История ракетно-ядерной гонки США и СССР

Условия заправки и длительного хранения ракет с токсичными и самовоспламеняющимися компонентами топлива потребовали существенных доработок общей герметичности всех топливных узлов и узлов гидросистем ракет – баков, двигателей, насосов и магистралей (которые «плакали» компонентами топлива и рабочих жидкостей при нарушениях герметичности). Оказалось, что компоненты топлива способны просачиваться и через некоторые материалы, и через микротрещины сварных швов, и через уплотнения при длительном хранении заправленных ракет. Поэтому потребовались существенные доработки и материалов, и узлов ракет для доведения сроков их хранения-эксплуатации до 5, затем до 10 и до 30 лет. Для этого пришлось решить и проблемы «старения» материалов конструкций и особенно – материалов уплотнений. Резины и пластмассы под нагрузкой давали существенные усадки и постепенно разрушались химически. Металлы со временем подвергались коррозии и процессам релаксации напряжений, – особенно в напряжённых элементах уплотнений, и это могло привести к нарушениям герметичности соединений. Повышение надёжности и ресурса ракет потребовало и новых материалов, и улучшения конструктивных решений, и проведения соответствующих доработок с заменой материалов, конструктивных упрощений и уменьшением количества узлов.

Значительной технической проблемой стала доработка защиты позиций МБР, которые стали размещать в специальных шахтах. Без защиты в земле стартовая позиция ракет была уязвима даже при очень сильном ветре, – не говоря уже о ядерных взрывах. Шахтные позиции были крупными подземными сооружениями с автономными источниками электропитания и вначале – со сложными устройствами для заправки ракет. Для этого делали общую позицию с тремя-четырьмя шахтами, – котлован для каждой позиции по размерам превышал футбольное поле, а после проведения бетонных работ его вновь зарывали в землю. Но позже оказалось, что такие позиции очень уязвимы для высокоточных боеголовок, – одной боеголовкой можно было уничтожить всю позицию с 3–4-мя ракетами. Поэтому новые шахтные позиции были оборудованы с отдельными шахтами для ракет, несущих многозарядные боеголовки. Проблемы заправки удалось решить внедрением «ампульных» топливных баков, которые заправляли и герметизировали на заводе и на позиции ставили уже в заправленном виде. Такое решение существенно упростило стартовые позиции и решило многие проблемы с заправкой ракет токсичным топливом. Новые шахтные «одиночные» позиции были существенно укреплены от воздействий взрывов, а ракеты в них висели на специальных тягах и амортизаторах, которые снижали сейсмические нагрузки от атомных взрывов. Сверху шахту закрывали мощной крышкой, весящей десятки тонн.

Существенно доработали технологии оснащения шахт, – оно в части наземного оборудования ракет выполнялось уже на заводе-изготовителе при размещении ракеты в специальном контейнере. Под руководством Янгеля М. К. была разработана и отработана на «бросковых испытаниях» макетов система «миномётного старта» ракеты из контейнера. При этом ракету Р-36, как снаряд из пушки, выталкивал специальный пороховой заряд ПАД (пороховой аккумулятор давления). Он подбрасывал ракету из контейнера в шахте на 10–15 м над землёй, после чего включался двигатель ракеты, и она уходила вверх. В канале контейнера ракета двигалась со специальными манжетами между её корпусом и стенками канала, – манжеты играли роль уплотнений, не допускавших прорыва пороховых газов. После выхода ракеты из шахты манжеты и поддон ПАДа отстреливались в стороны для облегчения ракеты. Миномётный старт имел ряд преимуществ перед обычным «газоструйным» стартом: экономилось топливо ракеты, существенно упрощалась конструкция шахты ракеты (не нужны были газоотводные каналы), старт производился очень быстро и т. п.

Серьёзной проблемой было повышение надёжности и снижение механических нагрузок при расстыковке ступеней ракет и отделении боеголовок. Первые конструкции узлов для расстыковки были ненадёжны и не всегда срабатывали в нужное время. А взрывы пиропатронов создавали такие нагрузки на ракеты, которые повреждали её бортовое оборудование. Потребовались серьёзные и долгие работы для повышения надёжности шариковых узлов расстыковки и снижения нагрузок от взрыва пиропатронов.

В КБ Янгеля М. К. был создан отдел для создания боеголовок с разделяющимися частями индивидуального наведения. Эта сложнейшая техническая проблема была решена к началу 70-х годов, – первые боеголовки индивидуального наведения были поставлены на ракету Р-36, а затем и на самую массовую ракету РВСН – УР-100Н в модификации и УР-100 УТТХ.