Летные испытания ракетных комплексов и их боевого оснащения

А.В.Веселовский, почетный ветеран РФЯЦ-ВНИИЭФ, начальник научно-испытательного отдела (в 1956-2009 гг.), Лауреат Госпремии СССР

Летные испытания ракетных комплексов (РК) и боевого оснащения (БО) - итоговый этап многозвенной и длительной отработки сложнейшего комплекса вооружения перед выпуском постановления правительства РФ (СССР) о принятии его на вооружение российской (советской) армии. Эти комплексы вооружения разрабатываются в кооперации многими организациями (НИИ, КБ) промышленности самых различных министерств, ведомств, корпораций, холдингов, акционерных обществ и т.п., в тесном взаимодействии и строгом контроле со стороны научно-исследовательских учреждений, научно-испытательских полигонов, военных академий, специализированных управлений Министерства обороны.


Так, при разработке БРК «Пионер» непосредственно в разработке ракеты и ее систем участвовали 40 предприятий промышленности, в разработке «наземки» (пусковых установок, машин обеспечения боевого дежурства, специальных подвижных дизельэлектростанций, командных пунктов дивизионов, ракетных полков и т.п.) –58 организаций промышленности.

Летные испытания (ЛК) – это финишная прямая в длительной гонке разнообразных испытаний перед принятием РК на вооружение, хотя сама по себе эта прямая может растянуться не на один год. Круг задач, решаемых в процессе ЛК, огромен. ТТЗ Минобороны на ракетный комплекс, как правило, состоящее из двух частей: первый том с грифом ОВ (особой важности), второй – с грифом СС насчитывают 90-120 страниц машинописного текста с выставлением требований Заказчика, где «ничто не забыто и никто не забыт!». На каждую систему РК и составляющие ракеты и наземного оборудования – свои ТТЗ с конкретизируемыми требованиями, по объему немного уступающими ТТЗ на комплекс. Для выполнения этих многочисленных, сложных и, конечно же, необходимых требований разработчиками РК и его систем составляются солидные программы испытаний, где буквально всё раскладывается по полочкам: где и каким образом будет подтверждаться каждый пункт ТТЗ. Кроме основной программы испытаний РК (ранее летно-конструкторские и государственные (зачетные) летные испытания были раздельными, сейчас в целях экономии финансирования они объединены в (совместные) государственные испытания) выпускаются до 40-50 частных зачетных, межведомственных, конструкторских этапных программ и 50-100 методик этих испытаний, выполнение которых, как правило, предшествует допуску к госиспытаниям.

Этапы, предшествующие летным испытаниям

Контроль осуществляется с самого начала разработки ракетного комплекса и его составляющих. На стадии предэскизного проекта – техпредложения разработчик предлагает заказчику, как правило, несколько вариантов решения поставленных задач. Межведомственные комиссии (МВК), состоящие из квалифицированных представителей МО и промышленности, тщательно анализируют представленный материал и дают дорогу наиболее приемлемому варианту. Далее идет  многотомный эскизный проект, отражающий конструкцию, объем и вид наземной и летной отработки РК и его составляющих. Все это производится под контролем военных представительств при промышленных предприятиях. Далее на межведомственной комиссии происходит защита эскизного проекта с детальным анализом и последующими отчетами (заключениями), утверждаемыми на уровне Главкома (командующего) вида (рода) российской армии и руководителя министерства (ведомства, госкорпорации) промышленности.

