НА СТАРТЕ — Р-14

Ракета 8К65 — одноступенчатая, с жидкостным ракетным двигателем и с несущими топливными баками. В качестве компонентов топлива были впервые использованы самовоспламеняющиеся при контакте азотная кислота (АК-27И — окислитель) и несимметричный диметилгидразин (НДМГ — горючее). Управление полётом осуществляется при помощи газоструйных рулей.

Автономная инерциальная система управления впервые в отечественной практике использовала гиростабилизированную платформу с гироскопами на воздушном подвесе. Углы поворота по трём осям измеряются соответствующими индукционными датчиками. Также на гироплатформе устанавливаются датчики линейных ускорений по боковой и нормальной осям стабилизации, которые реагируют на линейные ускорения. Кроме того, на гироплатформе установлена обойма с пятью измерительно-преобразовательными головками интегратора скоростей. Команда на выключение двигателя проходит после срабатывания трёх из них. Все это повышает надёжность и точность работы автомата управления дальностью.

Полёт ракеты к цели происходит по программе, которая вырабатывается при развороте гироплатформы шаговыми моторами. Команды на них для разворота гироплатформы (а вслед за ней разворачивается и ракета) поступают с генератора программных импульсов, работающего по заданной программе. Генератор задаёт и профиль изменения скорости ракеты. Для надёжности параллельно работают два блока. Программа записывается на киноленте в виде чередующихся чёрных и белых поперечных полос (отдельно для скорости и угла разворота). Лента протягивается через блок светочувствительных датчиков. Фотодиодами датчиков каждая чёрно-белая пара превращается в электрический импульс. Прохождение одного импульса приводит к повороту ракеты на две угловые минуты или изменению скорости на 4,4 м/с. Применение генератора программируемых импульсов вместо кулачковых программных механизмов на более ранних образцах ракет дальнего действия уменьшило погрешности разворота ракеты на цель и повысило точность стрельбы по дальности.

Корпус хвостового отсека выполнен в виде тонкостенной конической оболочки клёпаной конструкции, образованной силовым набором и обшивкой. Коническая форма отсека с большим основанием у донного среза позволяет поместить двигатель, сдвинуть центр давления вниз по длине ракеты для улучшения её стабилизации в полёте. На наружной поверхности корпуса хвостового отсека с помощью фитингов в плоскостях стабилизации установлены четыре трапециевидных консоли аэродинамического стабилизатора и сделаны люки для доступа к агрегатам маршевого двигателя. На торцевом шпангоуте закреплены стартовые опоры, передающие нагрузки от ракеты на стартовый стол, с кронштейнами графитовых газовых рулей и электрическими рулевыми машинами.

На ракете устанавливается маршевый ЖРД РД-216 (8Д514), разработанный ОКБ-456 под руководством В.П. Глушко. Он образован двумя идентичными двигательными блоками 8Д513, объединёнными рамой для крепления к корпусу и имеющими общую систему запуска. У каждого блока две камеры сгорания паяно-сварной конструкции с внутренним и регенеративным охлаждением, турбонасосный агрегат (ТНА), газогенератор, работающий на основных компонентах топлива, и система автоматики. ТНА размещён между камерами сгорания у критических сечений сопел. Благодаря общей системе запуска, все камеры двигателя включаются одновременно, и тем самым устраняется опасность опрокидывания ракеты на стартовом столе. Рама ЖРД крепится к силовому шпангоуту бака горючего.

Рис.1. Баллистическая ракета средней дальности (индекс 8К65):

1 — головная часть; 2 — блок баков окислителя; 3 — межбоковой отсек; 4 — гаргрот; 5 — бак горючего; 6 — хвостовой отсек; 7 — аэродинамический стабилизатор; 8 — опора; 9 — газовый руль; 10 — сопло двигателя

Ракета имеет отделяемую в полёте моноблочную головную часть с термоядерным зарядом мощностью 1 или 2,3 Мт. Её отделение от корпуса производится по главной команде от интегратора на выключение двигателя путём разрыва трёх пироболтов. Сразу после этого включаются три пороховых тормозных двигателя, установленных снаружи приборного отсека. Их действие замедляло полёт ракеты и разворачивало её для исключения соударения корпуса с головной частью. Также были предусмотрены система аварийного подрыва ГЧ и выключение двигательной установки в случае значительного отклонения ракеты от заданной траектории полёта.

