| |
От противовоздушной - к противоракетной обороне.
К. КАПУСТЯН
Капустян Константин Константинович - лауреат Ленинской и
Государственной премий, кандидат технических наук. Работает
на предприятии с 1951 г., был заместителем Главного конструктора
по системе С-25, занимался созданием систем противоракетной
обороны. В настоящее время - ведущий научный сотрудник НПО "Алмаз".
 Работы,
посвященные истории создания образцов вооружения по тематике ПВО
и ПРО, до последнего времени были строго засекречены и широкому
кругу читателей неизвестны. Они выполнялись большими коллективами
высококвалифицированных специалистов, в числе которых было много
научных работников и даже знаменитых ученых - таких, как А.А.
Расплетин, С.А. Лавочкин, П.Д. Грушин, Б.В. Бункин, Л.В. Люльев,
Г.В. Кисунько и др. В создании образцов столь сложного вооружения,
какими являются стрелъбовые комплексы ПВО и ПРО, участвовали десятки
тысяч работников, многие из которых, создавая отдельные части,
в силу закрытости работ, не представляли себе общего объема и
конечного результата своей деятельности. Поэтому изложение истории
создания образцов вооружения и достигнутых результатов может представлять
интерес и для участников этих работ. Кроме того, не в последнюю
очередь, необходимо зафиксировать уникальность и приоритетность,
как в отечественной, так и в зарубежной практике полученных результатов.
Работы велись головными конструкторскими бюро: КБ-1 по системе
в целом, КБ "Факел" и КБ "Новатор" - по ракетам-перехватчикам.
В последующем они будут сокращенно именоваться ПР.
Следует отметить, что разработка системы противоракетной обороны
столицы уже длительное время проводилась в КБ "Вымпел"
под руководством Г.В. Кисунько. Но эта задача существенно отличалась
от задачи обороны отдельных наиболее важных объектов страны по
размеру обороняемой площади, числу атакующих ракет, требуемой
надежности защиты, допустимых затрат на оборону.
При выборе головного разработчика системы ПРО для отдельных объектов
страны руководство ВПК и МО учитывало успешный опыт создания компактных
систем ПВО. Поэтому выбор пал на КБ-1, часть коллектива которого
к этому времени высвободилась после окончания модернизации системы
С-25.
В мае 1961 года вышло решение ВПК о начале разработки системы
С-225 для защиты объектов с ограниченными размерами от атаки одиночных
БР стратегического назначения, включая межконтинентального класса.
Следует отметить, что в то время баллистическая цель представляла
собой относительно крупную головную часть и следующий за ней корпус
последней ступени ракеты-носителя. В качестве информационного
средства мог служить только радиолокатор, поскольку оно должно
быть всепогодным. По сравнению с РЛС ПВО радиолокатор
ПРО должен работать на существенно больших дальностях, поскольку
цель имеет на порядок большую скорость. Другой особенностью цели
является малая отражающая поверхность - менее 0,1 м2. По этим
причинам радиолокатор системы С-225 должен был иметь, по сравнению
с любым радиолокатором ПВО, на несколько порядков больший энергетический
потенциал. Несмотря на успехи в отечественной и зарубежной радиоэлектронике
создать необходимую мощность в одном электровакуумном приборе
было невозможно. Да и канализация электромагнитной энергии высокой
мощности к излучателю представляла серьезную трудность. Поэтому
было принято решение необходимую мощность излучения получать путем
сложения в пространстве энергии нескольких генераторов, каждый
из которых имел бы предельно достижимую для того времени мощность.
Другим методом повышения потенциала радиолокатора являлось увеличение
выигрыша антенного устройства. Это могло быть достигнуто путем
увеличения размеров раскрыва антенны.
Учитывая крайне напряженный баланс времени для поиска и обнаружения
целей, необходим был быстрый обзор пространства. Это наилучшим
образом достигалось путем электронного сканирования. Радиолокатор
должен был, кроме целей, сопровождать наводимые на цель противоракеты,
для чего должна обеспечиваться возможность отклонения луча в широких
пределах.
