Стратегическая крылатая ракета Х-20: крылатый «Кенгуру»

К началу 1950-х годов стало совершенно очевидно, что ставка на традиционные средства доставки «спецбоеприпасов», то есть атомных бомб, перестает себя оправдывать. С одной стороны, опыт только что миновавшей войны привел к взрывному росту систем противовоздушной обороны, преодолевать которые стратегическим бомбардировщикам становилось все труднее. С другой, стремительное развитие ракетостроения обещало в скором времени вывести на первые роли баллистические межконтинентальные ракеты.
В такой ситуации, когда прежние средства доставки уже устаревали, а новые еще не были созданы, приходилось искать промежуточные решения. Но как это часто бывает, то, что задумывалось как временное решение, стало не просто постоянным, а породило новый вид оружия. Так возникли крылатые ракеты сначала воздушного, а затем — морского и сухопутного базирования.

Однако перед ракетами класса «воздух-земля» поначалу стояли прежние, стратегические задачи: доставка спецбоеприпасов туда, куда уже не может долететь стратегический бомбардировщик. Для этого нужно было довести их скорость до сверхзвуковой, а дальность — до стратегической, и при этом сделать так, чтобы самолет-носитель даже не входил в зону действия вражеской ПВО.

Именно такие задачи и формулировало постановление Совета министров СССР от 11 марта 1954 года, определявшее начало разработки стратегического ракетного комплекса воздушного базирования К-20, то есть «Комета»-20. Носителем должен был стать новый, только-только выходивший на этап серийного выпуска турбовинтовой стратегический бомбардировщик Ту-95. Под него и следовало создать первую в Советском Союзе стратегическую крылатую ракету Х-20. Индекс «Х» означал крылатую ракету воздушного базирования. Прежние определения «крылатый снаряд» и «крылатый снаряд-ракета» не прижились, и крылатые ракеты стали получать собственные индексы, указывавшие не на вид, а на класс: «Х» — воздушного базирования, «П» — морского. А число «20» указывало на то, что новая ракета будет наследницей прежней «Кометы» — КС-1, но качественно новой.

Мартовское постановление советского правительства определяло и предприятия, которым надлежало заняться созданием новой системы. Выбрали тех же, кто занимался и разработкой К-1, поскольку у них уже был опыт в сфере создания нового вида оружия. За «самолетную» и «ракетную» часть отвечали авиаторы: ОКБ-156 авиаконструктора Андрея Туполева вело доработку Ту-95, созданием новой ракеты занялось ОКБ-155 Артема Микояна и Михаила Гуревича (именно Гуревич стал куратором ракетной тематики и главным конструктором по теме). Системой управления в структуре нового комплекса занималось КБ-1 под руководством Виталия Шабанова — будущее НПО «Алмаз». А за спецбоеприпас, то есть ядерную боевую часть, отвечало КБ-11 в закрытом городе Арзамас-16 — нынешний ВНИИЭФ в Сарове.

Ракета, похожая на истребитель

Как и со своей первой крылатой ракетой КС-1, с новой Х-20 конструкторы под началом Михаила Гуревича не стали мудрствовать лукаво. Если во внешнем облике ракетного первенца ОКБ-155 легко угадывался истребитель МиГ-15, то внешность «двадцатки» выдавала ее происхождение от МиГ-17 и иже с ним. Что было понятно: новую крылатую ракету следовало делать сверхзвуковой, чтобы она была недосягаемой для большинства современных ей истребителей.

В общих чертах постановление от 11 марта 1954 года так формулировало требования к новой крылатой ракете. Скорость — не ниже 1700-2000 км/ч, то есть порядка 1,5-2 М. Дальность полета — не менее 600 км, чтобы имелась возможность поражения крупных стратегических целей за пределами действия ПВО противника. Высота полета ракеты — 12-13 километров, что тоже затрудняло действия противовоздушной обороны. Оснащаться новая крылатая ракета, ставшая первой советской сверхзвуковой стратегической крылатой ракетой, должна была специальное боевой частью, то есть ядерным боеприпасом, вес которой со всеми сопутствующими системами достигал 4 тонн при мощности не меньше 400 килотонн.

Именно эти условия и определили и внешний вид, и размеры Х-20. Внешне она напоминала истребитель МиГ-17 и перспективный перехватчик того же КБ — И-7У. От первого ракете достались характерный киль и стреловидные крылья, от второго — характерный воздухозаборник с конусообразным центральным телом. Если бы дело было чуть позже, можно было бы говорить, что носовая часть Х-20 очень похожа на кокпит МиГ-21Ф, но его разработка началась чуть позже, и он явно унаследовал решения, использованные при проектировании И-7У.

