MIM-14 "Nike Hercules" - стена из атомного огня (часть I)
Зенитные ракеты “Найк” (будущий “Аякс”) еще только проходили испытания, а инженеры уже начали обдумывать их дальнейшее развитие. К этому моменту уже стали ясны некоторые недостатки базового проекта.
Главной проблемой с точки зрения разработчиков была сомнительная эффективность “Найка” по групповым целям - таким, как звено самолетов в плотном построении. Недостаточная разрешающая способность радаров комплекса приводила к тому, что такая группа самолетов воспринималась системой наведения как одна большая цель. Выпущенные по ней ракеты “Найк”, скорее всего, наводились бы в середину построения, безвредно пролетая между самолетами.
Усовершенствование радаров, чтобы те могли различать отдельные самолеты в построении, было сложной задачей, требовавшей продолжительных фундаментальных исследований. Поэтому военные выбрали более простой путь: усовершенствовать поражающий эффект ракеты так, чтобы один разрыв мог уничтожить все построение. А для этого требовалось оснастить “Найк” ядерной боеголовкой.
В мае 1952 года, фирма “Белл” предложила армии два проекта “атомного Найка”:
Первый проект был минимальной модернизацией существующей ракеты. Три осколочно-фугасные боевые части демонтировались, бак с окислителем сдвигался вперед, а бак с горючим назад. Таким образом, в центре корпуса освобождалось место для 15-килотонной ядерной боевой части W9 “пушечного” типа (изначально спроектированной под 280-мм артиллерийский снаряд). Снаряжавшаяся почти 50 килограммами обогащенного урана, эта бомба была очень дорогой и не слишком-то эффективной, но имела важное достоинство: в виду небольшого диаметра, она без труда “вписывалась” в узкий корпус существующего “Найка”.
Второй проект предусматривал создание полностью новой ракеты большего диаметра - достаточного, чтобы установить внутри имплозионную боевую часть W7, мощностью около 40 килотонн. Эта бомба работала на доступном плутонии, и была значительно дешевле и эффективнее. Однако, ее значительный диаметр не позволял установить его в корпус существующего “Найка”.
После некоторых размышлений, армия сделала выбор в пользу второго проекта - по довольно неожиданной причине. Генералов изрядно беспокоило, что дальность базового “Найка” не превышает 42 километров (25 миль) и он может поражать только дозвуковые цели. Этого было достаточно против дозвукового бомбардировщика, вооруженного свободнопадающими атомными бомбами, но военно-воздушные силы США уже испытывали сверхзвуковые ракеты воздушного запуска, которые могли быть выпущены из-за предела досягаемости “Найка”. Генералы не сомневались, что СССР тоже активно работает над подобным оружием.
Выходом из положения было увеличить дальность и скорость полета “Найка” таким образом, чтобы тот мог поражать ракетоносные бомбардировщики и перехватывать запущенные с них ракеты. Это требовало значительного увеличения запаса топлива - и, следовательно, габаритов ракеты. А раз так и так предстояло разработать новую, более крупную ракету, то проблемы с диаметром имплозионной боевой части решались сами собой.
В марте 1953 года, армия США окончательно сделала выбор в пользу новой ракеты с имплозионной атомной боевой частью. Планировавшуюся исходно W7, правда, решили заменить на перспективную W39, которая требовала меньше ядерного топлива и была гораздо дешевле. Проект назвали “Nike B”, к работе над ним приступили “Bell Telephone Labs” в кооперации с промышленным гигантом “Western Electric” и авиакомпанией “Douglas Aircraft”.
Схема первого концепта Nike B, еще на жидком топливе.
Работы над “Nike B” еще не успели продвинуться далеко, когда военные вмешались с новыми коррективами. Новая ракета, по мнению генералов, должна была быть твердотопливной. Армия США уже имела определенный опыт работы с ракетами на жидком топливе, и он ей очень не понравился: они были сложны и опасны в эксплуатации. Используемые топливные компоненты (керосин и дымящая азотная кислота) воспламенялись при контакте, что могло привести к катастрофе при любой утечке в баках. Заправка их была трудоемким мероприятием, которое приходилось осуществлять в специальной защитной одежде, во избежание химических ожогов или отравлений. Тонкостенные же баки и хрупкие патрубки делали перевозку ракет настоящим мучением.
