Р-27 (баллистическая ракета)

Р-21 в музее

Принятая на вооружение в 1963 году ракета Р-21 комплекса Д-4 с дальностью стрельбы 1400 км существенно уступала по основным характеристикам американским ракетам «Поларис A1» (1960 год, 2200 км) и «Поларис A2» (1962 год, 2800 км). Для ликвидации отставания требовалась разработка новой ракеты.

24 апреля 1962 года вышло постановление Совета Министров СССР № 386—179 о разработке новой ракеты Р-27 комплекса Д-5 для вооружения подводных лодок проекта 667А. Головным разработчиком по ракете и комплексу было назначено СКБ-385, главный конструктор — Макеев В. П. Разработка системы управления ракетой была поручена НИИ-592 (главный конструктор Семихатов Н. А.), а размещение комплекса на подводной лодке проекта 667А — ЦКБ-18 (главный конструктор Ковалёв С. Н.).

При разработке ракеты был применён ряд новаторских решений, надолго определивший облик ракет СКБ-385:

• Максимальное использование всего внутреннего объёма ракеты для размещения в нём компонентов топлива — отсутствие традиционного разбиения на отсеки, размещение маршевого двигателя в баке горючего (так называемая утоплённая схема), использование общего днища бака горючего и окислителя, размещение приборного отсека в переднем днище ракеты.
• Цельносварной герметичный корпус из вафельных оболочек полученных химическим фрезерованием плит, материалом для которых служил алюминиево-магниевый сплав АМг6.
• уменьшение объёмов воздушного колокола за счёт последовательного пуска при старте сначала рулевых двигателей, а потом маршевого двигателя («динамический колокол»)[1]
• совместная разработка ракеты и элементов ракетно-стартовой системы — отказ от аэродинамических стабилизаторов и использование поясных резинометаллических амортизаторов;
• заводская заправка ракет и ампулизация компонентов топлива.

Эти меры позволили резко повысить среднюю плотность компоновки ракеты, тем самым уменьшив её габариты, а также уменьшить потребный объём шахты и цистерн кольцевого зазора. Так, по сравнению с ракетой Р-21 дальность стрельбы увеличилась в 2 раза, длина ракеты сократилась на треть, масса пусковой установки уменьшилась больше чем в 10 раз, масса ракеты — почти на треть, объём кольцевого зазора — почти в 5 раз. Нагрузка на лодку в расчёте на одну ракету (масса ракет, пусковых установок, ракетных шахт и цистерн кольцевого зазора) уменьшилась в три раза.[2]

Схема ракеты Р-27
1 — моноблочная головная часть; 2 — приборный отсек; 3 — резинометаллические амортизаторы; 4 — система перелива окислителя из нижнего полубака в верхний; 5 — патрубки системы наддува баков; 6 — верхний и нижний полубаки окислителя; 7 — система забора окислителя; 8 — бак горючего; 9 — маршевый блок двигателя; 10 — рулевой блок

Ракета Р-27 была выполнена по одноступенчатой схеме с моноблочной отделяемой головной частью. Корпус ракеты цельносварной, герметичный, изготавливался из «вафельных» полотен, полученных химическим фрезерованием плит из алюминиево-магниевого сплава АМг6. Было достигнуто 5—6-кратное превышение толщины листа исходного металла над толщиной получаемой оболочки. Впоследствии, при применении механического фрезерования, этот показатель довели до 9.[3] Наружная поверхность корпуса защищалась тепловлагостойким покрытием на основе асботекстолита.[4]

На ракете устанавливался жидкостный ракетный двигатель 4Д10 разработки ОКБ-2 (главный конструктор Исаев А. М.)[3], состоявший из двух блоков. Двигатель состоял из маршевого блока тягой 23 тонны[5] и рулевого блока из двух камер общей тягой 3 тонны[6]. В ЖРД использовались самовоспламеняющиеся компоненты топлива. В качестве горючего применялся несимметричный диметилгидразин (НДМГ), а в качестве окислителя — азотный тетроксид (АТ).[7] Подача компонентов топлива осуществлялась турбонасосными агрегатами. Маршевый двигатель работал по схеме с дожиганием окислительного газа. Тяга двигателя регулировалась регулятором расхода горючего. Рулевой блок был выполнен по схеме без дожигания, с газогенератором вырабатывающим газ с избытком горючего. Тяга рулевого блока управлялась регулятором на общей линии окислителя.[8] На рулевом блоке в рулевых приводах впервые использованы струйные гидравлические рулевые машинки замкнутой схемы, отбиравшее от ТНА горючее, использовавшие его в качестве рабочего тела при рабочем давлении 36-40 атм и затем возвращавшие обратно в ТБ.[9]