Но будучи внешне похожа на МиГ-17 и МиГ-19, стратегическая крылатая ракета Х-20 была существенно длиннее: 15,4 м против 11 м у «семнадцатого» и 13 — у «девятнадцатого». При этом размах крыльев у всех трех летательных аппаратов был практически одинаковым: 9-9,3 метра. Однако в случае с Х-20 это означало, что конструкторы могли позволить себе сделать крыло меньше, чем оно было бы у самолета с такой же длиной фюзеляжа. Объяснялось это решение просто: от крылатой ракеты не требовалось умения летать на небольших взлетно-посадочных скоростях или совершать маневры, уклоняясь от истребителей противника. По той же причине удалось отказаться от закрылков и тормозных щитков, разместив на «закрылочных» местах элероны — и тем самым избежав опасности их реверса, который на сверхзвуковых самолетах приводил к противоположной реакции по крену.

Меньшими были размеры и хвостового оперения. По принятой в самолетостроении практике, обычно его площадь составляет 20-25 процентов от площади крыла. А у Х-20 этот показатель составлял всего 16 % для горизонтального оперения и лишь 11,2 — для киля. Это тоже было предопределено тем, что крылатой ракете ни к чему было обладать маневренностью настоящего истребителя. Кстати, еще одной характерной внешней особенностью «двадцатки» стало необычно смещенное вперед, к центру тяжести ракеты, вертикальное оперение. Но это было вызвано уже не соображениями маневренности или скорости, а только тем, что там, где киль МиГ-17 свободно размещался в грузовом отсеке Ту-95, киль Х-20, останься он так же далеко от центра тяжести, как у истребителя, задевал бы топливные баки носителя (см. схему расположения самолета-аналога и крылатой ракеты в грузовом отсеке).

Как командовать автопилотом

Разрабатывая новую, необычную по своим задачам крылатую ракету, ее создатели из «микояновского» ОКБ-155 и «шабановского» КБ-1 столкнулись с несколькими существенными проблемами. Первая из них состояла в том, что новый двигатель АФ-7Л, мощный и тяговитый, требовал именно носового воздухозаборника — и того же требовал аэродинамический силуэт ракеты. А компоновка внутреннего пространства от этого существенно страдала, поскольку необходимость прокладки воздуховодов от воздухозаборника до двигателя «отъедала» пространство, в котором могла бы разместиться боевая часть или аппаратура наведения. Да и в принципе при таком расположении двигателя и воздухозаборника компоновка получалась слишком сложной. Однако заменить двигатель на другой было нельзя — просто-напросто не было другого, который обеспечивал бы ракете такую же скорость, а это был один из важнейших параметров технического задания.

Что же касается проблем с системами управления, то тут все определялось необходимостью создать ракету, которая действовала бы за пределами радиогоризонта. С одной стороны, по замыслу военных, самолет-носитель после запуска крылатой ракеты должен был развернуться и на полной скорости удаляться от места пуска — так сказать, действовать по принципу «выстрелил и забыл». Но с другой, рассчитывать на систему самонаведения было трудно, поскольку, во-первых, аппаратура такого рода в нашей стране была еще невысокого качества, а во-вторых, радиолокационные головки самонаведения не годились, поскольку цели, на которые направлялись Х-20, не отличались существенной радиозаметностью. Ведь по идее, которая закладывалась в эту крылатую ракету, она должна была заменить собой стратегические бомбардировщики, то есть действовать по промышленным и административным центрам противника, а также по его коммуникациям и объектам, связанным с изготовлением и применением ядерного оружия. А они мало того, что были малозаметны и для активных, и тем более для пассивных средств радионаведения, так еще и хорошо маскировались и обладали сильной системой постановки радиопомех.

Выйти из положения удалось, совместив две системы наведения крылатой ракеты. До определенной дальности ее наводил самолет-носитель с помощью уже отработанной радиокомандной системы, а затем в дело вступал программируемый автопилот Х-20. Ведь те же самые стратегические цели, на которые наводилась ракета, хотя и обладали малой радиовидимостью, но имели большие размеры, а самое главное, были неподвижными! А это значит, их можно было рассматривать как цели с заранее известными координатами, установить которые надлежало разведке. А операторам самолета-носителя оставалось лишь соответствующим образом запрограммировать автопилот крылатой ракеты и донести ее до места старта, после чего направить в нужную сторону.