Ракета 8К65 запускалась с наземного пускового устройства, состоящего из простого стартового стола и кабель-мачты. Заправка и прицеливание ракеты осуществлялись после установки её на пусковой стол. Конструкторам удалось достичь более высокой готовности ракеты к пуску по сравнению с ранее созданными образцами ракет.

Позднее был разработан шахтный вариант ракеты — 8К65У. Для него были построены шахтные пусковые установки (ШПУ) «Чусовая». Модифицированная ракета была более совершенной, чем 8К65. Её оснастили системой дистанционного управления заправкой топливом и сжатыми газами. ШПУ имели существенные преимущества перед наземными стартами в отношении защищённости от поражающих факторов ядерного взрыва, а также обеспечивали длительное поддержание ракет в готовности к пуску. Ракета 8К65У была унифицирована для наземного и шахтного стартов, способ старта из шахты — свободный, газодинамический, из пускового стакана, на собственных двигателях.

Ракета 8К65 использовалась и в космических целях. На её базе были созданы геофизические ракеты (Вертикаль-3 -Вертикаль-12), имевшие индекс К65УП. Она также была выбрана и в качестве основы для создания ракеты-носителя лёгкого класса, существенно превосходящей по возможностям первый вариант РГ «Космос-2» на базе Р-12.

Предлагаемая сегодня модель-копия ракеты Р-14 (рис.2) выполнена в масштабе 1:30. Она может применяться как спортивный «снаряд» для выступления на соревнованиях в категории S7, так и как экспонат на выставке. Конструктор модели-копии — Никита Белебаха (ученик 8 класса лицея в Электростали).

Для изготовления данной копии основным материалом служат бумага толщиной 0,2 — 0,25 мм и липа. Прежде чем приступить к постройке копии, необходимо изготовить две оправки. Одна — цилиндрическая — для корпуса длиной около 350 мм и диаметром 79 мм. Другая — конусная (угол — 3 градуса) — для хвостового конуса. Они (оправки) могут быть выполнены из металла или из пластика. Металлические -желательно облегчить внутри (расточить отверстия).

Рис.2. Модель-копия ракеты Р-14:

1 — головной обтекатель; 2 — втулка; 3 — заглушка; 4 — петля подвески; 5 — нить подвести парашюта; 6 — парашют головной части; 7 — парашют основного корпуса; 8 — верхний элемент корпуса; 9 — пыж; 10 — соединительная втулка элементов корпуса; 11 — удерживающая решётка (сетка); 12 — нижний элемент корпуса; 13 — соединительная втулка для хвостовой конусной части; 14-хвостовой конус; 15-верхний шпангоут; 16-аэродинамический стабилизатор; 17 — нижний шпангоут; 18 — МРД; 19 — опора

Корпус модели длиной цилиндрической части около 500 мм. Склеить и снять его с оправки при диаметре 79 мм для неопытных моделистов будет трудно. Выход один — изготовить его из двух частей (элементов). Так и делалась данная модель.

Каждый элемент склеен из двух слоёв чертежной бумаги на оправке диаметром 79 мм. После просушки у заготовки обрабатывают шов наждачной бумагой и покрывают слоем нитроклея. После просушки снова зашкуривают всю поверхность наждачной бумагой — снимают ворс.

Затем размечают остро заточенным карандашом расположение сварных швов и оклеивают каждый элемент корпуса полосками тонкой писчей бумаги, предварительно сделав на них закатку заклёпочных швов шестерёнкой с шагом 2 -2,5 мм. Ширина полосок бумаги при этом — 150 и 199 мм. И их лучше наклеивать из 5 элементов — не будет морщин смоченной клеем (ПВА) бумаги. После просушки одного элемента оправку с закреплённым на ней элементом помещают в сосуд (ведро) с горячей водой и накрывают полиэтиленовым пакетом — создают паровую ванну и держат там оправку около 30 минут. Бумага намокает — и деталь свободно снимается с оправки. Такую же процедуру проделывают и со вторым элементом.

