Управляемая ракета малой дальности К-5 (РС-1У, изделие «ШМ»).
Разработчик: отдел № 32 КБ-1 ( Д.Л.Томашевич)
Страна: СССР
Принятие на вооружение: 1956 г.
К-5 (РС-1У — реактивный снаряд первый управляемый, в несекретных документах ракета получила обозначение «ШМ») — первая в СССР управляемая ракета класса «воздух-воздух» принятая на вооружение. Работы по созданию системы ракетного вооружения истребителей-перехватчиков, в дальнейшем получившей обозначение К-5, начались в КБ-1 Третьего Главного управления при Совете Министров СССР в 1951 году. Официально работа была задана правительственным Постановлением от 1 апреля 1952 года № 1587-590. К-5 изначально задумывалась как достаточно миниатюрное для тех лет управляемое оружие, пригодное для размещения на фактически единственном реактивном истребителе тех лет — МиГ-15, позднее смененным в производстве весьма близким по характеристикам и техническому облику МиГ-17. Более того, на этом небольшом самолете предусматривалась установка четырех пусковых устройств с ракетами, что, по замыслу разработчиков, должно было обеспечивать достаточно высокую вероятность поражения цели.
Важную роль в работе над новой системой сыграл коллектив головной организации по авиационной радиолокации — НИИ-17, возглавляемый Виктором Васильевичем Тихомировым. В 1952 году на вооружение истребителей МиГ-15 и МиГ-17 приняли бортовой радиолокационный прицел «Изумруд». Накопленный НИИ-17 технический задел позволил в считанные месяцы после решения ряда принципиальных вопросов перейти к испытаниям на МиГ-17 опытных образцов РЛС «Изумруд-2», которая в дальнейшем стала частью системы вооружения К-5. РЛС семейства «Изумруд», в различных модификациях устанавливавшиеся на всепогодных вариантах МиГ-17, МиГ-19 и на первых серийных Як-25, выполнили по непривычной для нашего* времени схеме — с двумя антенными блоками. По центру воздухозаборника самолета под оживальным обтекателем размешалась тарельчатая антенна канала слежения за целью. В «губовидном» обтекателе над воздухозаборником в плоскости, параллельной крыльям истребителя, вращался блок из двух противоположно направленных параболических антенн канала обнаружения.
Разработка ракеты «воздух-воздух» для новой системы вооружения была начата в отделе № 32 КБ-1, где ее возглавил известный авиаконструктор Д.Л.Томашевич. В несекретных документах ракета получила обозначение «ШМ». По преданью, этот индекс расшифровывался как «Ш — малая», видимо в отличие от разрабатывавшейся этим же коллективом «Ш — большой» — зенитной управляемой ракеты «ШБ».
В основе построения системы управления полетом ракеты был положен принцип наведения на цель по лучу самолетной РЛС наведения. Станция наведения перехватчика «Изумруд-2» в процессе своей работы создавала с помощью кодированных импульсов систему координат управления ракетой. Аппаратура радиоуправления ракетой представляла собой два идентичных независимых канала, которые обеспечивали выработку необходимых сигналов управления движением ракеты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. В состав бортовой аппаратуры ракеты входил трехканальный автопилот, обеспечивавший как ее управление и стабилизацию в плоскостях управления, так и стабилизацию относительно продольной оси.
В процессе атаки летчик осуществлял управление самолетом таким образом, чтобы отметка от цели оказалась в центре экрана индикатора бортовой РЛС. Далее он переводил радиолокатор в режим автоматического сопровождения и при достижении разрешенной дальности производил пуск. До момента попадания в цель требовалось удерживать отметку от цели в пределах экрана РЛС. В процессе наведения аппаратура ракеты осуществляла прием сигнала РЛС «Изумруд-2», работающей в режиме конического сканирования. При отходе ракеты от равносигнальной зоны амплитуда сигнала менялась в соответствии с величиной отклонения. Осуществляемое самолетной РЛС модулирование сигнала обеспечивало определение направления отклонения от равносигнальной зоны (вверх-вниз, вправо-влево). Вырабатываемый приемной радиоаппаратурой сигнал рассогласования поступал на элементы автопилота, обеспечивая возвращение ракеты в равносигнальную зону.
Для ракеты «ШМ» использовали аэродинамическая схему «утка» с крестообразно расположенными крыльями и рулями. Крылья ракеты имели форму, близкую к треугольной. В начале пятидесятых годов они характеризовались как «ромбовидные» — передняя кромка имела положительную стреловидность 60°, задняя — отрицательную, 12°.