Последнее десятилетие подобные работы выполняются на конкурсной основе. Межведомственная комиссия выбирает наиболее приемлемый вариант по конструкции и финансовым затратам. Для координации работ кооперации многочисленных организаций в процессе разработки РК головной организацией создается Совет генеральных (главных) конструкторов, который периодически обсуждает основные вопросы взаимодействия по вопросам разработки, финансирования, отработки, выполнения сроков и взятых обязательств. На период проведения летных испытаний (совместных, государственных) роль дирижера берет на себя государственная комиссия по летным испытаниям РК, которая назначается председателем правительства РФ и состоит, как правило, из генеральных (главных) конструкторов (их заместителей или ведущих специалистов) систем, агрегатов РК, глав военных представительств при ведущих разработчиках, ведущих офицеров, (генералов) управлений, НИУ, полигонов Минобороны. Председателем госкомиссии, как правило, назначается представитель МО высокого ранга: заместитель главкома (командующего) рода (вида) войск, начальник военного института или военной академии МО. Техническим руководителем испытаний (играющим роль первой скрипки в этом высоком, но далеко не симфоническом оркестре) назначается директор (генеральный конструктор) головной организации по разработке РК, он же председатель совета генеральных (главных) конструкторов. Госкомиссии даются большие полномочия: ее решения являются обязательными для всех министерств, ведомств и организаций – разработчиков РК и их контролирующих организаций. Госкомиссия вправе обращаться в ВПК, к министру обороны РФ для решения крупных вопросов по ходу и срокам отработки РК, принятию мер при неудовлетворительных результатах, увеличению объема испытаний и т.п. Она же дает заключение по уровню отработки РК, возможности его серийного производства и принятия на вооружение российской армии. Но это уже финальная часть испытаний.

Виртуальные испытания

Вернемся к началу. До летных испытаний должны быть завершены испытания агрегатов и систем по частным программам и методикам. Сейчас все чаще ставится вопрос, а нельзя ли натурные дорогостоящие испытания заменить на моделирующие с использованием современных суперЭВМ? В качестве аргументов приводится тезис о проектировании КБ Сухого современного пассажирского лайнера «Суперджет-100», где не выпускалось чертежей, не создавалось сборочных стапелей, макетов кабины летчиков и штурмана, разметки на плазе элементов обшивки фюзеляжа, крыльев и хвостового оперения. Да, все это так, и тем не менее, летная отработка (с летчиками-испытателями на борту) займет как минимум 1-1,5 года. Безусловно, разработчики ракетных комплексов широко внедряют современную вычислительную технику в проектирование, проведение всевозможных расчетов, моделирование в наземных условиях, исследование вариантов появления неисправностей в системах и ожидаемых после этого результатов.

Надо отметить, что основные системы ракеты: управления, прицеливания, навигации, системы автоматики ББ, наземные системы: управления, навигации, прицеливания, боевого управления пуском, по существу, сами являются своего рода ЭВМ. Так, например, система управления ракеты за 2,5 – 3 минуты полета на активном участке траектории (АУТ) держит под контролем около полутора миллионов параметров и выдает около 500 тысяч команд и донесений. Несомненно, что заказчик без натурных пусков ракет на дальности, определенные областью боевого применения и заданные в ТТЗ, оценкой точности и кучности попадания, не примет комплекс на вооружение, так как предусмотреть все виды воздействий на РК, боевой блок в полете (в том числе воздействий от ЯВ ПРО вероятного противника), с использованием даже новейших суперЭВМ пока невозможно. При летной отработке ракетного комплекса осуществляется натурная проверка функционирования всего большого и сложного комплекса агрегатов и систем РК:

- автоматизированных систем боевого управления (АСБУ), правда, начиная не от чемоданчика Президента РФ, но от центрального командного пункта (КП) РВСН (далее КП ракетной армии, КП дивизии, КП полка, КП дивизиона до бункера АСБУ пусковой установки);

- всех двигательных установок (ДУ) ступеней ракеты, рулевых приводов управления вектором тяги ДУ, манипуляций боевой ступени при наведении каждого ББ на свою индивидуальную цель, задания каждому ББ индивидуального полетного задания и т.п. Для ракет морского базирования: дополнительно проверяются астронавигация в полете по звездам, радионавигация со спутниками связи (Глонасс, GPS); при этом задействуется огромное количество измерительных средств – комплекс измерительных пунктов и систем на стартовом полигоне, обеспечивающих регистрацию полета ракеты на АУТ и контроль функционирования всех систем и параметров:

·  комплект радиолокационных и радиотелеметрических станций (работающий совместно с бортовой РТС);
·  комплект кинорегистрирующих станций (кинотеодолиты, фоторегистраторы);
·  комплект дистанционометрических станций (работающие с бортовой аппаратурой дистанционометрии), дающий практический прогноз точки падения ББ в районе цели;
комплекс измерительных пунктов и систем «финишного» полигона:
·  комплект радиолокационных и РТС станций, получающих информацию от бортовой РТС ББ на ПУТ;
·  комплект радиотелеметрических станций специального контроля (регистрация микросекундных процессов автоматики ББ) наземных и самолетных (вертолетных);
·  комплект фоторегистраторов (в световом и инфракрасном диапазонах), фиксирующих с высокой точностью траекторию полета каждого ББ на ПУТ;
·  комплект сейсмической аппаратуры («Вулкан»), определяющий координаты точки падения каждого ББ.

Для пусков на предельную дальность в акваторию Тихого океана используются специальные измерительные суда, выполняющие все виды перечисленных измерений.

В 1960 – 1990 гг. использовались суда «Тихоокеанских гидрографических экспедиций» (ТОГЭ):
·  ТОГЭ – 4 (корабли «Сахалин», «Сучан», «Сибирь»);
·  ТОГЭ – 5 (корабли «Чажма», «Чумикан», «Чукотка»).

Сейчас проведение этих испытаний обеспечивает единственный измерительный корабль «Маршал Крылов». Эти же измерительные суда использовались и при пусках космических кораблей с экипажами на борту.

Будучи специалистом - испытателем ядерных боеприпасов (ЯБП), более подробно остановлюсь непосредственно на летной отработке боевых блоков (ББ). Расскажу лишь о части наземных испытаний ББ, которые проводятся до того, как допустить боевые блоки на летные испытания (безусловно, наземных испытаний ББ значительно больше).

Аэробаллистические испытания

Боевой блок после отделения от боевой ступени ракеты в конце активного участка траектории (АУТ) пролетает в безвоздушном пространстве и при достижении заданной цели входит в плотные слои атмосферы с первой космической скоростью, где происходит его торможение и стабилизация на атмосферном пассивном участке траектории (ПУТ). За счет торможения в атмосфере происходит мощный разогрев корпуса ББ (наконечника - до 5.5000 С), что приводит к обгару и уносу теплозащитного покрытия (ТЗП) корпуса ББ. Обводы боевого блока меняются по геометрии, что, безусловно, влияет на характер обтекания набегающим воздушным потоком, процесс стабилизации и устойчивость динамики полета на ПУТ. Для детального исследования этого вопроса проводятся аэробаллистические испытания моделей ББ (50-60 пусков) в аэробаллистическом тире (АБТ) многофункционального испытательного комплекса (МИК) РФЯЦ-ВНИИЭФ. На основании проведенных расчетов используются модели с разной степенью обгара – уноса ТЗП, которые стреляются из газовых пушек с регистрацией полета на искровых фоторегистраторах, работающих совместно с ЭВМ. До начала летных испытаний наши аэродинамики и баллистики имеют четкое представление о поведении ББ на ПУТ при стрельбе ракетного комплекса на дальности во всей области боевого применения.

Испытания на ракетно-катапультирующей установке (РКУ)

В составе многофункционального испытательного комплекса РФЯЦ-ВНИИЭФ имеется ракетно-катапультирующая установка (ракетный трек), которая позволяет сымитировать полет полномасштабного боевого блока (или его уменьшенного действующего макета) на пассивном участке траектории. Разгон ББ осуществляется на специальной тележке, оснащенной твердотопливными двигателями для разгона по рельсовому пути. По достижении заданной скорости боевой блок отделяется, пролетает в свободном полете до встречи с преградой. В процессе полета осуществляется специальная рапид-фотосъемка, на которой видна динамика полета и встречи с преградой. Измерительный боевой блок оснащен основными приборами системы автоматики (СА) штатного ББ, бортовыми радиотелеметрическими (РТМ) системами, алгоритм работы системы автоматики регистрируется приемными станциями. Для оценки воздействия ударной волны (УВ) на боевой блок при низком (атмосферном) перехвате ПРО вероятного противника пролет ББ может быть осуществлен через ударную трубу (УТ-6000), где синхронно подрывается навеска ВВ (соответствующая УВ ПРО), тем самым подтверждается реальная стойкость боевого блока к УВ ПРО, заданной в тактико-техническом задании на ББ.