Все эти функции наилучшим образом выполнялись при использовании
в качестве приемных и передающих антенн фазированных антенных
решеток (ФАР). Решено было их применить, хотя опыта разработки
таких антенн ни в КБ-1, ни в отечественной практике не было.
Второй сложнейшей проблемой являлось создание ракеты-перехватчика.
В отличие от зенитных ракет ПВО противоракета должна управляться
как в атмосфере, так и на внеатмосферном участке полета, поскольку
перехват мог осуществляться на высотах до 80-100 км. С этой целью
ПР должна была иметь как аэродинамические, так и газодинамические
органы управления. Кроме того, из-за напряженного баланса времени
от обнаружения до перехвата цели, в связи с ее высокой скоростью
(до 7 км/сек), ПР должна обладать большой средней скоростью. За
разработку такой ракеты взялось КБ "Факел" с Главным
конструктором П.Д. Грушиным во главе.
Предварительная проработка в КБ-1 и КБ "Факел" показала
реализуемость системы ПРО важнейших объектов страны. Постановлением
ЦК КПСС и СМ СССР в мае 1963 года была задана разработка аванпроекта
системы С-225. Работы по системе в целом возглавил Генеральный
конструктор А.А. Расплетин, по противоракете - Главный конструктор
П.Д. Грушин. Для тематического ведения разработки системы было
создано специальное подразделение, получившее название СБ-32.
Возглавил его Т.Р. Брахман. СБ-32 включало 3 отдела: по разработке
системы (нач. К.К. Капустян); радиолокатора (нач. Г.Б. Реутов);
вычислительных средств и программного обеспечения (нач. Е.В. Печенин).
Систему наведения и поражения проектировал теоретический отдел
(Ю.В. Афонин, К.Н. Поляков, В.Г. Цепилов, В.Г. Блуденко).
Оригинальные технические решения комплекса были предложены А.Л.
Павленко, а разработка технической конструкторской документации
осуществлялась в его бригадах (В.И. Власов, А.Л. Касатов и др.).
В 1970 году вместо Т.Р. Брахмана СБ-32 возглавил К.К/ Капустян,
а отдел по системе - А.Ф. Еремин.
В начале 1964 года аванпроект был выполнен, обсужден с научно-технической
общественностью и заказчиком, которым являлось 4ГУ МО.
Проектирование определило облик системы.
Радиолокационная станция наведения (РСН-225) должна была включать
в себя антенный пост и аппаратную часть. Антенный пост размещался
на неподвижном основании, закрепленном на закладных элементах
фундамента. Поворотное устройство имело две степени свободы: поворота
по азимуту и углу места. Таким образом, нормаль к раскрыву могла
направляться в любую точку пространства верхней полусферы. На
поворотной части крепились приемная ФАР с сектором отклонения
луча ±60° и зеркальная передающая антенна с фазируемыми облучателями,
позволяющими отклонять луч в секторе 4x5°. На поворотной части
размещались также передающие устройства с мощными клистронами
на выходе, управляющая аппаратура и входная часть приемных устройств.
Такая компоновка обеспечивала минимальные потери высокочастотной
энергии.
Для управления ракетами в процессе наведения на цель предусматривалась
станция передачи команд (СПК), включающая в свой состав поворотный
антенный пост на лафете с колонками зеркальных антенн и передающими
устройствами. Аппаратная часть СПК размещалась в отдельном контейнере.
Управление комплексом осуществлялось от ЭВМ вычислительного комплекса
без вмешательства персонала, поскольку боевой цикл от обнаружения
до поражения цели составлял несколько десятков секунд и оператор
не способен за такой короткий срок выполнить правильно необходимые
функции. Для проведения подготовительных операций, контроля работы
и состояния аппаратуры предусматривался командный пункт (КП) с
рабочими местами операторов - командира комплекса и главного инженера.
В 1965 году был выпущен эскизный проект системы и коллектив КБ-1
приступил к разработке технической документации. Постановлением
Правительства было задано создание двух опытных образцов в 1967
году. При этом была утверждена широкая кооперация заводов-изготовителей
средств. В качестве головного завода был назначен Кунцевский МРТЗ.
