О непростых судьбах российских межконтинентальных баллистических ракет
В процессе обсуждения моих публикаций, посвященных «новейшей истории» ракетно-космической отрасли и ее ближайшим перспективам, неожиданно, по крайней мере для меня, возникла тема ракет на твердом топливе. Дело в том, что сам я к этой тематики прямого отношения не имел. В своем посте « Космическая отрасль после СССР. Выживание как форма бытия» я едва коснулся этой темы. И то лишь потому, что в НИИХМ (или, как он сейчас называется, НИЦ РКП, г. Пересвет) в начале нулевых среди прочих испытательных комплексов (не использовавшихся в то время, либо недостроенных) был уничтожен КГО - так называемый «Комплекс газовой очистки» - уникальный стенд, предназначавшийся для испытания ракетных двигателей на твердом топливе (РДТТ). Поскольку этот стенд строился в восьмидесятые годы на моих глазах, в том посте я высказал предположение, что создание стенда было обосновано общей геополитической ситуацией и текущим состоянием ракетно-космической отрасли:
«С обострением напряженности в отношениях с США, в том числе, в связи с провокацией американцев - программой «Звездных войн», она же Стратегическая Оборонная Инициатива (СОИ), актуализированы работы, связанные с размещением в космосе оружия, в частности, лазерного. Прорабатывались вопросы создания орбитальных станций с лазерным оружием на борту. К этому времени назрел вопрос о замене стратегических ракет на жидком топливе (ампулизированных) на твердотопливные. В 1986 году в ГРЦ Макеева ((г. Миасс)) началась работа над твердотопливной ракетой БРПЛ «Барк» для подводных лодок (ПЛАРБ) 955-го проекта «Борей».
Я и предположить не мог, что последняя пара строк этого абзаца вызовет столь интересные комментарии по поводу этой, в общем-то далекой от меня, проблематики. Автор этих комментариев - Сергей Александров (ник ЖЖ - asv_k), выпускник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П.Королева, инженер-конструктор космических аппаратов, ведущий специалист департамента инновационного развития и стратегических исследований ГКНПЦ им. М.В. Хруничева, и к тому же историк космонавтики (как его отрекомендовал корреспондент «Росбалта», беседовавший с ним 30 апреля 2016 года).
Между нами произошел короткий диалог, показавшийся мне чрезвычайно интересным:
asv_k: В 1986-м КБ Макева уже сдало на вооружение твердотопливную Р-39, которую «Барк» должен был заменить. Последующая практика показала, что волевое решение Д.Ф. Устинова о переходе на твёрдое топливо было... небезупречным, мягко говоря.
nkfedor: Не могли бы Вы уточнить:
1. Какая имеется в виду «последующая» практика?
2. Если говорить прямо, то решение о постановке на вооружение твердотопливных ракет было вредным? На Ваш взгляд?
3. Речь идет только о БРПЛ? Или «Ярс» и «Тополь» - такой же тупик?
asv_k: К величайшему сожалению, что советские, что российские МБР на твёрдом топливе имеют существенно более низкое массовое совершенство, чем американские. Да, они - по отзывам - существенно надёжнее, да, они работают при гораздо более широком диапазоне температур, но всё равно при сходной забрасываемой массе наши вдвое тяжелее.
Зато созданная Макеевым «в пику», как говорят некоторые, Устинову, жидкостная Р-29РМ и сегодня, 35 лет спустя, обладает наибольшей массовой эффективностью среди боевых ракет в мире.
А Р-39 и «Барк» получились чудовищными. И, соответственно, под них пришлось делать чудовищные лодки. Да, это величайший триумф нашего кораблестроения, но флот от них отказался при первой возможности.
Меньшая по размерам «Булава» получилась очень слабой - именно по забрасываемому весу. А это, гм, не очень хорошо с точки зрения боевой эффективности, особенно при развёртывании противником ПРО.
Вторая проблема - где их делать. Для экономии времени 1-я ступень Р-39 была унифицирована с МБР РТ-23 (что отнюдь не способствовало уменьшению массы и габаритов...), и, соответственно, делали её в Павлограде. На Украине её делать, естественно, перестали (и «Тайфуны» остались без ракет). Почему остановлено производство РДТТ в Бийске - не знаю. А в результате баллистические ракеты всех видов вооружённых сил - и РВСН, и ВМФ, и Сухопутных войск - делаются на одном заводе, который не может серьёзно нарастить производство хотя бы потому, что находится в центре города. А новое производство твердотопливных двигателей гораздо сложнее, чем жидкостных, поскольку требует специального - и очень громоздкого - оборудования, которое больше ни для чего использоваться не может, да и десятки тонн, практически, пороха в технологическом агрегате - не подарок...
