Burya-rakettechnologieën: grondwerk voor de toekomst
Experimenteel product "Storm" op de scheepshelling. Foto: Wikimedia Commons
Van augustus 1957 tot december 1960 werden op de testlocatie Kapustin Yar vliegproeven uitgevoerd met de veelbelovende intercontinentale kruisraket (ICM) "350" / La-350 / "Storm". In overeenstemming met de tactische en technische eisen moest dit product de hoogste vliegprestaties laten zien. Om deze taak te volbrengen moesten veel organisaties en instituten betrokken worden bij de ontwikkeling van het project, dat veelbelovende oplossingen, materialen en technologieën moest vinden en beheersen.
Klaar product
De ontwikkeling van de Buri begon in 1954 in overeenstemming met de resolutie van de Raad van Ministers over de oprichting van twee raketsystemen voor intercontinentale afstanden. De ontwikkeling van het kruisraketcomplex werd toevertrouwd aan S.A. OKB-301. Lavotsjkina. De belangrijkste ontwerper van het thema “350” was N.S. Tsjernjakov, wetenschappelijk begeleider – M.V. Keldysh. In alle fasen was het de bedoeling om veel andere organisaties en specialisten bij het project te betrekken.
Er werd ongeveer drie jaar besteed aan het onderzoeksgedeelte van het project met het zoeken naar basisoplossingen en het daaropvolgende ontwerp. De technische documentatie voor de Bura werd in 1957 opgesteld, waardoor het mogelijk werd om de productie van een proefbatch raketten te starten voor toekomstige tests.
Project "Storm" stelde de constructie voor van een tweetraps grondraketsysteem. De eerste fase omvatte twee zijblokken met vloeibare raketmotoren. De onderhouder, uitgerust met vleugels, staartoppervlakken, bedieningselementen en kernkop, werd uitgevoerd met behulp van een straalmotor. De vlucht zou worden uitgevoerd volgens commando's van het besturingssysteem, dat onder meer traagheidsnavigatieapparatuur en het AN-2SH astrocorrectiesysteem omvatte. De kernkop is een nucleaire lading met een gewicht van 2350 kg.
Diagram van de raket in zijn lanceerconfiguratie. Grafisch Testpilot.ru
De totale lengte van het "350" -product in de lanceringsconfiguratie bereikte 19 m. De diameter van de onderhoudstrap was 2,2 m, de blokken van de eerste trap waren 1,6 m. De spanwijdte van de deltavleugel bereikte 7,75 m. De massa van de raket overschreden 97 ton, waarvan 34,68 ton verantwoordelijk was voor de duurzame fase. Volgens de vereisten moest de snelheid van de onderhoudsfase langs het traject 3,2 M bereiken. Het vereiste vliegbereik was 7,5 duizend km. Tijdens de tests is een bereik van ca. 6,5 duizend km.
Probleem met laden
Snelheidseisen legden de ernstigste beperkingen op aan de sterkte van de constructie en de weerstand ervan tegen verschillende belastingen, incl. thermisch. Om deze problemen te bestuderen, ontwikkelde en bouwde NII-1954 in 1 een supersonische aerodynamische warmtepijp met de mogelijkheid om verwarming en warmteoverdracht te bestuderen. In 1957 begon NII-1 met het exploiteren van de Ts-12T gasdynamische thermische testopstelling, waarin een model op ware grootte van de raket met alle apparatuur kon worden geplaatst. Hierdoor werd het mogelijk om de invloed van belastingen op het gehele geassembleerde product te bestuderen.
Berekeningen en studies hebben aangetoond dat tijdens de vlucht de voorrand van de vleugel en de luchtinlaat, evenals het motorkanaal, kunnen opwarmen tot 420°C. De temperatuur van de buitenhuid was lager, ca. 350°C, wat gepaard ging met het vrijkomen van een deel van de thermische energie in het milieu.
Op basis van de resultaten van dergelijke onderzoeken werd gezocht naar geschikte materialen en technologieën. Voor de vervaardiging van het casco is gekozen voor verschillende soorten titanium en hittebestendig roestvrij staal. Bij VIAM en Moskou Hogere Technische Universiteit vernoemd naar. Bauman ontwikkelde technologieën voor het verwerken en lassen van dergelijke metalen en legeringen. Er werden ook nieuwe niet-metalen materialen gecreëerd voor gebruik in afdichtingen, beglazing, coatings, enz. In het bijzonder heeft het Leningrad State Optical Institute een technologie ontwikkeld voor de productie van grote kwartspanelen. Ze waren bedoeld als zaklamp boven de astrocorrectiesensoren.
Lanceerinrichting met een raket in positie. Foto: Wikimedia Commons
Rekening houdend met de vereisten, ontwerpbelastingen en beschikbare technologieën werd een geavanceerd casco-ontwerp ontwikkeld. De raketromp was cilindrisch gemaakt met een variabele doorsnede. In de neus bevond zich een supersonische diffuser met een conisch centraal lichaam, waarin zich een compartiment voor de kernkop bevond. Het luchtkanaal van de motor liep door het midden van het casco en daaromheen bevonden zich een gekoeld controlecompartiment en brandstoftanks.
