Корабельный зенитный ракетный комплекс 4К90 М-1 «Волна» (СССР)

Работы над корабельным ЗРК М-1 «Волна» ((Индекс ГРАУ - 4К90, по систематизации МО США и НАТО - SA-N-1 Goa)) начались после выхода 17 августа 1956 г. Постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР №1149-592. Этот одноканальный комплекс, предназначавшийся для перехвата самолетов и ракет, парящих со сверхзвуковыми скоростями на малых и средних высотах, на дальностях до 11-13 км, намечалось использовать в качестве главного средства ПВО на кораблях, водоизмещение которых соответствовало эсминцам, а в составе более больших кораблей ЗРК М-1 «Волна» был должен решать задачки самообороны. На создание комплекса отводилось 5 лет. Головным создателем ЗРК М-1 «Волна» стал столичный НИИ-10 Минсудпрома, а основным конструктором И.А. Игнатьев. Этой же организации была задана разработка бортовой аппаратуры зенитной ракеты для ЗРК. Длина этой ЗУР, получившей обозначение В-600, не должна была превосходить 6 м, размах аэродинамических поверхностей менее 1.7 м, масса - менее 800 кг. Скопленный к середине 1950-х годов в НИИ-10 значимый научно-технический опыт разработок радиолокационных средств обнаружения и четкого сопровождения воздушных целей над морем, также систем управления корабельным орудием позволял рассчитывать на скорейшее и действенное выполнение намеченной цели. Одним из центральных частей ЗРК М-1 «Волна» стал антенный пост станции наведения «Ятаган». Стабилизированный электроприводами, он размещался на корабле на башенноподобном основании и включал в себя две пары параболических антенн, расположенных горизонтально и вертикально, также антенну передачи команд на ЗУР. Большая пара антенн выслеживала положение цели и ЗУР на шаге их сближения, наименьшая - следила за ЗУР на исходном участке ее полета. Система наведения была одноканальной по цели и двухканальной по ракете, обеспечивая наведение 2-ух ЗУР на одну цель. Для наведения ЗУР было предложено использовать способ рационального спрямления, а в сложной помеховой обстановке - способ накрытия («трехточка»). Для наведения антенного поста и поиска цели средствами ЗРК было предложено использовать целеуказание, которое поступало от общекорабельных станций обнаружения воздушных целей. В то же время для резвого наведения «Ятагана» требовалась четкая информация о высоте полета цели. Более полное решение проблемы трехкоординатного целеуказания удалось отыскать после сотворения трехкоординатной РЛС «Ангара-А» МР-310, в состав которой входили две антенны, развернутых в обратные стороны, при всем этом одна была установлена обычно, а 2-ая повернута на 15 град относительно горизонта. Задание на разработку корабельной пусковой установки для ЗРК 4К90 М-1 «Волна» было выдано ленинградскому ЦКБ-7, которое возглавлял главный конструктор П.А. Тюрин. Подвижная часть сделанной в ЦКБ-7 пусковой установки двухбалочного типа, получившей обозначение ЗИФ-101, обеспечивала двухплоскостную стабилизацию в границах 20 град. При отсутствии ограничений со стороны корабельных надстроек горизонтальное наведение производилось в границах ±165 град, вертикальное - от -10 до +95 град. ЗУР должна была подвешиваться на бугелях под опорами направляющих, конструкция которых обеспечивала одновременный отрыв обоих бугелей, что соответствовало соосному слету ракеты. В критериях ожидавшегося воздействия качки на элементы ЗРК, сотрясений от ударных волн при взрывах боеприпасов, для ЗИФ-101 была принята обычная и надежная барабанная схема хранения и подачи ЗУР на линию заряжания. В каждом из 2-ух барабанов в вертикальном положении хранилось по 8 ракет. Барабаны размещались один за одним вдоль продольной оси корабля. Заряжание пусковой установки выполнялось подъемом ЗУР на направляющую пусковой установки с помощью цепного досылателя. Время заряжания составляло 34-37 с. В процессе пополнения боезапаса корабля операции производились в оборотном порядке: ЗУР с внедрением крана и комплекта наземного оборудования загружали на направляющую пусковой установки, а потом опускали в погреб в барабан, который дальше проворачивался, освобождая место для последующей ракеты. Создатели ЗИФ-101 вспоминали, как в один прекрасный момент ЦКБ-7 посетил С.