Зато производство Р-29РМ смогли восстановить к концу 90-х, на российском заводе и в российской кооперации, потому, что для ЖРД нужно обычное машиностроительное - пусть более точное - оборудование. И производство жидкостных ракет для стратегических лодок продолжается, теперь это - «Синева» и более поздняя модификация - «Лайнер».
Решение о постановке на вооружение твердотопливных ракет на ПГРК было правильным, а вот его практическая реализация - нет. Ошибкой (как минимум) была концентрация этой тематики у Надирадзе, в МИТТе. Который, собственно, и сделал ракету вдвое тяжелее, чем обещал. Между тем, альтернативы были (Тюрин, Непобедимый), но увы... А вот попытка оставить на вооружении только «Тополь-М» и «Ярс» и в ПГРК, и в БЖРК, и в шахтах - вот это преступление. Как минимум - глупость.
Которую, к счастью, сейчас исправляют.
В качестве дополнения к сказанному Сергеем Александровым - статья Олега Макарова, опубликованная на сайте издания «Популярная Механика» пять лет назад - 20 сентября 2011.
Ядерные силы России: «Булава»
Накал идущих в политических кругах, прессе и сети дебатов о судьбах российских межконтинентальных баллистических ракет невероятно высок. С железобетонными аргументами и сознанием собственной правоты стороны отстаивают кто «Булаву», кто «Синеву», кто жидкостные ракеты, кто твердотопливные. В этой статье мы, не углубляясь в прения сторон, попробуем разложить весь узел проблем на более-менее понятные составные части
Спор, конечно же, идет о будущем стратегических ядерных сил России, в которых многие не без основания склонны видеть главную гарантию государственного суверенитета нашей страны. Главная из существующих на сегодня проблем - постепенное выбывание из строя старых советских МБР, которые могли нести сразу несколько БЧ. Это касается ракет Р-20 (десять боезарядов) и УР-100H (шесть боезарядов). Им на смену приходят твердотопливные «Тополь-М» шахтного и мобильного базирования (один боезаряд на ракету) и РС-24 «Ярс» (три боезаряда). Если же учесть, что новые ракеты поступают на вооружение довольно медленно («Ярсов» принято на вооружение всего шесть), будущее рисуется не очень радужным: в РВСН в развернутом виде будет все меньше и меньше носителей и особенно боезарядов. Ныне действующий договор СНВ-3 дает России право иметь до 700 развернутых и 100 неразвернутых носителей и до 1550 развернутых боезарядов, но при нынешнем состоянии дел есть большие сомнения, что после списания всей старой ракетной техники такие показатели для нашей страны будут достижимы даже с учетом морской и авиационной составляющих ядерной триады. Где взять столько новых ракет?
Актуальность выбора
Тема сравнительных достоинств и недостатков жидкостного и твердотопливного ракетных двигателей также весьма обсуждаема, и причины тому две. Первая - это будущее российских БРПЛ и вообще морской составляющей ядерной триады. Все стоящие ныне на вооружении БРПЛ разработаны в ГРЦ Макеева (г. Миасс), и все они построены по жидкостной схеме. В 1986 году макеевцы начали работу над твердотопливной БРПЛ «Барк» для ПЛАРБ 955-го проекта «Борей». Однако в 1998 году после неудачного пуска проект был закрыт, и тему твердотопливной морской ракеты передали Московскому институту теплотехники, как было сказано, для унификации изделия с «Тополем-М». «Тополь-М» - детище МИТ, и опыт создания твердотопливных ракет в этой фирме был. Но вот чего в МИТ не было, так это опыта конструирования БРПЛ. Решение передать морскую тему сухопутному КБ до сих пор вызывает недоумение и споры в среде ВПК, и, разумеется, все, что происходит вокруг «Булавы», не оставляет равнодушными представителей ГРЦ Макеева. Макеевцы продолжали удачные пуски своей «Синевы» (Р-29РМУ2), построенной, разумеется, на ЖРД, а твердотопливная «Булава» лишь этим летом провела первый и удачный пуск с борта штатной ПЛАРБ 955-го проекта. В итоге ситуация выглядит примерно следующим образом: у России есть надежная жидкостная БРПЛ «Синева», но строить под нее подводные лодки проекта 667БДРМ больше никто не собирается. Напротив, для более легкой «Булавы», которая лишь едва-едва показала признаки стабильной работы, уже построен один РПК СН «Борей» («Юрий Долгорукий»), и в ближайшие шесть лет появятся еще семь подводных крейсеров этого класса. Интриги добавил майский пуск новой макеевской разработки - БРПЛ «Лайнер», которая, по неофициальным сведениям, является модификацией «Синевы» с доработанной головной частью и теперь способна вмещать около десяти боезарядов малой мощности. «Лайнер» стартовал с борта ПЛАРБ К-84 «Екатеринбург» - и это лодка того же самого проекта 667БДРМ, на котором базируется «Синева».