После высыхания полученных деталей их торцуют по длине. Верхнюю — на две части длиной 175 и 40 мм, нижнюю — на 217,5 мм. Эту операцию (торцевание) проводят на токарном станке, предварительно зажав в патрон деревянную оправку и применяя самую низкую скорость вращения.

Для соединения верхнего и нижнего элементов корпуса применяют втулку из липы шириной 25 мм и толщиной стенки 2 мм. Предварительно в неё вклеивают удерживающую решётку. Её можно выполнить из крупной металлической сетки (ячейка 5-8 мм) или собрать из бамбуковых реек диаметром 3-5 мм.

В верхний конец (торец) корпуса вклеивают втулку из липы шириной 30 мм и толщиной стенки 2,5 мм: после сборки модели в неё будет вставляться головной обтекатель.

Хвостовой отсек выклеивают на конусной оправке из двух слоёв чертёжной бумаги. После высыхания торцуют по длине 109 мм, зажав оправку в патрон токарного станка. Соединяют хвостовой отсек и корпус при помощи втулки. Её вначале вклеивают в короткую часть (хвостовой отсек), а затем в корпус. Готовый корпус оклеивают сегментами тонкой бумаги, предварительно сделав на них имитацию заклёпочных и сварных швов. Для заготовок хвостового конуса необходимо сделать шаблон-развёртку, которая составляет одну четвёртую часть площади конуса. Снизу в полученный корпус вклеивают двигательный блок. Он состоит из двух базовых шпангоутов, выполненных методом переклейки, и четырёх контейнеров МРД. На данной модели силовой блок — универсальный. Он имеет два варианта применения двигателей — четыре и два, их импульс — 5 не. Хочу заметить, что высота полёта на двух МРД будет небольшой — 15 — 20 мм.

Стабилизаторы (их четыре) выполняются из стеклотекстолита толщиной 2,5 мм, профилируются и крепятся при помощи шпильки к двигательному (силовому) блоку. Их ставят только для прохождения стендовой оценки и для полёта.

Рис. 3. Оправки для склейки элементов корпуса модели-копии ракеты Р-14 (М 1:30):

I — хвостового; II — центрального

Головной обтекатель вытачивают из липы на токарном станке. Заготовку диаметром порядка 86 мм и длиной 200 мм зажимают в патрон токарного станка и обрабатывают снаружи, уменьшая диаметр к патрону. Затем поэтапно рассверливают внутри на глубину 150 — 152 мм свёрлами разных диаметров, от 25 мм до 10 мм и делают внутреннюю конусную расточку (угол 22 градуса) длинным резцом. Причём на глубину 32 -33 мм расточка — цилиндрическая (диаметр 68 мм).

После этого вынимают заготовку из патрона станка, зажимают новую заготовку и делают оправку для обтекателя и закрепляют его рассверленной частью. Места соединения (для надёжности) промазывают точками клея. После высыхания его снаружи обрабатывают резцом, наждачной бумагой и покрывают нитролаком.

На нижнюю часть головного обтекателя крепят короткий отрезок корпуса длиной 40 мм. Из фанеры вытачивают шпангоут диаметром 68 мм и туго вставляют его в торец обтекателя, предварительно вклеив в него петлю для крепления парашюта. Потом, после загрузки обтекателя при балансировке готовой модели, надо не забыть вклеить шпангоут наглухо.

Заключительный этап работы над моделью-копией -оформление и приклеивание всех наружных элементов: лючков, коробов, стоек, колодок; грунтовка и окраска. Основной цвет — хаки (зелёный). Для имитации донной части и сопел применяют серебристый. Сопла вклеены на оправке из бумаги в два слоя и отторцованы по длине 20 мм.

На модели применяют два парашюта — для головной части (диаметром 450 мм) и основного корпуса (диаметром 500 мм).

Собранную модель с МРД центрируют — находят расположение ЦТ (центра тяжести). Он должен быть в месте соединения верхнего и нижнего элементов корпуса (около 400 мм от «макушки» модели).

Стартовая масса модели — около 250 г (без МРД).

В. РОЖКОВ, г. Электросталь, Московская обл.