Конструктивно корпус ракеты состоял из пяти отсеков, которые соединялись между собой с помощью резьбовых соединений, шпилек и винтов. Основными материалами конструкции стали широко применявшиеся в промышленности алюминиевые и магниевые сплавы. Лишь двигатель ракеты изготавливался из стали.
В носовой части размещался радиовзрыватель АР-10 с характерной кольцевой антенной, а за ним — боевая часть. Далее находился второй отсек — управления. Диаметрально противоположные рули устанавливались на общих осях. Интересной особенностью «ШМ» стали рулевые машинки, связанные с рулевыми поверхностями — рулями и элеронами ракеты — своим подвижным корпусом, в то время как их штоки были зафиксированы на корпусе ракеты.
Третий отсек представлял собой твердотопливный ракетный двигатель с двумя соплами. Между соплами двигателя в четвертом отсеке размещалась электрическая батарея. Стабилизация по крену обеспечивалась размещенными в том же отсеке двухстепенным гироскопом, интегрирующим устройством и рулевой машинкой, через крестовину связанной с элеронами, установленными на каждой консоли крыла ракеты. Пятый отсек служил для размещения аппаратуры радиоуправления и завершался штыревой приемной антенной. На законцовках крыльев устанавливались трассеры.
Особого внимания от разработчиков потребовал двигатель. Конечно, он был твердотопливным — другие для этой цели просто не подходили. А вот место для двигателя на этой ракете пришлось поискать. На большинстве ракет того времени двигатель устанавливался в хвостовой части, что выглядело наиболее логичным. Ничто не мешало движению газовой струи, и в то же время сама струя раскаленных газов не касалась элементов ракеты. На ракете «ШМ» это правило пришлось нарушить сразу по двум причинам. Во-первых, в хвостовой части ракеты требовалось разместить антенну приемника команд от станции наведения. Во-вторых, положение центра масс ракеты не должно было значительно изменяться в процессе выгорания топлива. В противном случае возможностей системы управления могло не хватить для выполнения противоречивых требований по стабилизации ракеты в начале полета и обеспечению требуемой маневренности по завершении работы двигателя на участке подхода к цели. Примирить эти требования удалось за счет установки двигателя в средней части ракеты. Тяга в этом случае создавалась двумя относительно небольшими соплами, располагавшимися на боковой поверхности ракеты. Такое конструктивное исполнение позволило решить еще одну проблему — беспрепятственного прохождения радиолуча через шлейф раскаленных газов к антенне ракеты.
Оригинальностью отличался и другой элемент ракеты — радиолокационный неконтактный взрыватель (НВ) АР-10, предназначенный для подачи сигнала на подрыв боевой части ракеты при ее пролете на удалении до десяти метров от цели. При проходе ракеты мимо цели на большем расстоянии через определенное время после старта осуществлялась ее самоликвидация. Для обеспечения работы радиовзрывателя в носовой части «ШМ» установили специальный миниатюрный турбогенератор, работавший за счет набегающего потока воздуха. Запуск турбогенератора происходил в момент схода ракеты с направляющей — при помощи закрепленного на ней торса срывалось защитное устройство и открывался вход и выход для воздушного потока.
Первые образцы «ШМ», предназначавшиеся для бросковых испытаний (они имели обозначение Б-89) изготавливались в опытном производстве КБ-1 и на подмосковном заводе при НИИ-88, в Подлипках. Только в начале лета 1953 года провели их первые бросковые пуски. К этому времени осуществили и статические испытания «ШМ». Варианты «ШМ» для летных испытаний (они обозначались Б-140) должны были появиться к концу лета. К этому времени для съемок процессов испытаний сформировали специальную группу самолетов-фотографов Ил-28, поскольку имевшиеся тогда наземные средства для этой цели не годились.
18 июля 1952 года, в самый разгар работ по проектированию «ШМ», приказом МАП был утвержден план работ, в соответствии с которым горьковскому филиалу ОКБ-155 А.И.Микояна поручалось уже к концу лета переоборудовать три истребителя-перехватчика МиГ-17П в ракетоносцы СП-6. Срок самолетчики выдержали и подготовили истребители к испытаниям, но ракет для них не было еще целый год. Кроме трех машин горьковского завода два ракетоносца выпустили на заводе № 153 в Новосибирске.