Срок изготовления был установлен чрезвычайно жесткий - 1967 год,
а предъявление на совместные испытания - середина 1969 года. Столь
короткие сроки в силу ряда обстоятельств заводами выдержаны не
были, и в результате изготовление первого опытного образца растянулось
до конца 1969 года.
Во второй половине 60-х годов в результате интенсивных работ
по системам ПРО как у нас в Союзе, так и в США, в качестве контрмеры,
в состав баллистических ракет наряду с боевыми элементами начали
включаться ложные цели. В то время это были легкие цели, как правило,
надувные, которые после отделения от последней ступени ракеты-носителя
создавали вокруг боеголовки до 10-12 отражателей, идентичных для
радиолокаторов головным частям. Ложные цели затеняли боевой элемент
и тем самым затрудняли его перехват. Правда, легкие ложные цели
существовали только в космосе, а при снижении до высоты 90-80
км они сгорали. Но после этого оставалось очень мало времени для
осуществления перехвата боеголовки. Такое положение дел заставило
создателей систем ПРО искать новые технические решения. Нами было
предложено увеличить сектор наблюдения РАС с 4x5° до 20x20° и
приступить к созданию высокоскоростной противоракеты, которая
успевала бы перехватить боеголовку после атмосферной селекции
от ложных целей.
В КБ-1 была разработана передающая антенна в виде ФАР, которая
могла заменить в антенном посту радиолокатора зеркальную антенну
и позволяла отклонять передающий луч в секторе 20x20°. Было решено
изготовить и установить ее во втором опытном образце системы.
Срок изготовления второго образца устанавливался - 1971 год.
Проект новой высокоскоростной противоракеты был выполнен в двух
организациях: ОКБ-2 (Главный конструктор П.Д. Грушин) и КБ "Новатор".
Был выбран вариант, предложенный КБ "Новатор". Эта ПР
получила наименование ПРС-1. Ракета представляла собой конус без
аэродинамических несущих и управляющих элементов. В двигателе
использовался быстрогорящий порох За 4 секунды работы двигателя
ракета разгонялась до максимальной скорости. При этом осевые перегрузки
достигали 300 ед., а температура обшивки поднималась до 2000 градусов.
Все это требовало новых технических решений при создании бортовой
аппаратуры, которая должна быть малогабаритной и высокопрочной.
Бортовая аппаратура разрабатывалась в КБ-1: автопилот - коллективом
П.М. Кириллова, радиоаппаратура - коллективом В.И. Толстикова
и В.И. Долгих. Все остальное, кроме боевой части и двигателя,
в КБ "Новатор" под руководством Л.В. Люльева. Двигательная
установка создавалась в КБ Пермского завода под руководством Козлова.
Следует отметить, что в системе С-225 для управления всеми функциями
РАС, включая функциональный контроль, отработку внешнего целеуказания,
обнаружения и сопровождение целей, сопровождение ПР, выработку
и передачу на борт команд наведения осуществлялось автоматически
от центрального вычислительного комплекса большой производительности.
При этом специфика программ ЦБК заключалась в том, что они создавались
в реальном масштабе времени и поэтому не могли быть использованы
универсальные языки программирования. Создание программ велось
на машиноориентированном языке, позволяющем экономить производительность
ЭВМ. Такие программы могли быть созданы только программистами
высокой квалификации во взаимодействии с реальной аппаратурой.
Основной вклад в программирование внесли Е.В. Печенин, АА. Трухачев,
В.В. Титаренко, СА. Петров, Ю.В. Ильченко, АЛ. Монин.
По мере изготовления средств первого опытного образца они доставлялись
на полигон в Приозерск и развертывались на заранее подготовленных
инженерных сооружениях. В 1971 году образец был полностью собран
и началась его отработка. В начале она велась на имитаторах, а
затем с применением летных средств. Ввиду длительности работ и
некомфортности проживания на объекте работа велась вахтовым методом.
На полигон выезжала бригада во главе с ведущими тематиками. В
качестве руководителей бригады в разное время были: К.К. Капустян,
Л.Н. Злобин, А.Ф. Еремин, А.Л. Соловьев, В.А. Скударев и др.