De units van de eerste trap moesten versnelling leveren aan 3M en stuitten ook op een verwarmingsprobleem. In dit opzicht waren ze gebouwd van dezelfde materialen als het marcherende podium, maar hadden ze een eenvoudiger ontwerp. Ze werden gemaakt in de vorm van cilindrische eenheden met conische stroomlijnkappen. Bijna het gehele volume was bestemd voor brandstof- en oxidatietanks; in de staart zaten vloeibare raketmotoren.
Kwestie van motoren
Om de vereiste vliegeigenschappen te verkrijgen, had de eerste trap twee motoren nodig met een stuwkracht van 68 ton.De ontwikkeling van dergelijke producten werd toevertrouwd aan OKB-2 NII-88 onder leiding van A.M. Isaeva. Het bureau had al een voorlopig ontwerp voor een stuwkrachtmotor van 17 ton en er werd besloten deze te gebruiken in het kader van de Tempest. Het nieuwe product kreeg de aanduiding C2.1100.
De nieuwe motor is gemaakt volgens een vierkamerontwerp; camera's en een deel van het harnas zijn geleend van een bestaand project. Het zou TG-02-brandstof en AI-27I-oxidatiemiddel gebruiken. De toevoer van componenten naar de verbrandingskamers zou worden uitgevoerd door een turbopompunit. De motor was ook uitgerust met een apart circuit voor isopropylnitraat: het moest de gasgenerator binnendringen en ontleden in dampgas, dat de TNA aandreef. Elke kamer van de S2.1100-motor leverde volgens berekeningen 17 ton stuwkracht - in totaal 68 ton nodig.
Het proces waarbij een raket in de lanceerpositie wordt getild. Foto: Testpilot.ru
De tweede trap straalmotor werd ontwikkeld bij OKB-670 M.M. Bondaryuk. Ondanks de schijnbare eenvoud van het ontwerp was het creëren van een dergelijke motor bijzonder moeilijk. Het was nodig om materialen te vinden die overeenkwamen met de thermische belasting van de brandstofverbranding, om aerodynamische processen aan de inlaat en in de motor uit te werken, en ook om een heleboel andere problemen op te lossen. In 1957 waren al deze problemen met succes opgelost, wat resulteerde in een supersonische straalmotor die op kerosine loopt en in kruismodus een stuwkracht van 7,55 ton produceert.
Controles
Het besturingssysteem voor "Storm", later "Earth" genoemd, werd ontwikkeld door de tak van NII-1 MAP onder leiding van I.M. Lisovich en T.N. Tolstousova. Bij dit project is gebruik gemaakt van bestaande ontwikkelingen van verschillende organisaties. In het bijzonder werd in de jaren veertig onderzoek naar dit onderwerp uitgevoerd door specialisten van NII-88.
Het doel van het NII-1 MAP-project was om een systeem te creëren dat in staat is automatisch gespecificeerde sterren te vinden, hun positie te volgen en op basis daarvan zijn eigen coördinaten te bepalen. Om dit te doen, was het nodig om verschillende hulptaken op te lossen, zoals het creëren van de zogenaamde. kunstmatige verticale of het garanderen van geluidsimmuniteit onder alle omstandigheden. We moesten ook een computer ontwikkelen die astrocorrectiegegevens kon omzetten in commando's voor de automatische piloot.
In 1952, vóór de start van de werkzaamheden aan de MKR "350", werd een prototype van het hemelnavigatiesysteem vervaardigd. De tests met het Il-12-vliegtuig lieten een hoge nauwkeurigheid zien bij het handhaven van de vliegrichting. In 1954-55 dit systeem werd verbeterd en opnieuw getest. Het vlieglaboratorium op basis van de Tu-16 vloog op een hoogte van 10-11 km met een snelheid van 800 km/u, en gedurende 5-6 uur vliegen verzamelde zich een fout binnen 4-6 km.
Het complex is klaar om te starten. Foto: Testpilot.ru
Na bepaalde aanpassingen was het elektromechanische navigatiesysteem met traagheidsinstrumenten en astrocorrectie klaar voor installatie op experimentele raketten. In 1957 begon de productie van experimentele batches van dergelijke apparatuur voor installatie op prototyperaketten.
Getest
De eerste lancering van de "Storm" was gepland voor 1 augustus 1957, maar vond niet plaats. Door problemen in het isopropylnitraattoevoersysteem kon de motor van de eerste trap niet normaal starten. Gelukkig werkten de motorinstrumenten correct en raakte de raket niet beschadigd. Na de nodige aanpassingen werd ze op 1 september weer vliegklaar gemaakt. Deze keer verliet de raket de lanceerinrichting, maar het besturingssysteem gaf voortijdig het bevel om de gasroeren van de eerste trap te resetten. De raket verloor de controle en viel.