Дальше все было достаточно просто. Запуск Х-20 планировалось производить на высоте 9-12 километров. После этого крылатая ракета поднималась на свою маршевую высоту — 15 км — и разгонялась до максимальной скорости в 2200 км/ч. Как только ракета выходила на цель, аппаратура радионаведения с борта носителя отключалась, и дальше «двадцатку» вел до цели собственный автопилот. И только на короткое время подключиться к системе наведения, корректируя курс крылатой ракеты: автопилот не учитывал снос снаряда, и потому необходимо было проконтролировать его и, если это было необходимо, донавести на цель — и снова отключиться. Это происходило, когда ракета находилась не дальше 50 км от цели, а ее носитель — в пределах 270-300 километров.

Если же речь шла о пуске Х-20 по подвижной цели в пределах радиогоризонта — например, морских ордерах (авианосные ударные группы с самого начала были одной из основных целей для К-20; правда, для их поражения точность комплекса так и осталась невысокой), то использовалась система наведения по методу «оставшейся дальности». Отклонение ракеты от цели — независимо от того, происходило оно из-за накапливавшегося сноса, перемещения самой цели или сразу по двум этим причинам — компенсировалось командами с самолета-носителя. Причем связь была двухканальной: длина волны радиосигнала, идущего от ракеты и к ней, различались, чтобы избежать взаимных помех. Как только ракета возвращалась на нужный курс и вероятность поражения цели становилась достаточно высока, командный этап заканчивался, и дальше Х-20 опять следовала на автопилоте.

Несмотря на внешнюю неуклюжесть и сложность такой системы наведения, в условиях конца 1950-х годов она была одна из самых эффективных и надежных — по крайней мере, для стрельбы по неподвижным целям, которые и являются основными для стратегического оружия. По признанию американской стороны, до появления истребителей четвертого поколения, способных преследовать и перехватывать сверхзвуковые цели, а также до создания средств противовоздушной обороны, умеющей бороться с такими же целями, Х-20 была практически неуязвима. А если учесть, что — по крайней мере, теоретически! — такая ракета умела гарантированно попадать в неподвижный квадрат со стороной 8 км, защиты от нее до начала 1970-х годов практически не было.

Ту-95: из бомбардировщиков — в ракетоносцы

Но создать саму ракету было недостаточно — нужно было еще и обеспечить ее средством доставки к месту пуска. Ведь, по первоначальному техническому заданию, разработка комплекса «Комета-20» включала в себя и создание самолета-носителя. Первоначально в этой роли рассматривали уже существующий стратегический бомбардировщик Ту-95МА, оборудованный как носитель ядерных боеприпасов. Предварительное проектирование переделанного бомбардировщика в КБ Туполева завершили к осени 1954 года, а весной следующего на заводе в Самаре, который занимался выпуском Ту-95 различных модификаций, начали переделку двух первых бомбардировщиков по проекту «Комета-20».

Изменения были существенными. Прежде всего, чтобы разместить пятнадцатиметровую крылатую ракету под брюхом «девяносто пятого» (убрать ее полностью в грузовой отсек не позволяли крылья), пришлось вдвое удлинить его, для чего понадобилось демонтировать и перекомпоновать часть фюзеляжных топливных баков. За счет этого дальность полета Ту-95К заметно снизилась — но с этим решили разбираться чуть позже. Кроме того, в носовой части самолета разместили двухантенную радиолокационную станцию, входившую в систему радионаведения крылатой ракеты, смонтировали радиометрическую станцию управления ЯД, переместили рабочее место штурмана за кабину летчиков и убрали бомбардировочное и часть навигационного оборудования. Но самое главное, понадобилось разработать и установить в фюзеляже систему для запуска двигателя ракеты, его прогрева и вывода на режим: в ходе длительного полета на большой высоте двигательная установка Х-20 переохлажалась, и запустить ее «на холодную» было очень трудно.

Помимо всей этой аппаратуры, нужно было еще установить в грузовом отсеке балочный держатель БД-206, который был главной точкой подвески крылатой ракеты, и два захвата, поддерживавшие ее во время транспортировки до места запуска. При этом, чтобы обеспечить достаточную аэродинамическую обтекаемость машины с таким «придатком» под фюзеляжем, пришлось изобретать полукруглый обтекатель для воздухозаборника Х-20. В результате процесс пуска ракеты выглядел так: при подлете к точке запуска обтекатель поворачивался и убирался в фюзеляж Ту-95К, держатель опускался почти на метр вниз, дополнительные хваты расходились, двигатель ракеты запускался за счет пусковой системы в грузовом отсеке, и только после этого «двадцатка» начинала путь к своей цели. А чтобы снизить сопротивление самолета-носителя после отстрела ракеты, грузовой отсек закрывался створками, и Ту начинал обратный путь на базу.