Первый автономный пуск «ШМ» с МиГ-17П (СП-6) состоялся 8 октября 1953 года в районе полигона Владимировка, в Астраханской области. Ракета, сойдя с направляющей, совершила относительно прямолинейный полет. Первый успех открыл дорогу целой серии пусков — с интервалами в три-четыре дня их было проведено еще четыре. Эти пуски с МиГ-17 осуществляли летчики-испытатели Константин Коккинаки и Виктор Завадский. С «активом» в пять автономных пусков работа по «ШМ» перешла из КБ-1 в ведение возглавляемого П.Д.Грушиным ОКБ-2. Прежний руководитель разработки «ШМ» Д.Л.Томашевич возглавил в ОКБ-2 бригаду проектов, но вскоре перешел на преподавательскую работу в МАИ.
В течение 1954 года продолжались испытательные пуски ракеты во Владимировке, сопровождавшиеся доработками аппаратуры, двигательной установки. К концу 1954 года количество осуществленных пусков «ШМ» достигло тридцати. С августа 1954 года было предпринято несколько попыток пусков с СП-6 по первой советской специально разработанной беспилотной мишени — «изделию 201» , будущей Ла-17. Однако, она обладала эффективной поверхностью рассеяния, намного меньшей, чем у МиГ-15. Захват на сопровождение РЛС перехватчика происходил на дальности менее 2,5 км. В результате пуск ракет производился на удалении менее 800 м от мишени, что было явно недостаточно. Методы искусственного увеличения эффективной поверхностью рассеяния, например за счет установки на мишень линз Линеберга, еще не были внедрены в практику испытаний.
В феврале 1955 года осуществили ряд пусков для исследования точности срабатывания радиовзрывателя. Ракета запускалась под небольшим углом к горизонту и по высоте срабатывания радиовзрывателя от отраженного от земли сигнала оценивалась точность его работы.
Пуски «ШМ» по самолетам-мишеням начались в марте 1955 года. Первый успех пришел в праздник советских женщин. Пуск осуществлялся неподалеку от Владимировки и потому всем более или менее свободным работникам испытательного центра довелось стать свидетелями удивительного зрелища первого ракетного перехвата. Как на параде прошли в строю самолет-мишень на базе Ту-4 и «фотограф» Ил-28, в двух километрах от них — МиГ-17 с ракетами и еще немного дальше два МиГ-15, которым предстояло добить мишень из пушек в случае неудачной или частично успешной ракетной атаки. Однако, «ШМ» не промахнулась — с самолета-фотографа зафиксировали почти прямое попадание!
К началу 1956 года, к моменту завершения государственных испытаний количество пусков «ШМ» превысило семьдесят. Результаты испытаний соответствовали ТТТ, но сами ТТТ были уже устаревшими.
Рассчитывать на успех при реальном перехвате отстреливающихся и маневрирующих реактивных бомбардировщиков было крайне трудно. Однако руководство ПВО оценивало эту работу весьма прагматично — как первый более-менее удачный шаг в деле создания ракет для истребителей-перехватчиков.
После принятия на вооружение в 1956 году система получила наименование С-1-У, самолет — МиГ-17ПФУ, а сама ракета — РС-1У (реактивный снаряд первый, управляемый). Четыре ракеты РС-1У (изделия «М») размещались на пусковых устройствах АПУ-3 с замками-держателями 369-Ш. В соответствии с декабрьским правительственным Постановлением 1954 года сорок ракетоносцев МиГ-17ПФУ (СП-15) выпустили в 1956 году на заводе № 21 в Горьком. В 1956 году провели войсковые испытаний, завершив их с положительными результатами.
Еще одним носителем новой системы вооружения стал двухдвигательный перехватчик Як-25. Технический проект оснащения его новыми ракетами, подготовленный осенью 1954 года, включал в себя замену штатной РЛС «Сокол» на «Изумруд-2», установку пилонов подвески ракет между двигателями и фюзеляжем, снятие пушечного вооружения и установку дополнительного оборудования. Доработанный перехватчик получил обозначение Як-25К, а весь комплекс перехвата — Як-25К-5. Однако количество этих перехватчиков было крайне мало — упоминается лишь одна группа ракетоносцев Як-25К, базировавшаяся на восточном побережье Каспийского моря, у Красноводска.
