Крысбургеры

И еще. Нашел-таки хорошее описание того, какие высокие технологии используются этими чокнутыми русскими для прицеливания в космические орбиты. До сих пор используются.

Приготовились?

В процессе прицеливания между операторами поддерживается шлемофонная связь

Для обеспечения прицеливания гировертикантов СУ 2-й и 3-й ступени ракеты 8К72 на основе комплекта приборов 8Ш15 в КБ-7 был разработан комплект приборов прицеливания 8Ш19, схема расположения которых в составе космического ракетного комплекса (КРК) и сущность методики прицеливания ракеты 8К72 поясняются рисунком. На стартовой площадке (СП) стационарно установлен “базовый” коллиматор, визирная ось которого фиксирует исходное базовое направление СП, азимут которого определяют заблаговременно относительно пунктов триагуляционной сети известными в геодезии методами и учитывают в полетном задании для каждого гировертиканта (ГВ). Ракета устанавливается на 4-х опорных фермах поворотного пускового стола, на котором со стороны ГВ ракеты стационарно установлен “опорный” коллиматор со специальными визирными марками на его трубе.



Оператор пускового стола разворачивает его в необходимое (расчетное) азимутальное положение относительно базового направления СП. Это обеспечивается путем визуальной “привязки” визирной оси “опорного” коллиматора к визирной оси “базового” коллиматора при помощи теодолита (через пентапризму, которая для упрощения рисунка не показана).

Для азимутального наведения в плоскость стрельбы гировертикантов СУ 2-й и 3-й ступени ракеты на уровне ГВ крепят к борту ракеты на съемных кронштейнах “нижний” и “верхний” приборы прицеливания. Каждый прибор имеет параллельно расположенные в одном корпусе зрительную трубу двойного изображения и автоколлимационную трубу (каждая труба со своим окуляром), а на корпусе автоколлимационной трубы “нижнего” прибора закреплены специальные визирные марки. Оптическая схема зрительной трубы “нижнего” и “верхнего” прибора прицеливания обеспечивает 2-х лучевое визирование в вертикальной плоскости.

Оператор-прицельщик “нижнего” прибора визирует зрительную трубу прибора на визирные марки “опорного” коллиматора, а затем осуществляет разворот гировертиканта СУ 2-й ступени (при помощи его специального механизма наведения ГВ) в необходимое азимутальное положение по показаниям автоколлимационной трубы прибора. А именно: до совмещения с сеткой окуляра трубы изображения сетки, отраженного от контрольного зеркала, которое пристыковывается к корпусу ГВ на время прицеливания.

Аналогичным способом оператор-прицельщик “верхнего” прибора выполняет азимутальное наведение гировертиканта СУ 3-й ступени ракеты, выполнив предварительно визирование зрительной трубы прибора на визирные марки “нижнего” прибора.

(отсюда)

На закуску - немного из жизни ракет помельче межконтинентальных: роллерон.

А вы говорите - "БЦВМ".

Работа совсем заела, анонсированное забываю написать.

Так вот. Детям цифровой эры часто сложно понять проблемы разработчиков аналоговой техники прошлого. Аналоговики на работают со _значениями_, в этом мире простая операция "запомнить переменную" - уже сложность. Все "вычисления" здесь делаются так: подбирается какая-нибудь схема, прибор, устройство и т.п., собственные физические свойства которых таковы, что сигнал, поданный на вход, превращается в нужный сигнал на выходе. Как с тем термосом. Конечно же, термос ничего не вычисляет - но вот количество воды в нем действительно будет равно интегралу потока из крана. Т.е. мы используем физический смысл математических уравнений как бы "наоборот".

Плюсы у аналоговиков тоже есть. Во-первых, поскольку вычислять ничего не приходится, то результат часто получается как бы мгновенно. Подали напряжение на вход схемы - на выходе то, что нужно. Впрочем, тут не стоит забывать о такой штуке, как переходные процессы, про которые "цифровики" прочно забыли (им они с высоты их дискретного мира практически не видны). А еще аналоговики могут напрямую работать с датчиками. Ведь мир у нас довольно-таки аналоговый (во всяком случае на уровне ракетостроения).

Но подобрать аналоговую схему точно с теми свойствами, что нужны - все равно бывает сложно.