Были и другие, менее заметные изменения, на воплощение которых ушло немало времени. В итоге первый опытный Ту-95К вышел на испытания только 1 января 1956 года, а второй — летом того же года. А осенью с борта одного из них впервые стартовал самолет-аналог, переделанный из истребителя МиГ-19. За его штурвалом сидел один из самых знаменитых летчиков СССР — дважды Герой Советского Союза Ахмет-Хан Султан (единственный из представителей крымско-татарского народа, удостоенный высочайшей награды, да еще и дважды).

К-20 выходит на испытания

В общей сложности два самолета-аналога — СМ-20/I и СМ-20/II — выполнили 150 испытательных полетов по программе К-20, в том числе в 1957 году — 27 полетов самостоятельных, со взлетом с земли, и 32 полета со сбросом с самолета-носителя. Вторая пара переделанных «МиГов», носивших индексы СМ-К/1 и СМ-К/2, стартовали только с земли и использовались для отработки системы наведения, самостоятельно входя в луч станции ЯД. А 17 марта 1958 года начались пуски с самолетов-носителей первых натурных крылатых ракет Х-20.

Надо признать, что поначалу испытания шли не слишком гладко. Так, первый мартовский пуск и вовсе был неудачным: ракета не смогла выйти на заданную траекторию из-за отказа двух приборов, в итоге не выдержав ни заданную дальность, ни заданную высоту, ни обеспечив обещанную разработчиками точность. Но эта неудача никого не смутила: подобные отказы и недоработки характерны для первоначального этапа испытаний практически любого оружия, не говоря уже о таком сложном, как стратегическая крылатая ракета воздушного базирования. На доработку ушел месяц, и в апреле состоялся следующий пуск, затем — еще два в июле, а осенью комплекс К-20 решено было передать на госиспытания.

К этому времени стало окончательно понятно, что носителем в новой системе может быть только самолет Ту-95, хотя первоначально рассматривался вариант дуплекса с участием также стратегического бомбардировщика 3М разработки КБ Мясищева. Оба самолета были достаточно похожи по внешнему виду и характеристикам, хотя и различались двигательными установками: туполевская машина использовала четыре турбовинтовых двигателя, а мясищевская — турбореактивных.

Но приспособить крылатую ракету Х-20 под брюхом 3М так и не удалось. Во-первых, помещало велосипедное шасси мясищевского самолета, а во-вторых, недостаточная высота проема. Чтобы справиться с этим, предлагались самые удивительные ухищрения: подвеска ракеты с использованием специальной ямы, установка ее наверху фюзеляжа с помощью крана, крепление под кабиной (то есть в месте, где расстояние до земли было наибольшим) в перевернутом положении, килем вниз… В итоге в качестве рабочего варианта предложили подвеску подвески Х-20 под одним крылом, при том под вторым для баланса крепился большой подвесной топливный бак. Но и это решение было слишком мудреным по сравнению с туполевским вариантом, и от использования 3М в системе К-20 окончательно отказались.

Доделать и переделать

15 октября 1958 года начались совместные государственные испытания системы К-20 — самолета-носителя Ту-95К и стратегической крылатой ракеты Х-20. Они растянулись на год и завершились только 1 ноября 1959-го. За это время выполнили 16 пусков, из которых одиннадцать признали зачетными — несмотря на то, что точность так и осталась не той, что требовалось. Впрочем, к этому времени уже было понятно, что на вооружение система этом виде принята не будет, поскольку еще до начала испытаний появились несколько постановлений, требовавших ее доработки.

В частности, еще в июле 1958 года появилось постановление Совета министров, требовавшее повысить характеристики и самолета-носителя, и всего комплекса в целом. Дело в том, что после переделки под установку Х-20, как мы помним, самолет потерял в дальности почти 2000 километров. А это означало, что обеспечить поражение отведенных для системы К-20 целей такие носители могли только на пределе и только действуя с аэродромов на Крайнем Севере и Дальнем Востоке.

Одновременно переделки потребовала и сама крылатая ракета. Тут дело было в появлении новой, более надежной в хранении и применении ядерной боевой части. Прежняя, носившая мало кому и что говорящее название «изделие 6с», была водородной и обладала «слоистой» структурой, что накладывало определенные ограничения на ее использование. Испытания новой специальной боевой части шли в течение всего 1957 года, и к моменту начала государственных испытаний комплекса замена уже была готова.

