Мінометний старт

Під час мінометного старту, ракета, розміщена в транспортно-пусковому контейнері (ТПК), викидається з нього тиском газів порохового акумулятора тиску (ПАТ), що подаються в ТПК під ракетою. Запуск двигуна першого ступеня ракети здійснюється після її виходу з ТПК на команду системи керування; ознакою виходу є спрацювання датчика «контакт виходу» (КВ). Для здійснення мінометного старту ракету оснащено кільцевими поперечними опорами, що центрують ракету в ТПК і скидаються після виходу ракети.

Вперше в світовій практиці КБ «Південне» застосувало мінометний старт для ракети 8К99 рухомого ґрунтового міжконтинентального комплексу. В процесі його льотних випробувань було зафіксовано кілька випадків різкого стрибка тиску в підракетному об’ємі ТПК. Аналіз показав, що розробники стикнулися з вибуховим догоранням газів ПАТ під час контакту їх з киснем, що містився у повітряному середовищі і заповнював початковий підракетний об’єм ТПК. Це явище було названо вибуховим догорянням. Щоб його уникнути на льотних випробуваннях ракети 8К99, було введено передстартове продування підракетного об’єму ТПК азотом. Явище зникло, проте метод продування для бойових ракетних комплексів був неприйнятним. Вирішувати завдання виключенням вибухового догоряння довелося за допомогою інших способів на наступних ракетних комплексах.

Розпочинаючи розробку бойових ракетних комплексів третього покоління, М.К. Янгель вимагав від своїх працівників використовувати для ракет Р-36М (15А14) і МР-УР100 (15А15) мінометний старт. Для його це було не самоціллю, а тим технічним рішенням, яке дозволяло модернізувати існуючі мало захищені пускові установки у високозахисні. Зміцнення існуючих пускових установок було наріжним каменем у концепції Янгеля, яку прийняло вище керівництво держави.

Схему мінометного старту та її конструктивну реалізацію визначали габаритно-масові характеристики ракет. Для Р-36М прийнято такі рішення. На хвостовий відсік встановлювали піддон, що захищав ракету від впливу газів ПАТ. Усередині цього піддона розміщувалися штовхачі, що забезпечували відведення піддона від ракети після розриву механічного зв’язку між ними. Днище піддона мало форму кульового сегмента, зверху воно оснащувалося дренажним клапаном. На зовнішній поверхні шпангоута днища встановлювали манжету для герметизації підракетного об’єму. Днище ТПК також мало форму кульового сегмента, на зовнішній поверхні його шпангоута також встановлювали манжету. Обидва днища утворювали сочевицеподібну порожнину, всередині якої розміщувалась еластична мембрана, затиснута шпангоутами днищ по контуру.

Перед запуском ПАТ під мембрану подавалися гази порохового газогенератора. Мембрана піднімалася до днища піддона, витісняючи через дренажний клапан повітря з підракетного об’єму, унеможливлюючи виникнення вибухового догоряння. Після цього розпочинали роботи ПАТ. Для мінометного старту ракети Р-36М використовувалися два ПАТ — ПАТ-1 і ПАТ-2. Річ у тому, що в однокорпусному ПАТ неможливо забезпечити необхідну витратну характеристику. ПАТ-1 забезпечував початкову ділянку руху ракети. Щоб запустити ПАТ-2 у потрібний момент, створено систему з двох блоків сигналізаторів тиску — СТ-1 і СТ-2, що відстежували тиск у камері згоряння ПАТ- 1. Тиск, за рахунок якого спрацьовує СТ-1, на який електроживлення подавалося у момент запуску ПАТ-1, був близьким до максимального в камері ПАТ-1. Спрацювання СТ-1 показувало, що ПАТ-1 має завершити свою роботу. Після спрацювання СТ-1 живився блок СТ-2, а це формувало команду на запуск ПАТ-2.

Після виходу ракети з ТПК і спрацювання контакту виходу відбувався розрив зв’язку між піддоном і ракетою. Зусиллями штовхача піддон відокремлювався від ракети, потім за допомогою порохових двигунів відводився убік, а система керування формувала команду на запуск двигуна першого ступеня. Одночасно із запуском двигуна здійснювалося відокремлення поперечних кільцевих опор. Кожне кільце поділялося на два півкільця, які відштовхувалися від ракети.