Ностальгия по «Сатане»
Есть еще одна причина, по которой тема «ЖРД против РДТТ» оказалась в центре внимания. В этом году со стороны Генштаба и ряда представителей ВПК прозвучали полуофициальные заявления о намерении к 2018 году создать новую тяжелую ракету наземного базирования на ЖРД - очевидно, на базе разработок ГРЦ Макеева. Новый носитель станет одноклассником постепенно уходящего в историю комплекса РС-20, прозванного на Западе «Сатаной». Тяжелая ракета с разделяющейся головной частью сможет принять значительное количество боезарядов, что помогло бы справиться с вероятным в будущем дефицитом ракет-носителей для ЯО. В унисон Генштабу на страницах прессы выступил почетный генеральный конструктор «НПО машиностроения» Герберт Ефремов. Он предложил ни много ни мало восстановить кооперацию с днепропетровским КБ «Южное» (Украина) и на их производственных мощностях «повторить» обе ступени Р-20 (Р-362M). На эту проверенную временем тяжелую основу российские конструкторы смогли бы поставить новые блоки разведения боевых зарядов и новую систему управления. Таким образом, и у сухопутных, и у морских российских баллистических ракет на РДТТ появилась перспективная жидкотопливная альтернатива, пусть в одном случае она реальная, а в другом - весьма гипотетическая.
РДТТ: линия защиты
Относительные преимущества и недостатки ЖРД и РДТТ хорошо известны. Жидкостный двигатель более сложен в изготовлении, он включает в себя движущиеся части (насосы, турбины), зато в нем легко управлять подачей топлива, облегчаются задачи управления и маневрирования. Твердотопливная ракета конструктивно намного проще (фактически в ней горит топливная шашка), но и управлять этим горением намного труднее. Нужные параметры тяги достигаются варьированием химического состава топлива и геометрии камеры сгорания. Кроме того, изготовление топливного заряда требует особого контроля: внутрь заряда не должны проникнуть пузырьки воздуха и чужеродные вкрапления, иначе горение станет неравномерным, что скажется на тяге. Впрочем, для обеих схем нет ничего невозможного, и никакие недостатки РДТТ не помешали американцам делать все свои стратегические ракеты по твердотопливной схеме. В нашей стране вопрос ставится несколько иначе: достаточно ли продвинуты наши технологии создания твердотопливных ракет, чтобы решать стоящие перед страной военно-политические задачи, или лучше с этой целью обратиться к старым проверенным жидкотопливным схемам, за которыми у нас стоит традиция длиной в десятилетия
Сторонники более тяжелых жидкостных ракет считают главным недостатком отечественных твердотопливных проектов малую забрасываемую массу. «Булаве» также предъявляется претензия по дальности, параметры которой находятся примерно на уровне Trident I, то есть американской БРПЛ предыдущего поколения. На это руководство МИТ отвечает, что легкость и компактность «Булавы» имеют свои преимущества. В частности, ракета более устойчива к поражающим факторам ядерного взрыва и к воздействию лазерного оружия, имеет преимущество перед тяжелой ракетой при прорыве ПРО вероятного противника. Уменьшение же забрасываемой массы можно компенсировать более точным наведением на цель. Что касается дальности, то для достижения основных центров любых вероятных противников ее достаточно, даже если стрелять от пирса. Разумеется, если какая-то цель слишком далеко, ПЛАРБ может к ней приблизиться. Особый упор защитники твердотопливных ракет делают на более низкую траекторию их полета и на лучшую динамику, позволяющую сократить активный участок траектории в несколько раз по сравнению с ракетами на ЖРД. Уменьшение активного участка, то есть той части траектории, по которой баллистическая ракета летит с включенными маршевыми двигателями, считается важным с точки зрения достижения большей незаметности для средств ПРО. Если же допустить появление ударных средств ПРО космического базирования, что пока запрещено международными договорами, но однажды может стать реальностью, то, конечно, чем выше баллистическая ракета поднимется ввысь с полыхающим факелом, тем уязвимей она окажется. Еще одним аргументом сторонников ракет с РДТТ является, конечно же, использование «сладкой парочки» - несимметричного диметилгидразина в качестве топлива и тетраоксида диазота в качестве окислителя (гептил-амил). И хотя инциденты с твердым топливом тоже случаются: например, на Воткинском заводе, где делают российские ракеты на РДТТ, в 2004 году взорвался двигатель, - последствия разлива высокотоксичного гептила, скажем, на подводной лодке могут быть губительными для всего экипажа.