Впервые в мировой практике двигатель был размещён в топливном баке — так называемая «утопленная» схема. При монтаже двигателя были использованы только неразъёмные соединения — сварка и пайка. Двигатель стал необслуживаемым и непроверяемым. Запуск двигателя осуществлялся от одного пиропатрона, а выход на режим контролировался собственной автоматикой.[3] Качающиеся камеры рулевого двигателя были установлены на коническом днище топливного бака[3], под углом 45° к плоскостям стабилизации ракеты[6]. Крепление стальных элементов двигателя к алюминиевому корпусу осуществлялось с помощью специальных биметаллических переходников.[10]

Для уменьшения незаполненных топливом полостей ракеты использовалось общее двухслойное днище баков горючего и окислителя. Это позволило устранить межбаковый отсек. Ещё одним новаторским решением стала заводская заправка топливом с последующей «ампулизацией» баков посредством заварки заправочно-дренажных клапанов.[11] В совокупности с работами по повышению коррозионной стойкости материалов, герметичности швов и соединений, это позволило установить срок службы ракет в заправленном состоянии 5 лет. А впоследствии довести его до 15[11]

Элементы инерциальной системы управления впервые в СССР (для БРПЛ[6]) были размещены на гиростабилизированной платформе. Аппаратура системы управления размещалась в герметизированном объёме, образованном полусферическим верхним днищем бака окислителя. Это позволило исключить из конструкции ракеты классический приборный отсек.[4]

Ракета оснащалась моноблочной отделяемой головной частью весом 650 кг.[12][13] Мощность размещённого на ней ядерного заряда 1 Мт.[12][13] Для отделения головной части от ракеты, впервые в практике ГРЦ, было применено устройство взрывного действия — детонирующий удлинённый заряд кумулятивного типа на основе бризантного взрывчатого вещества.[14] При стрельбе на максимальную дальность было достигнуто КВО 1,9 км.[15]

Тип старта ракеты — мокрый, из предварительно затопленной шахты. В нижней части Р-27 был установлен специальный переходник, с помощью которого ракета стыковалась со стартовым столом. В процессе подготовки ракеты к старту осуществлялся наддув баков ракеты. В шахту поступала вода и давление уравнивалось с забортным. Открывалась крышка ракетной шахты. Для снижения гидравлического удара, возникающего при запуске двигателя в заполненной ракетой шахте, запуск двигателя осуществлялся в герметичный объём образованный переходником и стартовым столом. Была разработана технология создания «динамического колокола». В начале старта в образованный переходником «газовый колокол» производился запуск рулевых двигателей. Затем, при начале движения ракеты, осуществлялся запуск маршевого двигателя и постепенный вывод его на режим полной тяги.

При дальнейшем движении ракеты на неё начинал действовать момент от набегающего потока воды. Снижению нагрузок, действующих на конструкцию выходящей из шахты ракеты способствовал предварительный наддув баков и расположенные на самой ракете пояса специальных резинометаллических амортизаторов.

Обслуживание и процедуры предстартовой подготовки и старта ракет были максимально возможно автоматизированы. С единого пульта корабельной системы повседневного и предстартового обслуживания ракет обеспечивалось дистанционное управление и контроль за состоянием систем. С пульта управления ракетным оружием осуществлялось проведение комплексных регламентных проверок, управление предстартовой подготовкой и стартом ракет.[5]

Исходные данные для стрельбы вырабатывались созданной под руководством главного конструктора Бельского Р. Р. боевой информационно-управляющей системой «Туча». Аппаратура позволяла производить боевую стрельбу двумя восьмиракетными залпами.[5]

Пуск ракет осуществлялся с глубины 40—50 м, скорости лодки до 4 узлов и волнении моря 5 баллов.[16] Время предстартовой подготовки ракет 10 минут. Интервал стрельбы ракет в одном залпе — 8 секунд.[5] Время между залпами по источникам не уточняется.