В 1972 году начались проводки баллистических целей, которые запускались
с полигона Капустин Яр. Причем из-за малой протяженности трассы
скорость целей не соответствовала межконтинентальным ракетам.
Поэтому были применены специальные носители, которые осуществляли
дополнительный разгон ГЧ на нисходящем участке траектории до скорости,
соответствующей межконтинентальным ракетам. Эти испытания преследовали
двоякую цель: с одной стороны, отрабатывались боевые части БР,
с другой - накапливался опыт проводок баллистических целей радиотехническими
средствами системы, вносились необходимые изменения в аппаратуру
и программы управления. Наблюдение за поведением баллистических
целей на конечном участке их полета приносило также большую пользу
разработчикам баллистических ракет, так как давало возможность
оценить эффективность противодействия обороняющейся стороны. Поэтому
результаты наблюдений, зафиксированные на магнитной ленте, обрабатывались
и передавались соответствующим КБ. Эту функцию выполнял отдел
анализа полигона, возглавляемый в то время Перфильевым,
Одновременно с проводками после проведения бросковых пусков ракет
В-825 приступили к испытаниям при управлении от радиотехнических
средств системы. В замкнутом контуре управления было проведено
16 пусков, в ходе которых помимо испытания самой ракеты отрабатывалась
бортовая аппаратура управления, автопилот, приемник команд и ответчик.
Автономные испытания ракеты В-825 были начаты в июне 1969 года.
Они преследовали цель отработки двигательной установки первой
ступени, системы выхода из контейнера, раскрытие стабилизаторов,
разделение ступеней и бортовой аппаратуры. Всего к началу 1971
года было выполнено шесть автономных пусков с управлением от внутреннего
"программника". Это позволило перейти к пускам с управлением
от наземных средств макетного образца и проверить радиолинии запрос-ответ
и радиоуправления. Следует отметить, что обеспечение радиосвязи
с ракетой представляло большую сложность вследствие затемняющего
действия факела двигателя ракеты. В ходе испытаний несколько раз
менялось расположение и конструкция бортовых антенн. В решение
этой проблемы большой вклад внес В.И. Долгих.
Всего к началу контурных испытаний ракеты с первым опытным образцом
было проведено 15 пусков. Из них 13 - автономных.
В феврале 1973 года начались испытания ракеты в замкнутом контуре
управления с использованием средств первого опытного образца.
Первые 7 пусков проведены по условной неподвижной цели, располагавшейся
в различных частях зоны поражения. Следующие 6 пусков в 1974-1975
годах проводились по условной движущейся цели, имитирующей полет
БРСД и МБР. Завершились испытания перехватом реальных целей в
октябре 1976 года - БРСД, в июле 1977 года - МБР. Точность наведения
была достаточной для их поражения.
Наибольший вклад и создание системы наведения внесли: К.Н. Поляков,
В.Г. Цепилов, В.И. Кирюшкин, В.Г. Блуденко и др. Ими был предложен
совершенно оригинальный метод наведения в "падающую точку",
позволяющий наивыгоднейшим способом использовать баллистику ракеты
и получать высокую точность наведения.
Параллельно со стрельбовыми испытаниями огневого комплекса велись
проводки баллистических целей. К тому времени, учитывая создание
у потенциального противника средств ПРО, наши конструкторы баллистических
ракет оказались вынужденными оснащать стратегические ракеты комплексом
средств преодоления ПРО (КСП). В состав средств преодоления входили
не только легкие ложные цели, фильтруемые атмосферой, но и тяжелые
элементы, проникающие глубоко в атмосферу, имитируя головные части.