Вот, скажем, как навести баллистическую ракету на цель? Маленькое предупреждение: этот текст - научно-популярный, а не инструкция по ракетостроению. Вранья тут нет, суть дела именно такова, но упрощения и умолчания могут быть существенными.

Итак. Большинство таких ракет имеет, в сущности, только два канала управления (в бытовом понимании этого слова): по тангажу и по рысканью. Скоростью своей ракета почти не управляет, "газа" и "тормоза" у нее нет. Ракетные двигатели вообще очень плохо управляются, дроссельную заслонку для плавного регулирования тяги в них, по ряду причин, не поставишь. Относительно современные межконтиненталки могут управлять тягой ступенчато (форсаж, нормальная тяга, малая тяга), но ракетный двигатель еще и изрядно инерционен. Поэтому управление идет по жесткой программе - разогнались на форсаже, продолжаем разгон на нормальной тяге, потом сбросили для окончательной корректировки курса, и отключили. Ну или типа того. А большинство ракет начала космической эры работают еще проще: подожгли движок, и дуют, что есть мочи, пока не достигнут нужной скорости. Всё, после этого работа ракеты кончается. Есть еще канал управления по крену (вращению), но он нам тоже пока не особо интересен - все, что от него требуется - это не давать ракете крутиться вокруг своей оси. И вот почему.

Рядовая баллистическая ракета, вопреки голливудским фильмам, в процессе полета никаких воздушных петель и виражей не выписывает. Если провести через точку старта и цель вертикальную плоскость, то вся траектория ракеты (в идеале) будет в этой плоскости, которая называется "плоскостью стрельбы".

Задача управления по рысканью - не дать ракете из этой плоскости уйти. Рысканье - это отклонения "носа" ракеты от направления на цель по горизонтали - вправо-влево. Возникают они и из-за атмосферного влияния, но главным образом - из-за неидеальности конструкции самой ракеты. Еще на ракету действуют всякие там кориолисовы силы из-за вращения Земли и т.п., но это уже тонкости - суть задачи, думаю, понятна. Важно, что по рысканью ракета не рулит, а так - подруливает.

Задача управления по тангажу - удерживать ракету под оптимальным углом к горизонту по вертикали. Если вы играли в метание пингвина и т.п. игры или просто помните школьную физику - то знаете, что пингвин летит на максимальное расстояние при ударе под углом 45 градусов к горизонту (рикошет после падения не в счет). Ракета - тот же пингвин, или камень, или снаряд, с одной только разницей - пингвина мы разогнали быстро, одним точным ударом, а двигатель межконтинентальной ракеты разгоняет ее несколько минут, и все это время надо сохранять правильный наклон "по вертикали". В реальности на ракету еще влияет сопротивление воздуха, плюс надо учитывать шарообразность Земли и т.п. так что точный угол тангажа будет другим, не 45 градусов. Но для большинства ракет он рассчитан раз и навсегда и жестко "зашит" в конструкцию.

Итак, по тангажу мы тоже, выходит, не "рулим", а "подруливаем". С одним маленьким "но": МБР стартуют вертикально. Это связано с конструктивными ограничениями - если бы ракета сразу стартовала в наклонном положении, то ее пришлось бы делать очень прочной. Думаю, понятно, почему: карандаш выдержит очень большой вес, направленный вдоль его оси, и легко ломается, если приложить силу "поперек". Прочность - значит, вес, увеличение веса конструкции - уменьшение полезной нагрузки, дальности и т.п. Поэтому приходится усложнять систему управления: вместо того, чтобы просто удерживать ракету под нужным углом приходится сначала немножко пролететь вертикально, а потом плавно "завалить" нос в направлении цели.

Как все это выглядит на практике?

У ракеты делают четыре руля:

 1
402
 3

Вид "с хвоста". Нолик - это ось ракеты, на которой расположен основной (маршевый) двигатель. Цифрами обозначены рули. Собственно, маршевых двигателей может быть несколько (как на "гагаринской" Р-7), а рули могут быть самыми разными - аэродинамическими (как на фау-2), газовыми (лопатки такие в сопле маршевого двигателя, как на той же фау-2 и на большинстве других), реактивными (как на "семерке" - там такие маленькие поворотные сопла вокруг основной пачки движков). Могут быть и варианты расположения самих рулей - это уже не существенно, важен принцип.