Трохи інакше реалізовано схему мінометного старту МР-УР100 (15А15). Для виключення вибухового догоряння днищам піддона і ТПК було надано еквідистантну форму (одне днище начебто вкладалося в інше), внаслідок чого початковий підракетний об’єм був близьким до нуля, повітря в ньому практично не було. У початковий момент старту в цей об’єм запускалися порохові газогенератори (ПГГ). Тиском газів ПГГ ракета припіднімалася, створюючи об’єм, необхідний для запуску стартового ПАТ. Маса ракети дозволяла провести її викидання з ТПК, використовуючи один стартовий ПАТ. Процеси після виходу ракети із ТПК були такими, як і для ракети Р-36М (15А14). У зв’язку з великою кількістю прийнятих нових технічних рішень особлива увага приділялася наземному експериментальному відпрацюванню мінометного старту ракет 15А14 і 15А15.

Аналіз показав, що найоптимальнішим варіантом наземного опрацювання мінометного старту є проведення чотирьох етапів кидкових випробувань з послідовним нарощуванням технічної складності об’єкта випробувань від етапу до етапу. Цей варіант малочутливий до можливих аварійних ситуацій, оскільки на початкових етапах використовували найпростіші й дешеві макети ракет, руйнування яких не спричиняло руйнування дорогих стендів і фінансових втрат. Перший етап кидкових випробувань (КВ-1) містив у собі два підетапи — КВ-1К і КВ-1Д (тільки для ракети 15А14). Підетап КВ- 1К призначено для перевірки надійності виключення вибухового догоряння, КВ-1Д — для перевірки надійності системи запуску основного ПАТ під час мінометного старту ракети 15А14. Етап КВ-2 слугує для визначення реалізації необхідних умов для запуску двигуна першого ступеня ракети та працездатності систем відокремлення й відведення піддона, а також розірвання зв’язків «ракета — ТПК».

Етап КВ-3 використовувалися для перевірки запуску рушійної установки першого ступеня в умовах вільного польоту ракети після її виходу з ТПК. Етап КВ-4 являв собою комплексну перевірку роботи всіх систем та агрегатів ракети, ТПК і шахтної пускової установки в натурних умовах мінометного старту. Саме так поетапність відпрацювання закладалася в методичних планах відпрацювання мінометного старту ракет 15А14 МП 1880 і 15А15 МП 2542.

Для проведення випробувань етапів КВ-1 ракет 15А14 і 15А15 було створено міжвідомчу комісію, головою якої призначено працівника КБ «Південне» С.О. Матюшенкова. У проведенні випробувань КВ-1 активну участь брали чимало працівників КБ «Південне» і суміжних підприємств — ЛНВО «Союз», Південний машинобудівний завод, Павлоградський механічний завод, ЦН- ДІмаш. Необхідно відзначити визначальну роль в організації проведення КВ-1 технічного керівника випробувань С.М. Конюхова. В процесі КВ-1 проведено низку конструктивних доопрацювань з обох типів ракет. Так, для ракети 15А14 збільшено заряд основного ПАТ, на ракеті 15А15 введено додатковий, третій, пороховий газогенератор. Позитивні результати КВ-1 забезпечили перехід до наступних етапів.

У підготовці й проведенні кидкових випробувань етапів КВ-2, КВ-3 і КВ-4 активну участь брали працівники проектних, конструкторських, розрахункових і випробувальних підрозділів КБ «Південне».

Схеми мінометного старту ракети третього покоління Р-36М ПТТХ, РН «Дніпро» і ракети четвертого покоління 15А18М були подібні схемі мінометного старту ракети Р-36М (15А14). Схема мінометного старту ракет третього покоління МР-УР100 ПТТХ (15А16) і 15А11 аналогічні схемі мінометного старту ракети МР-УР100 (15А15).

Необхідно зазначити, що досить оригінальну схему мінометного старту із заклоном, що не мав аналогів у світі, створено для забезпечення пуску ракети 15Ж61 з вагона — пускової установки бойового залізничного ракетного комплексу (БЗРК).

Джерело: Історія ракетно-космічної науки і техніки України / ДУ «Інститут дослідж. наук.-техн. потенціалу та історії науки ім. Г.М. Доброва НАН України». – К.: Фенікс, 2021. – 456 с. Відповідальний редактор — В.П.Горбулін, академік НАН України, перший віце-президент НАН України.