Отработка элементов КСП и оценка их эффективности была возможна
только по результатам радиолокационных наблюдений на конечном
участке их полета Таким образом, проводки БЦ радиолокатором С-225
стали обязательным условием испытания БР. С другой стороны, результаты
проводок БЦ различной комплектации давали богатый экспериментальный
материал для создания системы селекции ГЧ на фоне ложных целей
для нашей системы ПРО. Успешное выполнение проводок БР заставило
военное руководство страны принять решение о размещении радиотехнических
средств системы на Камчатке, куда велись стрельбы БР по внутренней
протяженной трассе. В результате, второй комплект аппаратуры,
выполненный по технической документации так называемой второго
опытного образца С-225 и изготовленный заводами кооперации, было
решено поставить на Камчатку. Ему было присвоено наименование
5К17. Ввиду трудности отработки аппаратуры и программ на месте
окончательной дислокации было решено комплекс 5К17 вначале развернуть
на позиции второго опытного образца системы в Приозерске. В начале
1975 года с заводов-изготовителей на полигон была доставлена смонтированная
в контейнерах аппаратура РСН-225, вычислительные средства, командный
пункт и средства автономного электроснабжения. За короткое время
аппаратура была смонтирована на объекте, связана кабельной сетью,
проверена и настроена В мае 1975 года радиотехнический комплекс
был проверен при проводках баллистических целей. Затем он был
демонтирован, погружен на железнодорожные платформы и доставлен
во Владивосток. С помощью десантных судов доставлен на Камчатку.
Использование обычных грузовых судов исключалось, так как на месте
доставки не было причалов, способных принять крупнотоннажные суда.
Десантные суда причалили к пологому берегу и контейнеры с помощью
тягачей были вывезены на берег. После этого они были доставлены
на объект, развернуты и смонтированы. Руководил работами по монтажу
комплекса В.Ф. Дижонов, Столь оперативные действия по вводу комплекса
5К17 оказались возможными благодаря принятому весьма прогрессивному
методу конструктивного исполнения аппаратуры в контейнерах, которые
монтировались, настраивались и сдавались на соответствие ТУ на
заводах. Комплекс 5К17 был испытан вначале по ИСЗ, а затем по
баллистическим целям. В результате комплекс был осенью 1975 года
сдан и передан в эксплуатацию. За создание комплекса 5К17 основным
участникам работ была присуждена Государственная премия. От КБ-1
получили К.К. Капустян, Г.Б. Реутов, Е.В. Печений, В.И. Власов,
Горбачев, от ГПТП - В.И. Котиков, от ИТМиВТ - И.К. Хайлов, от
ЗЭМЗ - Голубев.
Ввиду того, что для селекции БЦ приходилось использовать небольшой
участок атмосферного полета цели, для ее перехвата оставалось
весьма мало времени. Ракета В-825 из-за относительно малой скорости
не могла выполнить эту задачу. Поэтому полным ходом шло создание
высокоскоростной противоракеты ПРС-1.
Разработку ее вело Свердловское КБ "Новатор" с Главным
конструктором Л В. Люльевым. Это КБ приступило к работам в 1967
году. Задача стояла чрезвычайно сложная. Необходимо было разогнать
ракету за несколько секунд до скорости порядка 4 км/сек. Это мог
сделать только двигатель на быстро горящих порохах. Такой двигатель
взялся разработать Главный конструктор Козлов из Пермского КБ.
Ввиду того, что при полете в атмосфере с большой скоростью поверхность
ракеты нагревается от трения о воздух до температуры выше 2000
градусов, потребовалось принятие специальных мер для защиты конструкций
и оборудования. Корпус ПРС-1 был выполнен в виде конуса со специальным
теплозащитным покрытием без всяких выступающих элементов. В качестве
органов управления и стабилизации использовались газоструйные
двигатели с вектором тяги, направленным перпендикулярно оси ракеты.
ПРС-1 имела одноступенчатую схему с отделяемой головной частью.
Сложной задачей являлось создание для такой ракеты бортовой аппаратуры
стабилизации и управления. Она должна быть малогабаритной с малым
весом и работоспособной при перегрузках до 300 ед. Кроме того,
уже к 3-4-ой секунде полета на поверхности ракеты образовывалась
высокотемпературная плазма, представляющая собой экран для распространения
радиоволн. Разработка бортовой аппаратуры производилась в КБ-1:
автопилота - в подразделениях П.М. Кириллова, а аппаратуры радиоуправления
и визирования - подразделениями В.И. Толстикова и В.И. Долгих.