Испытания комплекса Д-5 производились в три этапа. Первый этап бросковых испытаний натурных макетов Р-27 производился с затапливаемого плавстенда ПСД-5 в сентябре 1965 года. Было выполнено два пуска.[5][17]

В январе 1967 года начались испытания макетов ракет на Чёрном море с борта подводной лодки проекта 613Д5 (переоборудованная на заводе № 444 в Севастополе опытовая подводная лодка проекта 613Д7[5]) в подводном положении. Задержка работ была связана с тем, что лодка была получена заказчиком только 23 декабря 1965 года. 18 января 1967 года с глубины 45 м при скорости лодки 3 узла, волнении моря 3 балла и скорости ветра 7—8 баллов был осуществлён первый пуск макета ракеты 4К10. Последнее, шестое испытание было проведено 10 августа 1967 года.[5]

Параллельно проводился второй этап. Лётные испытания с наземного стенда на полигоне Капустин Яр[18] производились с июня 1966 по апрель 1967 года. Всего было выполнено 17 пусков, из которых 12 признано успешными.[15]

Полномасштабные совместные лётные испытания Р-27 начались на Северном флоте на головной лодке проекта 667А — К-137 «Ленинец» в августе 1967 года. Всего было выполнено 6 пусков.[15]

Комплекс Д-5 с ракетой Р-27 был принят на вооружение 13 марта 1968 года постановлением Совета Министров СССР № 162—164.[5]

Всего было произведено около 1800 ракет. Комплекс Д-5 эксплуатировался с 1968 по 1988 год. Всего было выполнено 492 пуска ракет, из которых 429 признано успешными. Максимальное количество пусков было в 1971 году — 58. Это своеобразный рекорд для советских и российских баллистических ракет подводных лодок. Комплекс удерживает также рекорд по среднегодовому количеству пусков — 23,4.

При эксплуатации комплекса Д-5У был выполнен 161 пуск, из них 150 успешных. Последние пуски ракет Р-27 и Р-27У по планам боевой подготовки были выполнены в 1988 году.[15] После этого пуски осуществлялись только в исследовательских целях. За время эксплуатации дважды (по одному разу на Северном и Тихоокеанском флотах) были проведены стрельбы 8 ракет в одном залпе. Все пуски были признаны успешными. За весь период эксплуатации было выполнено более 10 тысяч погрузок-выгрузок ракет, лодками вооружёнными РСМ-25 было осуществлено 590 боевых патрулирований в различных районах Мирового океана.

За время эксплуатации произошло несколько аварий с разрушением ракет. Погибли 5 человек и потеряна одна подводная лодка — К-219.

При погрузке с нарушением процесса погрузки-выгрузки ракета с высоты 10 м упала на причал. Был разрушен бак окислителя. Два человека из погрузочной партии погибли от воздействия паров окислителя на незащищённые органы дыхания.[29]

Трижды разрушалась ракета в шахте лодки, находящейся на боевом дежурстве.

На учениях «Океан-76» на лодке К-444 провели предстартовую подготовку трёх ракет. Был осуществлён пуск двух ракет, а стрельба третьей ракетой не производилась. Давление в баках ракеты из-за ряда человеческих ошибок было сброшено до всплытия лодки. Давление забортной воды разрушило баки ракеты, а при всплытии и осушении шахты окислитель протёк в шахту. Благодаря умелым действиям личного состава развития аварийной ситуации не произошло.[29]

В 1973 году на лодке К-219 находящейся на глубине 100 м из-за ложного срабатывания системы орошения при открытом клапане осушения шахты и ручного клапана на перемычке между главной осушительной магистралью лодки и трубопроводом осушения шахты произошло сообщение ракетной шахты с забортной водой. Давление в 10 атмосфер разрушило баки ракеты. При осушении шахты произошло возгорание ракетного топлива, но своевременное срабатывание системы автоматического орошения предотвратило дальнейшее развитие аварии. Лодка благополучно вернулась на базу.[29]

Пожар на К-219 в октябре 1986 года

Третий случай произошёл также на лодке К-219 3 октября 1986 года. По неустановленным причинам при погружении после сеанса связи в ракетную шахту стала поступать вода. Экипаж попытался отключить автоматику и слить воду нештатными средствами. В результате сначала давление сравнялось с забортным и разрушились баки ракеты. Затем после осушения шахты произошло возгорание компонентов топлива. Отключённая автоматика орошения не сработала и произошёл взрыв. Была сорвана крышка ракетной шахты, начался пожар в четвёртом ракетном отсеке. Потушить пожар собственными силами не удалось. Личный состав покинул лодку, отсеки заполнились забортной водой и лодка пошла ко дну. Во время пожара и задымления в ракетных 4-м и 5-м отсеках погибли 3 человека, в том числе командир БЧ-2.[29]

Опыт эксплуатации ракет РСМ-25 был проанализирован и учтён при разработке новых комплексов. В результате при эксплуатации последующих ракет не было ни одного случая гибели людей.

