Тем ни менее с переходом к созданию подвижных грунтовых и железнодорожных комплексов произошел решительный, но очень трудный поворот в направлении создания твердотопливных МБР. Для этого пришлось приложить огромные усилия по разработке и освоению производства новых компонентов для твердых топлив, неметаллических конструкционных материалов, разработке и сложной отработке конструкций и технологий. Да и просто по повышению технологического совершенства, переоснащению существующих и созданию новых производств. И все это на десятках предприятий.
Применение твердотопливных двигателей обещало существенные преимущества: обеспечение высокой боеготовности, не требовалось, как на жидкостных ракетах, заправки топливом перед стартом, сокращение количества наземного оборудования и объема регламентных проверок. Впоследствии оказалось, что многие эти вопросы можно решить и у жидкостных ракет.
А в США так и не удалось решить проблему герметичности жидкостных ракет в ходе длительного боевого дежурства, что было одной из причин перехода на МБР с твердотопливными двигателями.
В СССР сыграла определенную роль высокая чувствительность госруководства к зарубежным примерам, особенно США. Там перешли на МБР и БРПЛ на твердом топливе, значит, и в СССР надо. Хорошо, что хотя бы не тронули работы по лучшим в мире отечест венным «тяжелым» МБР семейств Р-16/Р-36М (РС-20). А высокоэффективным жидкостным ракетам для БРПЛ повезло меньше, они стали пасынками, развитие которых продолжалось без особого шума за счет энтузиазма разработчиков.
Но в целом, в том числе и в практике КБ «Южное», широко применялись различные агрегаты на твердых топливах, в том числе и на жидкостных ракетах. Это были различные вспомогательные двигатели, пороховые аккумуляторы давления, газогенераторы и др. Был уже накоплен большой опыт разработки и доведения до эксплуатации этих элементов, установлены связи с организациями — разработчиками твердотопливных зарядов.
Интересно, что большинство сотрудников КБ «Южное», занятых на твердотопливном направлении, не были изначально специалистами по твердотопливным двигателям. Но их энергия и энтузиазм характерный для начального этапа работ КБ «Южное», позволили очень быстро стать профессионалами в этой новой области.
Что касается маршевых двигателей, то в КБ «Южное» был проведен большой объем комплексного анализа различных вариантов компоновки ракет с РДТТ, проработка наиболее эффективных конструкций двигателей, форм и составов твердотопливных зарядов.
Для проведения работ по твердотопливной тематике в КБ «Южное» создавались и реорганизовывались специализированные подразделения в Днепропетровске и Павлограде. Начальником головного КБ-5 по конструкции двигателей в 1964 году был назначен Г.Д. Хорольский, который впоследствии стал главным ведущим конструктором всех работ по комплексам с ракетами РТ-23. Выдающейся энергии и пробивной силы человек!
Существенным вопросом было привлечение к работам специализированных организаций по твердым топливам. Была важна не только разработка зарядов, теплозащиты корпусов, их совместимости, но и наличие промышленного производства компонентов твердотопливных зарядов, предприятий, на которых можно производить сами заряды.
Первые проработки показали, что с существующим твердотопливным потенциалом ракеты могли бы быть созданы с далеко не такими характеристиками, как хотелось бы заказчикам. КБ «Южное» в начале 60-х годов пришлось прибегнуть в работах по ракете РТ-20П к комбинации первой твердотопливной ступени и второй жидкостной, иначе требуемых характеристик достигнуть было невозможно.
Фото 16. Одно из огневых стендовых испытанийЧрезвычайно важным было создание мощностей для производства самих двигателей и их испытаний. Такая база была создана в Павлоградском механическом заводе (ПМЗ), расположенном в г. Павлограде, недалеко от головного КБ «Южное» и головного «Южного машиностроительного завода». На территории бывшего артиллерийского полигона были созданы цеха для работы с твёрдотопливными двигателями и стенды для их огневых стендовых испытаний.
А затем в ПМЗ было организовано не только производство двигателей, но и сборка ракет семейства РТ-23, а затем комплектация, проверка и сдача боевых железнодорожных комплексов с ними. Он стал очень серьезным заводом.