П. Цариц, ставший очевидцем ее испытаний в сборочном цехе и на щитах. Демонстрация четких и точных движений многотонных масс металла произвели на Царица наисильнейшее эмоциональное воспоминание, и он очень высоко отозвался по поводу огромного творческого труда конструкторов. В предстоящем, после окончания проектирования ЗИФ-101, по инициативе ЦКБ-7 была разработана пусковая установка ЗИФ-102, с увеличенным количеством хранящихся в погребе ракет. Это было достигнуто применением вертикальных конвейеров, содержащих в два раза больше ракет, чем при барабанном методе их хранения в ЗИФ-101. Разработку ракеты В-600 поручили ОКБ-2 под управлением П.Д. Грушина, где уже к декабрю 1956 г. подготовили ее аванпроект. В этой работе был очень учтен имевшийся к тому времени опыт разработки и испытаний ЗУР для комплекса ПВО С-75, найдены решения ряда подобных заморочек, предложены разумные технические компромиссы. Одно из главных противоречий при разработке В-600 состояло в том, что ракете предстояло поражать низколетящие скоростные цели, а это добивалось заслуги высочайшей средней скорости полета ЗУР по линии движения и высочайшей маневренности при наведении на цель. В свою очередь, обеспечение способности стрельбы ЗУР по низколетящим целям и их поражения на малой границе по дальности добивалось наибольшего сокращения дистанции вывода ракеты на линию движения наведения, высочайшей точности выдерживания ею направления на стартовом участке и очень вероятных перегрузок при старте с маленьких направляющих пусковой установки. Но эти требования вступали в противоречие с необходимостью заслуги малого стартового веса и габаритов ЗУР (сначала, размеров ее аэродинамических поверхностей), нужной стойкости ее полета на стартовом участке. Решение, предложенное в ОКБ-2, оказалось обычным и действенным: любой из 4 прямоугольных стабилизаторов ускорителя был шарнирно закреплен в точке, расположенной в одном из его углов. При нахождении ЗУР в погребе корабля и на пусковой установке он прижимался собственной длинноватой стороной к ускорителю, а от раннего раскрытия фиксировался проволокой, расположенной вокруг ускорителя. После начала движения ЗУР по направляющей пусковой установки, проволока разрезалась, и за счет инерционных сил стабилизаторы разворачивались и фиксировались в новеньком положении, прижимаясь к ускорителю собственной недлинной стороной. Происходивший при всем этом удар смягчался тормозным поршневым устройством и сминаемым штифтом. Принятое решение позволило прирастить размах стабилизаторов после запуска практически в полтора раза, что существенно увеличивало устойчивость полета ракеты в процессе старта. В то же время внедрение для В-600 двухступенчатой схемы, стало результатом отсутствия в то время легких и крепких конструкционных материалов, высокоэнергетических жестких топлив, невозможности реализации для двигательных установок двухрежимной диаграммы работы, нужной при использовании одноступенчатой схемы. Маршевая ступень, выполненная по аэродинамической схеме «утка» комплектовалась цельно-поворотными аэродинамическими рулями для управления по тангажу и рысканию, а стабилизация по наклону осуществлялась элеронами, расположенными на консолях крыльев исключительно в одной из плоскостей. Схожая схема была выбрана для выполнения требований по скорости полета, спектру высот внедрения и обеспечения нужной продуктивности работы органов управления ЗУР при их ограниченных наружных габаритах. Рвение сосредоточить практически все приборы управления и элементы управляющего привода, включая управляющие машинки элеронов в одной зоне, перед движком, привело к реализации еще 1-го конструктивного решения - открытому размещению жестких тяг кинематики привода элеронов, протянутых вдоль корпуса маршевого мотора. В фронтальном коническом отсеке под радиопрозрачными элементами обтекателя размещался радиовзрыватель 5Е15 «Пролив». В последующем отсеке находились две управляющие машинки аэродинамических