Статические испытания корпуса ББ

Статические испытания проводятся разработчиком корпуса боевого блока, где подтверждается прочность корпуса на все виды нагружения в полете.

Испытание системы датчиков ударных (СДУ)

В зависимости от введенного в ББ полетного задания реализуются различные формы срабатывания: космический, воздушный, комбинированный, приземный. При этом приземное срабатывание боевого блока должно осуществляться при встрече с любой возможной преградой (лес, песок, вода, бетон и т.п.) при практически любых углах и скоростях встречи в заданной области боевого применения. Для этой цели применяется так называемый «метод обращенных пусков», когда ББ подвешивается в конце ракетного трека, а на тележке до нужной скорости встречи разгоняется преграда (бревно, бетон и т.п.). Боевой блок выставляется под нужным углом. В процессе разгона преграды ББ освобождается от подвески, преграда ударяет по свободно падающему боевому блоку. Регистрация микросекундных процессов срабатывания СДУ осуществляется через кабель, выведенный в донной части ББ.

Динамические комплексные испытания

Для подтверждения боеспособности в течение всего гарантийного срока годности в процессе эксплуатации боевой блок подвергается так называемым комплексным испытаниям, куда входят последующие этапы нагружения:

- вибрационные испытания, имитирующие все виды транспортирования на предельные расстояния, заданные в ТТЗ на ББ (автономно – железнодорожным и автомобильным транспортом по всем видам дорожных покрытий, в составе ракеты - для подвижных РК);
- вибрационные испытания, имитирующие полет ББ на АУТ и ПУТ;
- механические воздействия, имитирующие ударную волну и распределенный удар от рентгеновского излучения ядерного взрыва ПРО вероятного противника.

Стыковочные испытания

В современных боевых блоках система автоматики комплексируется с системой управления (СУ) ракет. Ранее (на ракетных комплексах первого и второго поколений) полетное задание боевого блока вводилось заранее вручную на земле или автоматически в процессе подготовки пуска (РК третьего поколения) сейчас предусматривается адаптивное срабатывание боевого блока. В конце активного участка траектории ракеты (с учетом реальных условий полета ракеты на АУТ) система управления прогнозирует предполагаемую точку встречи боевого блока с целью и, перед отделением ББ, вводит полетное задание в систему автоматики ББ. Приняв ПЗ, СА боевого блока, проинтегрировав линейные ускорения на заданном участке пассивного участка траектории, сама формирует команду СА на срабатывание ядерного заряда с получением максимальной эффективности. Для проверки взаимодействия и точности выдачи и отработки полетного задания в институтах-разработчиках системы управления ракеты проводятся «стыковочные испытания» СУ и СА боевого блока, где отрабатываются всевозможные вариации их взаимодействия.

Летные испытания

Таким образом, на летные испытания боевой блок выходит, имея данные по аэродинамике и динамике полета на пассивном участке траектории, вибрационным нагрузкам на активном и пассивном участках, функционированию СДУ, прочности корпуса, стойкости к механическим воздействиям ПРО (РИ и УВ), взаимодействию системы управления ракеты и системы автоматики  боевого блока. Летные испытания стратегических ракетных комплексов, исходя из оснащенности «принимающего» полигона комплексами измерительных приемных пунктов, а также значительными финансовыми затратами на их проведение, проводятся в основном с 1 государственного испытательного космодрома (г. Плесецк) и 21 государственного морского испытательного полигона ВМФ (г. Северодвинск) по полигону «Кура» (п-ов Камчатка). Пуск на максимальную дальность (в акваторию Тихого океана), как правило, осуществляется не более одного раза (подтверждается энергетика носителя на L-максимум). На минимальную дальность также проводится либо один пуск, либо подтверждение проводится расчетным путем. Поскольку в летных испытаниях требуется получить большое количество измеряемых параметров (динамики полета (перегрузки по трем осям и угловые скорости по трем осям), температурным режимам (температура на корпусе и воздуха внутри гермообъема ББ), уноса ТЗП, донного давления и давления в гермообъеме ББ, частоты и амплитуды вибрационных перегрузок, а также моменты и параметры функционирования всех приборов СА ББ, ввода ПЗ от СУ ракеты), учитывая компактные размеры современных ББ и плотность их компоновки, боевые блоки измерительных вариантов комплектуются в различном исполнении, чтобы получить полный набор измеряемых параметров. Поэтому их приходится испытывать в последовательности наращивания штатности к боевому ББ. При наличии разделяющихся головных частей (РГЧ) этот процесс упрощается, так как на одном пуске ракеты можно поставить до трех боевых блоков разной комплектации, чтобы в одном пуске получить максимум измерений.