Как уже указывалось выше, принципиальный сдвиг по твердотопливному направлению произошел на этапе работ по комплексу РТ-22. В ходе них был создан крупногабаритный твердотопливный двигатель 15 Д122. При его отработке было проведено 16 огневых стендовых испытаний (ОСИ).
Следующий важный шаг был сделан при создании семейства крупногабаритных двигателей 3Д65 / 15Д206 / 15Д305 с одним центральным соплом. Но их создание оказалось сложнейшей задачей, прежде всего в части создания системы управления вектором тяги.
16 сентября 1973 г. вышло постановление правительства № 692-222 о создании нового ракетного комплекса Д-19 системы «Тайфун» в составе тяжелого ракетного подводного крейсера, вооруженного двадцатью твердотопливными ракетами 3М65, оснащенными РГЧ с десятью боеголовками индивидуального наведения. Головным разработчиком ракеты являлось КБ Машиностроения (главный конструктор В.П. Макеев). Разработка двигателя первой ступени ЗД65 поручалась КБ «Южное». При этом учитывался уже полученный им опыт в разработке твердотопливных двигателей, а также мощная производственная база «Южного машиностроительного завода» и Павлоградского механического завода.
На этом этапе в очередной раз появилась идея унификации. Было выдвинуто требование обеспечить общность конструкции двигателей первой ступени для ракеты РТ-23 и морской ракеты Д19. Для выполнения этого требования был проведен большой цикл совместных проработок КБ «Южное» и КБ Машиностроения по определению взаимоприемлемых характеристик двигателей. Путем взаимных компромиссов, в ряде параметров существенных, к маю 1973 года специалистам КБ «Южное» и КБ Машиностроения удалось выбрать параметры двигателя для первых ступеней обеих ракет.
Полной унификации добиться не удалось, но большинство конструктивных решений по двигателю ЗД65, он шел с некоторым опережением, были использованы и при создании двигателя 15Д206 для ракеты 15Ж44. Двигатель 3Д65 был на тот период самым крупным из отечественных твердотопливных двигателей, его диаметр составлял 2,4 м, а масса заряда 48 т.
Фото 17. Твердотопливный двигатель 3Д65 первой ступени ракеты 3М65 для подводных лодокВ разработку двигателя закладывались самые прогрессивные на то время решения. Прежде всего, это относилось к корпусу РДТТ. Использовавшаяся прежде технология изготовления корпусов маршевых РДТТ в виде пластиковой цилиндрической трубы с массивными металлическими днищами и узлами стыка не позволяла в полной мере использовать преимущества высокопрочных композитов. В разработку корпуса нового двигателя закладывалась новая по тому времени технология типа двуслойного «кокона» с вымываемой полимерно-песчаной оправкой. Силовая оболочка корпуса изготавливалась из высокопрочного органоволокна СВМ, для закладных элементов днища использовался титановый сплав. Разработку корпуса для двигателя 3Д65 вело КТБ Миноборонпрома СССР, серийное производство поручалось заводу «Пластмасс» (г. Сафоново).
В США для управления полетом твердотопливных МБР применялись отклоняемые сопловые блоки, ключевым элементом кото — рых был крупногабаритный резинометаллический шарнир, на котором качался весь сопловой блок. В КБ «Южное» в то время реальной конструкции поворотного сопла и шарнира для него не было. Использование этого нового решения было связано с высоким риском. Трудно было прогнозировать, сколько времени это могло занять. А его не было. Международная обстановка требовала срочного создания новых сухопутных и морских твердотопливных МБР. На ранних стадиях проектирования КБ «Южное» рассматривало самые разные способы управления ракетой на участке работы первой ступени, но все они имели свои проблемы. В результате проработок была выбрана схема со вдувом «горячего» газа в закритическую часть сопла двигателя первой ступени. Стационарное сопло двигателя первой ступени, спроектированного КБ «Южное», должно было быть оснащено восемью попарно расположенными в плоскостях стабилизации клапанами вдува, обеспечивавшими управляемость по всем каналам управления. Считалось, что это более простой и быстрый способ получить нужный результат. Было также важным, что быстродействующая система «вдува» могла теоретически обеспечить высокие динамические характеристики управляемости ракеты. В том числе и для парирования воздействии факторов ядерного взрыва.