Серийное производство ракет «воздух-воздух» для начала было освоено на заводе № 455 в подмосковном Калининграде. Этот город у станции Подлипки более известен как месторасположение ОКБ-1 (ныне головное предприятие РКК «Энергия»), в пятидесятые-шестидесятые годы возглавлявшегося легендарным «Главным конструктором» — С.П.Королевым. Позже Ракеты РС-1У серийно производились на пяти заводах МАП СССР.
Как уже отмечалось, первая отечественная система управляемого ракетного вооружения истребителей была далека от совершенства. Максимальная дальность пуска ракет с МиГ-17 в хвост атакуемой мишени, диапазон дальности стрельбы «ШМ» составлял от двух до трех километров, но их старт производился только после захвата цели на автосопровождение самолетной РЛС РП-1-У, номинально осуществляемого на дальности до 3,5-4 км, а на практике гарантированного лишь при сближении с целью на 2 км. В течение всего времени наведения ракеты летчик-истребитель должен был удерживать цель в центре индикатора РЛС. Это исключало какие-либо маневры, ограничивало сектор атаки узким конусом от хвоста цели, не позволяло атаковать цель, идущую с превышением по отношению к перехватчику. Кроме того, противник мог очень эффективно использовать маневр для срыва сопровождения РЛС и тем самым, наведения ракет. К тому же, для компенсации дополнительной нагрузки с перехватчиков сняли пушечное вооружение и в случае неудачной ракетной атаки оставалось только таранить неприятеля…
В 1956 году основной носитель РС-1У — МиГ-17 уже не был последним словом истребительной авиации. После выпуска небольшой серии МиГ-17ПФУ авиапромышленность в том же году приступила к выпуску первых семи сверхзвуковых ракетоносцев МиГ-19ПМ (СМ-7А, СМ-7/2М) на заводе в Горьком. Работы по оснащению МиГ-19 ракетами начали еще в 1954 году. Для того, чтобы подобные ракеты могли стать достойным оружием для МиГ-19, требовалось увеличить высоту их применения по крайне мере до 15 километров, а дальность стрельбы — до 4-5 км. Причем сделать это следовало не внося существенных изменений в ее аппаратуру, сохранив основные конструкционные элементы. А резервов у «ШМ» оставалось не так много, поскольку принятый способ наведения на цель по лучу РЛС нес с собой целый ряд принципиальных ограничений. Но если «ШМ» еще могла рассматриваться как первый опыт введения управляемых ракет в состав вооружения истребителей-перехватчиков, то ее дальнейшее развитие должно было стать полноценным и эффективным оружием.
Модификации:
К-5 (РС-1У) — базовый серийный вариант. МиГ-17ПФУ был вооружён четырьмя ракетами РС-1УС, как и Як-25К.
К-5М (РС-2У) — усовершенствованные ракеты для истребителей МиГ-19ПМ и МиГ-19ПМЛ.
К-5С — К-5 с увеличенной боевой частью, в серию не пошла.
К-5МС (К-51, РС-2УС) — последний серийный вариант К-5, этими ракетами вооружались Су-9, МиГ-21ПФМ и МиГ-21С.
К-55 (Р-55, «изделие 67») — модернизированный вариант РС-2УС с помехозащищённой тепловой ГСН и дополнительной БЧ в хвостовой части, разрабатывался ОКБ «Звезда» с 1957 года.
PL-1 — китайская копия К-5 производившаяся по лицензии.
ТТХ:
Длина,мм: 2356
Диаметр,мм: 200
Размах,мм: 549
Стреловидность крыла
-передняя кромка: 60°
-задняя кромка: 12° (отрицательная)
Удлиннение крыла: 1-1,5
Вес, кг: 74,25
Вес БЧ, кг: 11,35
Тип БЧ: осколочный
Дальность пуска в ЗПС, км: 2-3
Высота полета цели, км: 5-10
Скорость цели, км/ч: до 1600
Макс. перегрузка при маневрировании, ед: 9.
Ракета РС-1У в полете. Рисунок из техописания. 1955 г.
Ракеты РС-1У на МиГ-17ПФУ.
Ракета РС-1У. Рисунок.
Компоновка ракеты РС-1У. Схема.
РС-1У. Схема.
РС-1У. Чертеж.
.
.
Список источников:
А.Б.Широкорад. История авиационного вооружения.
В.Марковский, К.Перов. Советские авиационные ракеты «воздух-воздух».
В.Коровин. Ракеты «Факела». М., МКБ «Факел», 2003 г.