Так что в итоге в ходе испытаний использовали весь имевшийся задел крылатых ракет Х-20, после чего в ход пошли новые, приспособленные под новую боевую часть — они получили индекс Х-20М. Именно с этими ракетами комплекс «Комета-20» и был принят на вооружение 9 сентября 1960 года.

Но на этом трансформация системы, точнее, ее авиационного элемента (с начала 1960-х такие системы стали именоваться авиационно-ракетными) не закончилась. С 20 мая 1960 года развернулись работы по обеспечению необходимой дальности Ту-95К, которые привели к оборудованию самолета системой дозаправки в воздухе. Такой ракетоносец получил индекс Ту-95КД, то есть дальний, и после завершения его испытаний 30 января 1962 года именно этот вариант пошел в производство. Всего с 1958 года, то есть с начала серийного выпуска, самарский авиазавод выпустил 28 ракетоносцев Ту-95КД и 47 ракетоносцев Ту-95К (часть из них позднее была дооборудована по образцу КД).

Тридцать лет в строю

Как только о новой системе узнали на Западе, ей тут же присвоили собственное кодовое имя — AS-3 Kangaroo, то есть «Кенгуру». Понятно, что в системе индексов для советских крылатых ракет все названия начинались на букву «К», но в данном случае попадание было стопроцентным. Очень уж походил Ту-95 с подвешенной к нему Х-20 на кенгуру с детенышем…

Первые ракетоносцы Ту-95К поступили на вооружение в августе 1959 года: ими оснащался 1006 тяжелый бомбардировочный авиаполк в Узине под Киевом. Следующим комплекс К-20 получил 1226 тяжелый бомбардировочный авиаполк в Семипалатинске, а последним — 182-й гвардейский тяжелый бомбардировочный авиаполк в Моздоке. Поскольку без системы дозаправки самолеты достигали целей только на пределе своей дальности, их экипажи регулярно отрабатывали действия с передовых аэродромов, расположенных на Крайнем Севере, Дальнем Востоке и даже на ледяных площадках в Арктике.

Постепенно, по мере развития систем ПВО вероятного противника, появлением истребителей 4-го поколения и разработкой баллистических межконтинентальных ракет значимость комплекса К-20 снижалась и снижалась. Несмотря на то, что по мере эксплуатации в строевых частях надежность комплекса и его боевые возможности повышались, реальная эффективность его становилась все ниже. Достаточно сказать, что даже на заре эры межконтинентальных баллистических ракет стоимость одного бомбардировщика Ту-95КД с крылатой ракетой Х-20М составляла 40% от стоимости самой дорогой «межконтиненталки» Р-7А, не говоря уже о более дешевых ракетах следующих поколений.

И тем не менее, командование Советской армии и руководство страны не торопилось списывать комплекс «Комета-20» с вооружения. Ему просто не было реальной замены в рамках стратегической триады: ядерного оружия с наземными, воздушными и морскими пусковыми площадками. Только в начале 1980-х с появлением дозвуковой крылатой ракеты Х-55, способной выполнять те же задачи, что и Х-22М, но умеющей летать на сверхмалых высотах с огибанием складок местности и обладающей защитой против современных средств ПВО, комплекс Ту-95К-20 начали понемногу выводить из эксплуатации. Часть самолетов-носителей переоборудовали под противокорабельные ракеты Х-22, а часть так и осталась носителями Х-20, пока в 1991 году их окончательно не пустили на слом в рамках договора СНВ-1.

Но даже с учетом этого получается, что первая советская стратегическая крылатая ракета Х-20 и комплекс К-20, в который она входила, простояла на вооружении Советской Армии целых 30 лет! Далеко не каждый образец стратегических вооружений может похвастаться таким долголетием. А уж с учетом того, с какой скоростью развивались системы стратегических ударных вооружений и системы противовоздушной обороны в то время — так и подавно можно сказать, что создателям «Кометы-20» удалось в полном смысле слова обогнать свое время. Но, увы, время в итоге обогнало их — как, впрочем, случается всегда и с любым оружием.

Источники:
https://ru.wikipedia.org
http://rbase.new-factoria.ru
http://www.airwar.ru
http://www.russianarms.ru
http://testpilot.ru
http://warfiles.ru
http://militaryrussia.ru
http://mass-destruction-weapon.blogspot.ru
http://aviaros.narod.ru
http://www.aviation-gb7.ru
Автор: Антон Трофимов