В результате проектных и конструкторских работ были разработаны
аван- и эскизный проекты, а в 1973 году создан и поставлен для
испытаний экспериментальный образец ПРС-1. Первые пуски были проведены
с наклонной пусковой установки под углом 20° к горизонту. До второго
пуска ракета не оснащалась бортовой аппаратурой и, как правило,
ломалась. С третьего - ракета имела штатную комплектацию. Разделение
ступеней не производилось. Начиная с 1978 года, с 7 по 11 пуски
проводились с использованием средств первого опытного образца
системы. Начиная с 12 пуска в 1979 году, использовались средства
второго опытного образца. Испытания проходили с большими трудностями,
связанными с особенностями ракеты. Из 15 последующих пусков в
6 ракета ломалась и до 17 пуска не удавалось обеспечить надежную
радиосвязь с бортом. Дело в том, что конструкторы ракеты, заботясь
о прочности и аэродинамике, отвели для установки бортовых антенн
донную часть второй ступени ракеты. Как показали испытания, в
полете эти антенны полностью экранируются плазмой. После детального
анализа по настоянию специалистов КБ-1 конструкторам ракеты пришлось
установить антенны на корпусе конусной образующей ракеты перед
соплами газоструйной системы управления. Причем была разработана
система переключения антенн в зависимости от положения оси ракеты
относительно радиотехнических средств комплекса. С такими трудностями
разработчики не встречались. Начиная с 17 пуска, удалось получить
устойчивую связь по каналу управления, а с 20 - и по каналу визирования.
В ходе этих испытаний пришлось дорабатывать аппаратуру СПК и ввести
в ее состав устройства начального сопровождения с соответствующими
изменениями программ управления.
В июле 1981 года был проведен первый успешный пуск в замкнутом
контуре управления, а в апреле 1984 года осуществлен успешный
перехват реальной баллистической цели. Расхождение с целью на
дальности 40 км составило около 50 метров, что вполне достаточно
для ее поражения цели.
На этом испытания ПРС-1 со средствами системы С-225 были прекращены,
а ракета была передана в состав системы А-135. При этом весь опыт
испытаний и преодоления трудностей был полностью использован.
В результате в конце 1983 года прошли первые успешные испытания
этой ракеты в системе А-135.
Когда потребовалось организовать защиту от БР не только малоразмерных,
но и более крупных объектов, в 1972 году был разработан проект
объединения нескольких огневых комплексов С-225 в узел, управляемый
командно-вычислительным комплексом (КВПУ). Создана техническая
документация для изготовления такого средства и разработаны программы
управления, отработанные на математической модели группировки.
Это было одно из первых объединений многих вычислительных машин
в локальную сеть.
Начиная с середины 70-х годов, полным ходом шла настройка аппаратуры,
отлаживание боевых программ управления средствами и испытания
второго образца С-225. Вскоре он приступил к проводкам наших БР.
Некоторое время два образца работали одновременно. Ввиду больших
возможностей второго образца по антенным системам и вычислительным
средствам, начиная с 1977 года, проводки на первом образце были
прекращены, а на втором образце начаты заводские испытания. Они
преследовали цель паспортизации радиотехнических средств для передачи
их в эксплуатацию работникам полигона. На самом деле это были
совместные испытания с заказчиком. В 1982 году заводские испытания
были завершены, а к 1985 году средства второго образца переданы
для дальнейших испытаний БР.
Успешные работы по системе С-225 показали, что подобного рода
комплексы ПРО для защиты объектов на территории страны вполне
реализуемы и очень нужны в условиях вооруженного противостояния
для уверенности в собственной безопасности.
Сегодня вопрос о создании нестратегической ПРО (НПРО) как у нас,
так и за рубежом возник с новой остротой, так как расширилось
число государств, владеющих БР. Большой накопленный опыт КБ-1
следует использовать, поскольку вся техническая документация сохранилась.
Источники информации:
"Грани "Алмаза" - книга, посвященная 55-летию
НПО "Алмаз",
Москва, 2002
OCR - Muxel
|
|