Новое требование военных поставило инженеров в затруднительное положение. Значительный прогресс в области твердого топлива к середине 50-ых в принципе позволял решить задачу - но только ценой дальнейшего увеличения размеров и веса ракеты. Твердое топливо по эффективности все-таки существенно уступало жидкому. А более тяжелая ракета требовала и нового стартового ускорителя, обычный M5 от “Найка” для этого не годился.
Схема ускорителя XM-42.
В итоге инженеры решили проблему, попросту привинтив друг к другу четыре обычных M5. Такой “кластерный” ускоритель (XM-42) смотрелся довольно неуклюже, но работал превосходно. На всякий случай был также спроектирован полностью новый ракетный ускоритель XM-61, но после успешных испытаний XM-42 работы над ним остановили.
В 1956 году, ракета “Nike B” была официально переименована в “Геркулес” и весь проект получил название “Nike Hercules”. Помимо новой ракеты, способной поражать цели на дистанции до 140 км, требовалось также разработать новые радары (способные обнаружить цель на дистанции, соответствующей дальности действия ракеты), и модифицировать систему управления огнем так, чтобы эффективно перехватывать сверхзвуковые и маневрирующие цели. Модульная конструкция комплекса, впрочем, позволяла выполнить такую модернизацию простой заменой старых компонентов на новые.
Но тут над новой ракетой начали сгущаться политические тучи. Военно-воздушные силы США (USAF), прежде относившиеся к программе “Найк” весьма благосклонно, увидели в дальнобойном атомном “Найке” прямую конкуренцию собственной программе автоматических беспилотных перехватчиков CIM-10 BOMARC (Boeing-Marconi). Которая шла не так чтобы особенно удачно. Успех армейской программы вполне мог привести к закрытию проектов USAF.
В середине 50-ых, USAF начали масштабную кампанию в американской прессе, направленную против “Геркулеса”. Программу “Найк” критиковали с точки зрения ее цены и ограниченных возможностей, аргументируя, что оборона конкретных объектов (что делал “Найк”) менее эффективна, чем оборона целых территорий (что должен был делать “Бомарк”). Армия, в свою очередь, сдавать позиции не собиралась, и развернула ответную кампанию. На сторону армии встал министр обороны Эрвин Вильсон, указавший публике на “один несомненный факт: чем бы ни был, или не был “Найк”, но это единственная противовоздушная ракета, которая сейчас стоит на вооружении в США”.
В самих ВВС тоже не было особого единства. Пока высокопоставленные генералы витали в политических и финансовых высях, простые авиаторы были куда больше обеспокоены уязвимостью своих аэродромов. И стоящие рядом частоколы реальных, готовых к пуску “Найков” выглядели для них куда убедительнее туманных обещаний насчет “Бомарка”, который будет готов когда-нибудь в будущем.
В пользу армии работал и внешнеполитический фактор. В 1957 году СССР запустил знаменитый “Спутник” с помощью ракеты Р-7. Межконтинентальные баллистические ракеты мгновенно стали фактором, военную значимость которого невозможно было недооценивать. Генералы армии не преминули отметить, что “Найк” вполне может быть доработан так, чтобы перехватывать и баллистические цели. “Бомарк” же к этому был явно не способен.
В конце концов, дело дошло до правительства. И тут военно-воздушные силы потерпели жестокое поражение. Палата представителей Конгресса большинством голосов поддержала “Найк-Геркулес” и высказалась против “Бомарка”. Главный аргумент был все тем же: “Геркулес” уже существовал, в то время как “Бомарк” был все еще довольно неясной перспективой.
В феврале 1960 года, начальник штаба USAF Томас Уайт официально признал поражение, объявив о масштабном сокращении программы CIM-10 BOMARC. Несмотря на огромные вложенные ресурсы, “Бомарк” все еще был лишь условно боеспособен. К этому времени “Найк-Геркулес” уже два года как стоял на вооружении.
КОНСТРУКЦИЯ:
Ракета “Найк-Геркулес” была значительно больше и тяжелее своего предшественника “Аякса”. Ее фюзеляж по форме напоминал пулю с четырьмя Х-образно расположенными треугольными крыльями, тянущимися почти на всю длину ракеты. На законцовках крыльев располагались рули управления по тангажу и рысканью. В носовой части ракеты находились три маленьких треугольных элерона, служивших исключительно для управления по крену. В их основании размещались приемные антенны системы наведения и антенны транспондера.