Маневренность и неуязвимость
Что говорят в ответ на это приверженцы жидкотопливных традиций Наиболее характерное возражение принадлежит Герберту Ефремову в его заочной полемике с руководством МИТ. С его точки зрения, разница в активном участке между ракетами с ЖРД и РДТТ не так уж велика и не столь важна при прохождении ПРО по сравнению с гораздо более высокой маневренностью. При развитой системе ПРО придется значительно ускорить распределение боеголовок по целям с помощью так называемого автобуса- специальной ступени разведения, которая, каждый раз меняя направление, задает направление очередному боезаряду. Оппоненты из МИТ склоняются к отказу от «автобуса», считая, что головки должны иметь возможность маневрировать и наводиться на цель самостоятельно.
Критики идеи возрождения тяжелых жидкотопливных ракет указывают при этом на тот факт, что вероятный преемник «Сатаны» непременно будет ракетой шахтного базирования. Координаты же шахт известны вероятному противнику, и в случае попытки нанесения им так называемого обезоруживающего удара места дислокации ракет несомненно окажутся среди приоритетных целей. Однако в шахту не так-то легко попасть, и еще труднее ее разрушить, при том что, например, мобильные комплексы «Тополь-М», тихоходные и передвигающиеся по открытой местности в строго заданном районе, уязвимы в гораздо большей степени.
Проблема ядовитого гептила сейчас решается методом ампулизирования ракетных баков. Гептил же, при всей своей фантастической токсичности, является уникальным по энергетической плотности топливом. Кроме того, он весьма дешев, ибо получается как сопутствующий продукт в химическом производстве, что делает «жидкостный» проект более привлекательным с точки зрения экономики (как уже говорилось, твердое топливо весьма взыскательно к технологическому процессу, а потому весьма дорого). Несмотря на некоторую демонизацию НДМГ (гептила), который в общественном сознании связан исключительно с военными проектами и возможными экологическими катастрофами, это топливо используется во вполне мирных целях при запусках тяжелых ракет «Протон» и «Днепр» и с ним давно научились вполне безопасно работать, как работают со многими другими применяющимися в промышленности веществами. Лишь недавний случай с аварией над Алтаем грузового «Прогресса», везшего груз гептила и амила на МКС, вновь слегка подпортил репутацию несимметричного диметилгидразина.
С другой стороны, вряд ли в деле эксплуатации МБР цена на топливо имеет принципиальное значение, в конце концов баллистические ракеты летают крайне редко. Еще один вопрос заключается в том, во сколько обойдется возможное создание тяжелого носителя, при том что «Булава» уже поглотила многие миллиарды. Очевидно, что кооперация с Украиной - это последнее, на что пойдут наши власти и военно-промышленный комплекс, ибо бросать такое серьезное дело на произвол волатильного политического курса никто не станет.
Вопрос о будущих составляющих российских стратегических ядерных сил слишком близок к политике, чтобы оставаться чисто техническим вопросом. За сравнением концепций и схем, за полемикой во власти и в обществе, разумеется, стоит не только сопоставление рациональных соображений, но и конфликты интересов и амбиций. У всех, конечно, своя правда, но хотелось бы, чтобы в итоге возобладал общественный интерес. А уж как он будет обеспечен технически, пусть решают специалисты.
Источник: Статья «Тяжела ли наша «Булава»?», опубликованная в журнале «Популярная механика» (№108, октябрь 2011)
Добавить в друзья: | ЖЖ | твиттер | фейсбук | ВК | одноклассники | E-mail для связи: gnktnt@gmail.com