рулей. Нужную продуктивность работы аэродинамических рулей в широком спектре высот и скоростей полета обеспечивали пружинные компенсаторы. Дальше размещался отсек осколочно-фугасной боевой части, перед которой размещался предохранительно-исполнительный механизм с 3-мя ступенями предохранения, обеспечивающий безопасность эксплуатации ракеты и исключение несанкционированного подрыва боевой части. За боевой частью находился отсек бортовой аппаратуры. В его высшей части был установлен центральный распределитель, под ним - преобразователь тока и турбогенератор. Питание управляющих машинок и турбогенератора производилось сжатым воздухом, находившемся в шар-баллоне. Дальше располагались автопилот, блок аппаратуры радиоуправления и управляющие машинки канала наклона. Конструкция маршевого мотора была выполнена в виде разъемного железного корпуса, в каком располагалась моноблочная шашка из баллиститного горючего. К корпусу маршевой ступени крепились консоли крыла с элеронами, расположенными на верхней правой, и нижней левой консолях крыла. Два короба бортовой кабельной сети проходили от фронтального торца отсека боевой части до хвостового отсека маршевой ступени по левому и правому бортам ракеты. Стартовая ступень ракеты представляла собой твердотопливным движок ПРД-36, снаряжавшийся 14 одноканальными цилиндрическими шашками из баллиститного горючего. Сопловой блок стартового мотора комплектовался «грушей», позволявшей регулировать площадь критичного сечения зависимо от температуры среды. В июне 1957 г. все главные решения, принятые при проектировании В-600, были отражены в эскизном проекте. Длина предложенной в нем ракеты составила 6,09 м, стартовая масса - 912 кг, поперечник корпуса маршевой ступени - 0,375 м, ускорителя - 0,55 м. В процессе проектирования В-600 были также очень учтены требования крупносерийного производства ЗУР, также эксплуатационные и тактические требования. Деление корпуса ЗУР на отсеки и малогабаритное размещение в одном из них аппаратуры дозволили удовлетворить требованиям водонепроницаемости и обеспечения способности отдельного хранения и проверки аппаратуры в массовом создании. Все блоки аппаратуры управления и источник питания были расположены меж маршевым движком и боевой частью, что существенно упростило их установка и следующие проверки. В конструкции В-600 были обширно применены недефицитные материалы, в главном, дюралевые сплавы, также технологические процессы штамповки и сварки, позволявшие очень уменьшить применение ручного труда. Для В-600 было в первый раз предвидено применение механизированного метода нанесения внутренней теплозащиты в камере мотора. С этой целью было использовано разработанное в ОКБ-2 покрытие ПБК-24, для которого на предприятии подготовили всю нужную техно и технологическую документацию. Изготовка первых отсеков В-600 в опытнейшем производстве ОКБ-2 началось в январе 1958 г. К весне 1-ые эталоны ракет, предназначавшиеся для выполнения бросковых испытаний, были высланы на полигон, в Крым. Для бросковых пусков В-600 было решено использовать площадку, на которой располагалась пусковая установка ПКР «Шторм», которую разрабатывали сначала 1950-х гг. под управлением М.Р. Бисновата. Простоявшую пару лет 30-метровую направляющую опору разобрали, и заместо нее установили изготовленный в Ленинграде опытнейший щит ЗИФ-ИР-92, который представлял собой макет пусковой установки без системы заряжания. Полигонная пусковая установка ЗИФ-101П, которая использовалась для последующих испытаний, была сделана к озари 1958 г. 1-ый бросковый запуск В-600 состоялся 25 апреля 1958 г., и уже к 18 июля программка бросковых испытаний из 9 пусков была вполне выполнена. При всем этом с шестого броскового запуска ракеты началась отработка выполнения ею маневров по данной программке. Плохими в этой серии пусков оказались только три: в одном не открылись стабилизаторы ускорителя, в другом - не сработал механизм разделения ступеней, в 3-ем - ракета разрушилась при выполнении программного маневра из-за, оказавшейся недостаточной прочности носовой части ракеты.