грот-мачту. Прилегающую к ней трубу изготовили заново, упрочнив при этом ее кормовую часть, придав ей форму вертикального клина. Тем самым она превращалась в своеобразный газорассекатель струй ускорителей стартующих ракет. Во избежание затекания этих струй в трубу верхний срез сделали горизонтальным, а не скошенным к корме, как это было принято на практически всех советских кораблях еще с предвоенного времени.