Пуски ракетных комплексов по трем точкам дальности («Кура», L-минимум, L-максимум) не охватывают всю область возможного боевого применения. Заказчик на первых двух поколениях РК соглашался аппроксимировать результаты летных испытаний на всю область боевого применения, далее он стал более строг. РФЯЦ-ВНИИЭФ в 1970 г. предложил отрабатывать боевые блоки на максимальную и минимальную дальности на так называемых «приспособленных» носителях. Сначала для этой цели использовалась ракета К-65МР (на базе боевой ракеты Р-14 ставилась вторая ступень для запуска спутников с небольшой массой), сейчас  применяются отслужившие гарантийный срок на боевом дежурстве ракеты РК «Тополь». В этом случае система управления ракеты дорабатывается. Вторая ступень используется как разгонная на пассивном участке траектории, при этом реализуются скорости и углы входа в атмосферу соответствующие на L-минимум и L-максимум. Пуски осуществляются с полигона Капустин-Яр по полигону «Балхаш» (с Казахстаном заключен договор на функционирование нашего «принимающего» полигона). Таким образом, дорогостоящих пусков на минимальную и максимальную дальности РК в целях отработки боевого блока не требуется.

Пуски больших межконтинентальных баллистических ракет (МБР) – дело довольно сложное в организационном плане. Задействуется большое количество измерительных (оптических, радиолокационных, телеметрических) приемных пунктов на старте, финише, по трассе полета. Вся их работа синхронизируется службой единого времени (СЕВ). Отчуждаются значительные территории, часто с необходимостью отселения жителей и отгона домашнего скота на время пуска. Возникает необходимость обеспечения функционирования всех служб внешнетраекторных измерений активного участка траектории и априорного прогнозирования точки падения боевого блока, и еще более сложного - пассивного участка траектории. В районе финиша необходимо обеспечить запись быстроменяющихся (микросекундных) процессов, оценивающих работу системы автоматики боевого блока на атмосферном приземном участке, вплоть до встречи ББ с преградой («втыке» в грунт). Для этого надо заранее поднять самолеты с регистрирующей аппаратурой (РТС) на бортах, установить их барражирование, чтобы была исключена опасность их «накрытия» блоком и остатками последней ступени, а также с целью получения надежной информации на бортовые антенны самолетных приемных пунктов, которые имеют довольно узкую диаграмму направленности. Словом, вся эта огромная система на протяженности в 12-14 тыс. километров должна работать четко, синхронно, без сбоев, подчиняясь единой воле. При стрельбе в акваторию Тихого океана, где для регистрации важных параметров ББ выходила целая эскадра кораблей с вертолетами на борту, а сверхдальняя связь осуществлялась по закрытым каналам через штаб Тихоокеанского флота, задача многократно усложнялась. Поэтому каждая неудача в пуске воспринималась как личная потеря чего-то дорогого, чему отдал часть своего здоровья, частичку своей жизни.