По компоновке, ракета делилась на головную секцию (в которой находилась радиоаппаратура и автопилот), секцию боеголовки (атомной или конвенционной), двигательную секцию (примерно посередине ракеты, в ней размещалась камера сгорания), секцию оборудования (в которой находились аккумуляторы и гидросистема), рулевую секцию (в которой располагались сервоприводы рулей). В хвосте располагалось выхлопное сопло двигателя.
В движение ракету приводил твердотопливный двигатель M30, разработанный компанией “Thiokol”. Двигатель работал на смесевом топливе из перхлората аммония (окислитель) и синтетического каучука с алюминием (топливо), развивая тягу в 44.4 килоньютона на протяжении 29 секунд. Максимальная дальность управляемого полета “Геркулеса” составляла порядка 140 км на скорости около 4 Маха.
По мнению разработчиков, твердотопливный двигатель “Геркулеса” всего на 20% уступал по эффективности жидкостному двигателю “Аякса”.
Интересно, что двигатель M30 имел очень длинную трубу, соединяющую камеру сгорания с соплом. Это было связано со стремлением конструкторов расположить топливную шашку возможно ближе к центру тяжести ракеты - чтобы при выгорании топлива, не нарушался ее продольный баланс. Топливная шашка имела обычные “звездчатые” каналы, просверленные в ней для равномерного горения, и была оснащена восемью электрическими подогревателями, поддерживавшими температуру топлива не менее -12 градусов при хранении ракеты.
Для запуска “Геркулеса” использовался, как уже упоминалось выше, ускоритель XM-42, представлявший собой четыре ускорителя от “Аякса” соединенные квадратом и скрепленные болтами и стальными рейками. Значительный вес стальной трубы ускорителя создавал изрядное беспокойство относительно его возможного падения не там, где надо, но попытки создать “самоуничтожающийся” стекловолоконный ускоритель не увенчались успехом.
Управление ракетой осуществлялось по радио, с наземного командного поста. Полет ракеты отслеживался наземным радаром с помощью бортового транспондера, и этот же радар использовался для передачи кодированных управляющих команд. Принцип управления оставался тем же, что и на “Аяксе”: команды задавались как “ускорение в столько-то g в таком-то направлении”, направление определялось гироскопами автопилота, ускорение определялось акселерометрами.
Образец кодовой последовательности для управления ракетой.
Кодирование команд “Геркулеса”, однако, отличалось от “Аякса”. Команды задавались двумя парами импульсов, передававшихся каждые 2000 микросекунд (по 500 команд в секунду). Продолжительность между парами импульсов определяла направление (одна микросекунда - поворот по тангажу, две микросекунды - поворот по рысканью), продолжительность между импульсами в паре определяла значение поворота (например, 52,5 микросекунды означали “-7g”, а 122.5 микросекунды - “+7g”). Отдельная последовательность использовалась для подрыва боевой части, и отдельная - для самоуничтожения ошибочно запущенной или вышедшей из-под контроля ракеты.
Ракета “Найк-Геркулес” вооружалась ядерной боевой частью W31. Эта боевая часть относилась к амплифицированным ядерным - основная энергия шла от реакции распада плутония, а небольшой заряд термоядерного топлива внутри служил источником дополнительных нейтронов, “дожигавших” плутоний. Она производилась в трех вариантах: M-97 “Small Green” мощностью в 2 килотонны, M-22 “Yellow” мощностью в 20 килотонн и M-23 “Big Red” мощностью в 30-40 (данные расходятся) килотонн.
Подрыв атомной боевой части "Геркулеса" на высоте 21 км.
Стандартными считались 20-килотонные боевые части, которые предполагалось использовать для поражения как отдельных самолетов, так и звеньев бомбардировщиков. 40-килотонные боевые части большой мощности рассматривались как средство “проредить” массированную атаку. 2-килотонные боевые части малой мощности должны были применяться против низколетящих целей - чтобы свести к минимуму ущерб на поверхности. Штатно, на батарею полагалось четырнадцать ядерных боеголовок - семь “большой мощности”, шесть “средней мощности” и одна “малой мощности”.