Ракетный комплекс Д-4 с ракетой Р-27 для вооружения подводных лодок проекта 667А стал ответом на американскую программу «Поларис».[35] По своим тактико-техническим характеристикам ракета Р-27 стала аналогом ракеты «Поларис A1», а моноблочный вариант ракеты Р-27У аналогом «Поларис A2». Вариант ракеты Р-27У с тремя боевыми блоками уже существенно уступал своему аналогу «Поларис A3» по дальности. При этом советские ракеты были приняты на вооружение на 8—10 лет позже и имели худшие показатели точности (КВО).[36] В 1970 году США приняли на вооружение ракету «Посейдон C3» с разделяющейся головной частью с десятью блоками индивидуального наведения, что позволило им резко повысить эффективность своих морских стратегических ядерных сил.

Отличительной особенностью советских ракет было то, что на них использовались ракетные двигатели с жидким топливом и они были одноступенчатыми, а американские ракеты создавались с твердотопливными двигателями и были двухступенчатыми. Советские ракеты были немного легче, но при этом имели большие габариты. Более высокой по сравнению с американскими ракетами была и взрывопожароопасность.

Французские ракетостроители избрали американский путь и создавали свои первые ракеты — M1/M2 и M20 — двухступенчатыми с твердотопливными двигателями. По своим тактико-техническим характеристикам эти ракеты соответствовали моноблочным вариантам ракет Р-27 и Р-27У, обладали сравнимой точностью и были приняты на вооружение на несколько лет позже, чем Р-27.

Небольшая дальность советских ракет обусловила необходимость боевого патрулирования советских ПЛАРБ в зонах действия мощных сил противолодочной обороны ВМС США и НАТО, что снижало боевую устойчивость советских ракетоносцев[35]. Несмотря на ряд недостатков, СССР удалось создать достаточно эффективный стратегический ракетный комплекс. На ракете Р-27 был опробован ряд новых технических решений. Использование этих наработок на ракетных комплексах с ракетами Р-29 и Р-29Р в дальнейшем позволило ликвидировать отставание от США.

ТТХ	Поларис A1	Поларис A2	Поларис A3	Р-27	Р-27У		Посейдон C3	Р-29	M1	M20
Страна
Год принятия на вооружение	1960	1962	1964	1968	1974		1970	1974	1972	1976
Максимальная дальность, км	2200	2800	4600	2500	3000	2500	4600	7800	3000	3200
Забрасываемый вес, кг	500	500	760	650	650	>650	2000	1100	1360	1000
Тип головной части	моноблочная		РГЧ РТ	моноблочная		РГЧ РТ	РГЧ ИН	моноблочная
Мощность, кт	600	800	3×200	1000	1000	3×200	10×50	1000	500	1200
КВО, м	1800		1000	1900	1300—1800		800	1500		1000
Стартовая масса, т	12,7	13,6	16,2	14,2			29,5	33,3	20
Длина, м	8,53	9,45	9,86	9,65			10,36	13	10,67
Диаметр, м	1,37			1,5			1,88	1,8	1,49
Количество ступеней	2			1			2	2	2
Тип двигателя	РДТТ			ЖРД			РДТТ	ЖРД	РДТТ
Тип старта	сухой			мокрый			сухой	мокрый	сухой

• СКБ-385, КБ машиностроения, ГРЦ «КБ им. Академика В. П. Макеева» / Сост. Канин Р. Н., Тихонов Н. Н.; под общ. ред. В. Г. Дегтяря. — М.: Государственный ракетный центр «КБ им. Академика В. П. Макеева»; Военный парад, 2007. — 408 с. — ISBN 5-902975-10-7.
• Стратегическое ядерное вооружение России / Под ред. П. Л. Подвига. — М.: ИздАТ, 1998. — ISBN 5866560798.
• Широкорад А. Б. Энциклопедия отечественного ракетного оружия 1918—2002 / Под общей ред. А. Е. Тараса. — М.: Харвест, 2003. — 544 с. — (Библиотека военной истории). — 5100 экз. — ISBN 985-13-0949-4.

• Баллистические ракеты Р-27, Р-27У (неопр.) (недоступная ссылка). Государственный ракетный центр имени академика В. П. Макеева. Дата обращения: 6 декабря 2009. Архивировано 29 января 2012 года.
• Баллистическая ракета подводных лодок Р-27 (неопр.) (недоступная ссылка). Энциклопедия вооружений. Дата обращения: 6 декабря 2009. Архивировано 27 сентября 2007 года.