Александр ЖАРКОВ

Андрей ЛИТВИНОВ

Алексей ЯСКИН

Основу ракетного щита России в триаде стратегических ядерных сил составляют твердотопливные ракетные комплексы «Тополь» и «Тополь-М» разработки Московского института теплотехники как головной организации – единственного разработчика, специализирующегося только на твердотопливных ракетных комплексах. Появлению этого эффективного оружия предшествовала многоплановая и многолетняя работа ряда предприятий страны, в том числе и ФНПЦ «Алтай», где создаются твердотопливные заряды из высокоэнергетических топлив.

В 1961 г. состоялся триумфальный полет в космос Ю.А. Гагарина. Основные задачи ракетостроения в СССР тогда успешно решались на ЖРД. Вместе с тем в США военные баллистические ракеты как наземного, так и морского базирования уже разрабатываются на твердом топливе. С.П. Королев считал, что жидкостные ракеты должны использоваться для освоения космоса, а твердотопливные – для решения военных задач.

В связи с эксплуатационными преимуществами твердотопливных ракетных двигателей перед учеными и конструкторами страны была поставлена задача по созданию ракет с приемлемыми характеристиками на твердом топливе. По инициативе С.П. Королева 4 апреля 1961 г. вышло постановление правительства, предусматривающее разработку серии ракет РТ на твердом топливе, в том числе трехступенчатой ракеты межконтинентальной дальности РТ-2. Проверенные на трехступенчатой ракете РТ-1 (дальность 2500 км) твердотопливные вкладные заряды из баллиститных порохов не могли обеспечить разработку твердотопливной ракеты межконтинентальной дальности (до 10000 км). Вот почему была поставлена задача создать высокоэнергетическое и высокоэластичное смесевое ракетное твердое топливо (СРТТ) и крупногабаритные топливные заряды из него. Они должны были формоваться непосредственно в корпус двигателя и скрепляться с его стенками. При этом используемое топливо, наряду с выделением энергии по необходимому для баллистики ракетной камеры закону, должно было обладать рядом специфических вязкоупругих свойств конструкционного материала, испытывающего значительные нагрузки, сохраняя стабильность характеристик в течение длительного времени.

НИИ-9 активно включился в разработку СРТТ и зарядов РДТТ для ракет серии РТ. Компонентной базой для СРТТ в то время являлись перхлорат аммония – алюминий-связующее. К работам были привлечены еще четыре НИИ. Предлагаемые ими рецептуры топлив не обладали необходимым комплексом механических характеристик и в условиях прочного скрепления топлива с корпусом ракетного двигателя не обеспечивали работоспособности заряда и РДТТ в целом.

Революционным достижением НИИ-9 в разработке СРТТ стало решение использовать в качестве горючего-связующего пластифицированный высокомолекулярный бутилкаучук (БК). Критическая ситуация, имевшая место в 1963 г. с отработкой двигателей первой и второй ступеней ракеты РТ-2, была разрешена после принятия на заседании Совета главных конструкторов под председательством С.П. Королева предложений НИИ-9 (директор Я.Ф. Савченко и первый заместитель директора по науке Г.В. Сакович) о создании зарядов из топлива на основе БК, заливаемого непосредственно в корпус ракетного двигателя. Топлива типа БК имели высокие энергетические характеристики, не уступающие зарубежным аналогам того времени, и, в отличие от жесткого баллистита, являлись высокоэластичными. Поэтому возникающие напряжения в конструкции заряда, скрепленного с корпусом РДТТ, даже при высоком коэффициенте объемного заполнения камеры сгорания топливом и различии коэффициентов температурного расширения топлива и корпуса не приводили к разрушению заряда в условиях эксплуатационных нагрузок. Одновременно с разработкой топлив типа БК были решены проблемы, связанные с проектированием и изготовлением крупногабаритных (до 30 т) зарядов, прочно скрепленных с корпусом ракетного двигателя, созданы научно-методические основы формирования СРТТ.

По мнению И.Н. Садовского (одного из соратников С.П. Королева, впоследствии руководителя проектной разработки многоразовой космической системы «Энергия-Буран»), руководившего разработкой ракет серии РТ, «создание топлива на основе бутилкаучука было одним из величайших достижений отечественной топливной науки. Оно предопределило выход нашей страны из положения отстающих в создании ракет на твердом топливе». Как отметил Л.В. Забелин (заместитель министра машиностроения с 1975 г., заместитель министра оборонной промышленности с 1989 г.), «НИИ-9 своими разработками рецептуры СРТТ, комплексного технологического процесса, систем контроля и испытаний совершил подвиг, позволив ОКБ-1 (организация, возглавляемая С.П. Королевым – прим. авторов) успешно завершить разработку ракетного комплекса».

С использованием топлив разработки НИИ-9 на основе БК были отработаны заряды для всех трех ступеней ракеты РТ-2П (1972 г.).

Как известно, развитие твердотопливного ракетостроения в СССР сопровождалось значительной оппозицией ряда руководителей военно-промышленного комплекса. Основной довод – твердое топливо в процессе хранения стареет и не может обеспечить требуемые гарантийные сроки эксплуатации. Но история все расставила по своим местам. За период с 1970 по 1994 гг. запущено около 100 ракет 8К98П (РТ-2П). Пуски неизменно подтверждали высокую надежность этой ракеты. Твердотопливные двигатели сохранили работоспособность и после 18,5 лет эксплуатации.