Регистрация информации

Регистрация информации, особенно о быстропротекающих микросекундных процессах в районе падения боевого блока, связана с большими трудностями. Во-первых, «боевые поля» располагались вдали от населенных пунктов, чтобы даже «промахи» ракетчиков не причинили ущерба местным жителям. Поэтому условия обитания для обслуживающего персонала были удручающими. Во-вторых, приемные пункты (или приемные антенны) располагались как можно ближе к месту падения для получения надежной, устойчивой связи; однако это грозило им возможным разрушением при попадании. В-третьих, блок, входящий в плотные слои атмосферы из космоса, почти достигал первой космической скорости, поэтому при «протыкании» атмосферы он сильно тормозился, что вызывало огромный нагрев и частичный унос его теплозащитного покрытия, что в свою очередь порождало образование слоя плазмы вокруг блока, из-за чего терялась радиосвязь. В-четвертых, информацию о быстропротекающих процессах надо было передавать вплоть до «втыка» блока в землю, когда ни о каком «радиогоризонте» не могло быть и речи. В-пятых, наличие на полигоне радиолокационных средств внешнетраекторных измерений, радиорелейных линий, радиостанций в КВ- и УКВ-диапазоне порождает огромное количество радиопомех, которые нужно отфильтровывать, чтобы не было наложений на полезную информацию. Все эти проблемы постепенно решались усовершенствованием, усложнением бортовой и особенно приемно-регистрирующей аппаратуры.

Пуск

Пуск большой ракеты – зрелище, комплексно воздействующее на человека.  Такая громадина, как бы нехотя, отрывается от стартового стола в клубах огня и дыма, всё убыстряя свой бег, факел от маршевых двигателей делается более стройным, приобретает вид конуса, ракета переходит в зенит, превращаясь в яркую точку на темном небе (пуски, как правило, проводились в темное время для регистрации оптическими средствами); в хорошую погоду видно, как отделяется первая ступень, далее глаз уже не различает свечения. При пуске в сумерках, когда ракета достигает лучей зашедшего солнца (которых не видно на земле), она начинает светиться, что выглядит очень эффектно. Звуковой эффект: ракета начинает двигаться в тишине (наблюдатели находятся для безопасности в нескольких километрах), затем низкий, рокочущий, нарастающий звук закладывает уши, начинают вибрировать мелкие вещи, стекла в рамах, слегка подрагивает земля под ногами, наконец, некая дрожь охватывает все тело (может, это дрожь волнения?).

Сколько раз приходилось провожать этот плод трудов умелых рабочих рук, трудов ученых, технологов и высокоточных станков в последний, но добрый путь. Никогда никто не оставался равнодушным. Все, начиная от шофера, кончая академиком, заворожено следили за этим событием, выскакивали раздетыми в зимнюю стужу, чтобы ощутить, почувствовать, осязать эту симфонию – ПУСК МБР.

Назад

Материалы из архива

5.2007 Новости РНЦ «Курчатовский институт»

18 апреля 2007 г. Президент РФ В.В.Путин посетил Российский научный центр «Курчатовский институт». Это первое посещение Главой государства Курчатовского института за всю его историю. Генеральная схема размещения АЭС Правительство РФ 19 апреля приняло за основу генеральную схему размещения объектов электроэнергетики до 2020 г. Генеральная схема предполагает максимальное увеличение доли атомной генерации, гидрогенерации и угольной энергетики в общем объеме выработки электроэнергии в стране и сокращение доли газовой генерации.

3.2009 Качественный аудит госкорпораций обеспечит сокращение их расходов

Анатолий Аксаков, депутат Госдумы: - Жесточайший контроль необходим… за деятельностью… всех госкорпораций и компаний, которые созданы на бюджетные средства. Такие компании, являясь, как правило, самыми неэффективными и непрозрачными, в то же время по любому чиху получают дополнительные финансовые вливания. Если наводить порядок в стране, то начинать надо с госкорпораций: доходы их топ-менеджеров зачастую выше, чем заработки в частных компаниях, а эффективность ниже.

3.2009 Зарплата, жилье и «что-нибудь для души»

Яна Янушкевич, «Вестник ГХК»Государственная корпорация «Росатом» особое внимание уделяет профессиональному становлению молодежи. Среди ключевых показателей эффективности, установленных руководством отрасли, есть один, касающийся молодых специалистов. В течение 2009 года, как гласят требования, необходимо добиться того, чтобы средний показатель количества молодых специалистов в возрасте до 35 лет по предприятиям «Росатома» достигал 26,5%. На ГХК доля работников данной категории уже достигает этой цифры.