Существовала также конвенционная осколочно-фугасная боеголовка Т-45. Она весила 501 кг (1106 фунтов), из которых 272 кг (600 фунтов) приходились на взрывчатую смесь HBX-6. Поражающими элементами служили 20.000 стальных кубиков, проложенных в два слоя снаружи оболочки. Следует отметить, что основным назначением осколочно-фугасных Т-45 считалось учебное - для стрельбы по беспилотным мишеням - хотя применение их против одиночных бомбардировщиков также не исключалось.
Осколочно-фугасная боевая часть T45.
Для многих стран НАТО, однако, конвенционные боевые части были единственными, доступными к применению, если они не подпадали под программу “одалживания” ядерных боеголовок США. Была также разработана и испытана кассетная боевая часть T-46, снаряженная взрывчатыми/зажигательными суббоеприпасами, но на вооружение она не поступила.
Подрыв боевых частей выполнялся, как и прежде, командой с земли. Однако на ядерных версиях «Геркулеса» он осуществлялся не напрямую, а через барометрический датчик, установленный на высоту полета цели. Команда «подрыв» активировала барометрический взрыватель и боевая часть подрывалась, когда ракета оказывалась на нужной высоте. Барометрический взрыватель также блокировал детонаторы, если высота полета ракеты была ниже минимально безопасной - ракеты «Геркулес» предназначались для поражения целей в том числе и над городами, и случайная детонация атомной боевой части на малой высоте могла иметь катастрофические последствия.
КОМПОНОВКА БАТАРЕИ:
Принципиально, батареи “Геркулесов” сохраняли архитектуру батарей “Аяксов” (во многих случаях, батарея “Аяксов” перестраивалась под “Геркулесы”). Они по-прежнему разделялись на Зону Интегрированного Управления (англ. Integrated Fire Control Area - IFC), Ракетно-Пусковую Зону (англ. Launchers & Missiles Area - LMA) и зону падения отгоревших ускорителей. Однако, в систему были введены определенные изменения.
Основным нововведением была РЛС AN/MPQ-43 HIPAR (англ. High Power Acquisition Radar). Эта мощная полустационарная РЛС работала в 23-см диапазоне и могла обнаружить приближающиеся бомбардировщики на дистанции до 320 км (200 миль). Его широкая вращающаяся антенна размещалась на опорах под пластиковым геодезическим куполом, защищавшим ее от ветра и непогоды. Комплекс дополнительных антенн позволял HIPAR также осуществлять идентификацию “свой-чужой”, фильтровать имитационные помехи, и взаимодействовать с системами CONAD/NORAD (ПВО американского континента) в наведении на цель истребителей-перехватчиков.
Из-за высокой стоимости HIPAR, эти радары устанавливались только на особо важных, ключевых батареях. На остальных использовались более дешевые - но менее функциональные - радары ABAR (англ. Alternate Battery Acquisition Radar), типов AN/FPS-69, AN/FPS-71 и AN/FPS-75. Часто батареи также комплектовались радарами-высотомерами типа AN/FPS-6: обзорные РЛС не могли определять высоту полета цели, требуя для этого отдельной антенны. Разумеется, сохранялся и старый радар LOPAR - как вспомогательный, и как единственный более-менее мобильный.
Наведение ракет по-прежнему осуществлялось с помощью радара TTR (англ. Target Tracking Radar), следившего за выбранной целью, и радара MTR (англ. Missile Tracking Radar), сопровождавшего летящую ракету. Но этот дуэт был преобразован в трио добавлением радара TRR (англ. Target Ranging Radar). Работая в паре с TTR, радар TRR уточнял с высокой точностью дистанцию до цели.
При этом решались две задачи: во-первых, TRR компенсировал недостаточную разрешающую способность TTR на больших дистанциях, обеспечивая системе управления необходимую точность определения координат цели. Во-вторых, комбинация TTR и TRR позволяла эффективно фильтровать помехи - оба радара работали на разных частотах, и, сопоставляя данные, могли легко нейтрализовать любую попытку глушения и отыскать настоящую цель среди помех. По некоторым данным, USAF прямо запрещали армейским батареям “Геркулесов” брать на сопровождение их самолеты в учебных полетах, поскольку “неспособность сорвать сопровождение могла подорвать уверенность пилотов в надежности их средств электронной защиты”.