Практическое применение в маршевых ступенях ракеты РТ-2 скрепленных с корпусом зарядов, а также технологическая простота и массовое совершенство такой конструкции РДТТ стали основанием для экспериментальной проверки работоспособности скрепленного с корпусом заряда из топлива на основе БК в одном из двигателей ракеты «Темп-С», имевшей отработанные ступени с вкладными зарядами разработки ФЦДТ «Союз». Успешные огневые испытания таких РДТТ с прочно скрепленными зарядами разработки НИИ-9, проведенные Московским институтом теплотехники на стенде НИИ-9 после термостатирования зарядов вплоть до температуры минус 40°С, послужили толчком и научно-техническим базисом при последующей разработке этим институтом в кооперации с ФЦДТ «Союз» маршевых РДТТ с прочно скрепленными зарядами для ракетных комплексов стратегического назначения «Темп-2С», «Пионер», «Тополь», «Тополь-М».

Научно-технический задел по топливам и технологиям прочно скрепленных с корпусом зарядов, полученный при разработке ракет РТ-2, РТ-2П, в полной мере был использован и развит ФНПЦ «Алтай» при разработке ряда маршевых зарядов РДТТ в кооперации с НПО «Искра», КБ «Арсенал» им. Фрунзе, КБ «Южное», ГРЦ «КБ им. академика В.П. Макеева» к МБР морского базирования (РСМ-45, РСМ-52 «Тайфун»; РСМ-52В «Барк»), железнодорожного и наземного базирования (ракетный комплекс РТ-23УТТХ). К первым ступеням этих ракет были отработаны самые большие в СССР заряды твердого топлива массой до 50 т, в том числе два из них с введением в состав топлива высокоэнергетического компонента – октогена.

Совместно с КБ «Южное» впервые в СССР были проведены испытания перспективной первой ступени по теме «Ермак» с зарядом на топливе с активным связующим массой около 50 т. В ФНПЦ «Алтай» были выполнены и другие приоритетные работы, например, создание зарядов торцевого горения, прочно скрепленных с корпусом РДТТ, испытания пастообразных и низкомодульных изделий, отработка новых конструкций зарядов с горящими торцами и повышенными коэффициентами объемного заполнения.

В 70-е гг. прошлого века усилиями отечественных ученых при определяющем участии ФНПЦ «Алтай» и ФЦДТ «Союз» в Советском Союзе были созданы высокоэффективные топлива на новой компонентной базе для СРТТ, включающей в себя активные связующие, аммониевую соль динитрамида (бесхлорный экологически чистый окислитель для СРТТ) и гидрид алюминия. Впервые в мировой практике неорганический синтез аммониевой соли динитрамида и запуск первого в мире производства по его изготовлению (1977 г.) были проведены в ФНПЦ «Алтай». Ракетные топлива с гидридом алюминия и активным связующим обладают наиболее высокими энергетическими показателями из всех разработанных твердых топлив в нашей стране и за рубежом. Эта компонентная база в России возрождается.

В составе научно-производственного комплекса ФНПЦ «Алтай» созданы, реконструированы либо находятся в состоянии завершения работ универсальные гибкие малотоннажные производства по выпуску ряда новых эффективных компонентов конденсированных энергетических систем двойного назначения. Синтез новых энергоемких окислителей и создание базовых опытных производств, разработка технологий использования активных связующих и принципов обеспечения технологической безопасности, физико-химической стабилизации структурного состояния и эксплуатационных свойств показывают реальную возможность создания твердых топлив, приближающихся по уровню энергетических характеристик к высококипящим топливам современных ЖРД. Они также дают возможность разрабатывать новые мощные ВВ для модернизации ракетных боевых частей обычного снаряжения.

В последнее десятилетие под руководством Московского института теплотехники ФНПЦ «Алтай» принимает участие как один из основных исполнителей в создании ракетного комплекса «Булава». В процессе этих и других работ полностью реконструирован и модернизирован единственный за Уралом научно-производственный комплекс для снаряжения и испытаний маршевых РДТТ, позволяющий отрабатывать широкую номенклатуру энергоустановок из смесевого твердого топлива, необходимых для отечественной ракетно-космической техники, и проводить испытания РДТТ в условиях, моделирующих их реальную эксплуатацию.

Научно-технический потенциал предприятий ОАО «Корпорация «МИТ», в том числе ФНПЦ «Алтай», обеспечивает возможность разработки, отработки и серийного изготовления современных ракетно-космических комплексов на твердом топливе.

Открытое акционерное общество «Федеральный научно-производственный центр «Алтай»

Россия, 659322,

г. Бийск Алтайского края,

ул. Социалистическая, 1

Тел.: +7 (3854) 30-58-88, 30-58-15

Факс: +7 (3854) 31-13-09

post@frpc.secna.ru

www.frpc.secna.ru

Александр Сергеевич ЖАРКОВ – генеральный директор ФНПЦ «Алтай», член-корреспондент РАН

Андрей Владимирович ЛИТВИНОВ – заместитель генерального директора – главный конструктор по НИОКР, кандидат технических наук

Алексей Васильевич ЯСКИН – главный специалист – советник главного конструктора, кандидат технических наук, Заслуженный конструктор РФ

Литература:

1. Стратегические ракетные комплексы наземного базирования. – М.: Военный парад, 2007.

2. Из истории отечественной пороховой промышленности. Создание первой твердотопливной межконтинентальной ракеты. – М.: ЦНИИНТИКПК, 1997.

3. В.И. Гребёнкин. Роль Я.Ф. Савченко в становлении нового направления развития РДТТ в ракетных комплексах разработки ФГУП «Московский институт теплотехники»// Сб. докладов III Всероссийской научно-практической конференции 25-27 сентября 2003 г., г. Бийск: ФГУП «ФНПЦ «Алтай», РАРАН.