Daarna waren er nog drie mislukte lanceringen, waarbij de vlucht niet langer dan 60-80 seconden duurde. In mei 1958 vertrok de Burya voor het eerst normaal, nam een bepaalde hoogte aan, liet de blokken van de eerste etappe vallen en zette de straalmotor aan. De snelheid van de marcherende etappe bereikte M = 3. Daarna waren er nog vijf lanceringen met mislukkingen aan het begin of op verschillende delen van het traject. De volgende vier vluchten waren succesvol en lieten zien dat de raket kan accelereren tot 3,2 M, kan vliegen tot een bereik van 5500 km en manoeuvres kan uitvoeren, incl. draai 180°.
In maart 1960 vond de laatste mislukte vlucht plaats, waarbij een raket verloren ging. Vervolgens voerden we in maart en december twee lanceringen uit tegen doelen op de oefenterreinen van Kamtsjatka. In het eerste geval "Storm" in 121 minuten. vloog naar het doelgebied, waarna het niet meer kon duiken. De volgende en laatste vlucht was volledig succesvol. Bij een bereik van 6425 km week het product 4-7 km af van het doel.
Een raket in de eerste seconden van de vlucht. Foto Militaryrussia.ru
Bij de laatste vluchten werd gebruik gemaakt van experimentele raketten met een verbeterd voortstuwingssysteem. Ze gebruikten de S2.1150 raketmotor met vloeibare stuwstof met verhoogde stuwkracht en de compactere straalmotor RD-012U.
Een visie voor de toekomst
In de vroege testfasen ondervond de Burya MKR verschillende technische en ontwerpproblemen. We zijn erin geslaagd om ermee om te gaan, en in de toekomst toonde de raket een hoog prestatieniveau - en het vermogen om echte gevechtsmissies op te lossen. Op basis van de resultaten van verdere ontwikkeling, verbetering en introductie van nieuwe componenten zou de 350-raket wel eens een effectief en succesvol strategisch wapen kunnen worden. wapen.
In 1960 - volgens verschillende bronnen, in februari of december - beval de Raad van Ministers echter om de werkzaamheden rond het thema 'Storm' stop te zetten. De leiders van het land hebben besloten dat intercontinentale kruisraketten qua mogelijkheden en potentieel inferieur zijn aan ballistische systemen. De gelijktijdige ontwikkeling van twee richtingen werd als onmogelijk en ongepast beschouwd.
"Storm" heeft niet het hele ontwikkelingsproces doorlopen en is niet in dienst getreden bij ons leger. Maar ook in dit geval leverde het project de meest opvallende resultaten op. Om een nieuwe MCR te ontwikkelen was het nodig om een aantal onderzoeksfaciliteiten te bouwen en veel onderzoek te doen. Er werd een grote hoeveelheid informatie verzameld over de aerodynamica van hoge supersonische snelheden, thermische processen, enz.
Een maquette van het complex in het museum. Foto FAS
Daarnaast ontstonden er nieuwe materialen en technologieën. De meeste vergelijkbare resultaten van het ‘Storm’-project werden vervolgens met succes gebruikt om nieuwe monsters te maken luchtvaart en rakettechnologie. Zo worden titanium, hittebestendig staal en andere materialen voor de "Storm" nog steeds actief gebruikt in de ontwerpen van vliegtuigen en andere uitrusting. Moderne technologieën voor het vervaardigen van dergelijke constructies gaan rechtstreeks terug op de ontwikkelingen van VIAM en MVTU halverwege de jaren vijftig.
Sommige oplossingen van het S2.1100-project werden later gebruikt in nieuwe raketmotorprojecten. De ervaring met het maken van straalmotoren RD-012/012U was ook nuttig bij de ontwikkeling van een aantal nieuwe producten, zoals enkele luchtafweerraketten. Sommige ontwikkelingen uit het verleden kunnen worden gebruikt bij het creëren van moderne hypersonische wapens.
De ontwikkeling van het Aardesysteem was van groot belang voor onze raket- en luchtvaarttechnologie. Hemelnavigatie demonstreerde duidelijk haar capaciteiten en vond dankzij dit vervolgens toepassing in een groot aantal nieuwe projecten. Het garandeert met name een hoge nauwkeurigheid bij het afvuren van intercontinentale ballistische raketten.
Het project "Storm" / "350" / La-350 kon dus zijn hoofdtaak niet oplossen en het Sovjetleger ontving geen fundamenteel nieuwe strategische wapens met de hoogste kenmerken. Tegelijkertijd liet dit project veel wetenschappelijke gegevens en technische ervaring achter, die hebben bijgedragen aan de verdere ontwikkeling van een aantal gebieden. Dit betekent dat "The Tempest" - ondanks de mislukte voltooiing van het project - niet voor niets is gemaakt en grote voordelen heeft opgeleverd, ook al was het indirect.
informatie