Ракетно-пусковая зона LMA изменилась в меньшей степени - в основном в сторону упрощения. Поскольку “Геркулесам” не требовалась заправка жидким топливом, они обходились без заправочного комплекса (хотя на многих батареях он сохранялся, чтобы поддерживать совместимость с “Аяксом”).
Хранение ракет осуществлялось либо в заглубленных бетонных бункерах, с подачей на поверхность специальным гидравлическим подъемником, либо в надземных ангарах. Для запуска ракет использовались балочные пусковые установки M-36E1, более массивные и способные выдерживать больший вес, чем предшествующие. Эти пусковые установки были также обратно совместимы с “Аяксами” (т.е. “Аякс” мог запускаться с пусковых “Геркулеса”, но не наоборот). Подача ракет на пусковую установку осуществлялась, как и прежде, вручную с помощью рельсовых направляющих.
Благодаря переходу на твердое топливо, транспортировка “Геркулесов” значительно упростилась. Однако, мобильность комплекса если и возросла, то лишь незначительно. Сложность транспортировки многокомпонентной системы, наличие многих километров разветвленных кабельных соединений, необходимость тщательной калибровки радаров по-прежнему делали “Геркулес”, скорее транспортабельным нежели мобильным - в том плане, что имея заблаговременное предупреждение (желательно за пару недель), расчет батареи мог сравнительно быстро переместить ее с одной заранее подготовленной позиции на другую. Ситуацию осложняло использование комплексом ядерных боеголовок, транспортировка которых требовала особо строгих мер безопасности.
АВТОРИЗАЦИЯ ПРИМЕНЕНИЯ:
Будучи ракетой с ядерной боевой частью, “Найк-Геркулес” был подвержен тем же требованиям об авторизации применения, что и другие американские атомные ракеты. Разрешение на применение атомного оружия отдавалось президентом, оно могло быть общим (например, для всех сил НАТО в Европе), или конкретным (например, только для бригад в конкретной стране). Получив такое разрешение, локальное армейское командование направляло командирам батарей приказ, содержащий два кодовых слова - например PURPLE BEAR (англ. “пурпурный медведь”) - по защищенному каналу проводной или коротковолновой связи.
Перевозка ракет с атомными боевыми частями.
Получив правильный по форме приказ, командир батареи (обязательно в присутствии другого офицера) открывал специальный сейф, доставал хранящийся внутри запечатанный пластиковый конверт (один из множества - инструкции, какой именно конверт вскрывать по тревоге, поступали по защищенному каналу связи несколько раз в день) вскрывал его, и смотрел на код аутентификации внутри. Если код в конверте совпадал с принятым - PURPLE BEAR - то приказ считался аутентифицированным. Затем командир батареи передавал приказ расчетам пусковых установок.
Расчеты пусковых установок включали в себя две команды авторизированных специалистов, каждой из которых была известна половина кода от сейфа, в котором хранились электронные ключи активации для ракет. Только собравшись вместе, они могли открыть этот сейф. Из сейфа техники сначала доставали другой пластиковый конверт, вскрывали его, и убеждались, что он содержит такие же кодовые слова - PURPLE BEAR - как и переданный командиром приказ. Повторно аутентифицировав приказ, они брали электронные ключи и устанавливали их в разъемы боеголовок на место инертных заглушек. Без соответствующего ключа, боеголовка не могла быть взорвана.
Система безопасности ракеты не допускала активацию боеголовки без, собственно, пуска. Для этого в конструкции боеголовки имелся механический блокиратор, который снимался только от перегрузок при запуске ракеты. Имелся также механизм самоуничтожения на случай ошибочного или неавторизированного пуска: приняв соответствующий кодированный сигнал, боеголовка активировала только один детонатор в обжимном взрывчатом заряде. Последующий взрыв химической взрывчатки полностью разрушал боеголовку.
Особым случаем были батареи, эксплуатировавшиеся союзниками США по НАТО, и имевшие американские ядерные боевые части. Доступ к атомным боеголовкам был жестко регламентирован: на каждой батарее для этого находился отряд из десяти американских военнослужащих. Приказ на применение ядерного оружия батареей страны НАТО мог поступить только от американского командования и должен был быть аутентифицирован американским персоналом на батарее. Прикомандированные к батареям НАТО американские военные имели прямое распоряжение вывести из строя боеголовки и уничтожить электронные пусковые ключи, если союзник попытается произвести неавторизированный запуск.
Продолжение: см. здесь.