Ракету ставят на старт так, чтобы она рулем 1 смотрела строго на цель. Таким образом, ракета, хоть и круглая, а имеет не только "верх", но и "перед". После старта ракета завалится строго в сторону руля 1.

Если у нас ракета начинает рыскать и пытается улететь "налево" - мы поворачиваем рули 1 и 3 влево так, чтобы развернуть ее обратно. Если начинает задирать нос или "клевать" (т.е. уходит по тангажу) - то крутим рули 4 и 2 вверх или вниз соответственно.

Все очень просто и понятно, а каналы управления оказываются разделены - что чрезвычайно важно для аналоговых систем управления.

При этом нам очень важно, чтобы ракета не крутилась вокруг своей оси - иначе у нас руль 1 перестанет смотреть на цель, и все простое руление пойдет насмарку. Вращение мы компенсируем отклонением всех четырех рулей в сторону направления вращения. Тоже довольно просто - достаточно с правильным знаком сложить управляющие сигналы тангажа и вращения и рысканья и вращения соответственно. Арифметическое сложение-вычитание для аналоговой схемы тоже реализуется легко.

Так и летим.

***

Уф. Продолжать?.

Если кому интересно - я тут в очередной раз развенчиваю мифы Голливуда и рассказываю, как на самом деле управляют ракетами.

Гироскопный блок от "Миротворца". Тем, кто видел гироплатформы отечественных ракет - должно быть интересно.

Мелкий ликбез, может, кому пригодится.

Понятие "баллистическая ракета" никак не связано с дальностью полета. Это всего лишь ракета, которая летит по баллистической траектории, т.е., попросту говоря, как кинутый камень. Снаряды гвардейского миномета "Катюша" - тоже баллистические ракеты.

Другой тип ракет - крылатые, это, грубо, такой беспилотный одноразовый самолет, который держится в воздухе не за счет того, что им "стрельнули", а на подъемной силе крыльев.

Некоторая путаница в массовом сознании связана, видимо, с тем, что термин "баллистическая" в прессе и обиходе обычно встречается в словосочетании МБР - "межконтинентальная баллистическая ракета". Действительно, межконтиненталки, стоящие на вооружении, все баллистические. Но обратное неверно.

Если быть совсем точным, то современные баллистические ракеты в большинстве своем не совсем баллистические, т.к. часто имеют управляемые участки на середине или в конце траектории.

Как делали Р-17

Оперативно-тактическая ракета Р-17, известная также по ее открытому индексу как изделие 8К-14, с комплексом наземного оборудования, который обеспечивал транспортировку, заправку топливом, проверку и пуск (в целом комплекс имел наименование 9К-72), была разработана в 1958-1961 годах в СКБ-385 с участием ряда КБ и НИИ. На вооружение Советской Армии ракета была принята в марте 1962 г. В армейских и фронтовых ракетных бригадах ракета эксплуатировалась более 30 лет, применялась в Афганистане, входила в состав вооружений армий стран Варшавского договора. Р-17 экспортировалась в страны Ближнего Востока, где подтвердила свои высокие качества и надежность. В странах НАТО она получила наименование SS-1C и Scud B.

Считается, что 8K14 - это единственная баллистическая ракета, которая применялась в реальных боевых действиях. Наклепали их столько, что за рубежом ее иногда называли "ракетный калашников". При этом надежность по совокупности пусков приближалась к единице. Хорошая машина, хоть и тупиковая это идея - жидкостные ОТР.

Иракские ракетчики с привлечением зарубежных специалистов переработали конструкцию Р-17 для увеличения дальности стрельбы. После этого новые варианты ракеты получили наименования "Эль Хусейн" (с максимальной дальностью пуска 550 км) и "Эль Аббас" (с максимальной дальностью пуска 850 км); они довольно широко применялись в ходе арабо-израильской войны. Из 133 ракет, выпущенных иракской армией, 80 достигли цели, семь отклонились от расчетной траектории и 46 были перехвачены ЗРК "Пэтриот" (такие данные приведены в некоторых публикациях). Зная особенности конструкции Р-17, смею предполагать, что комплексами "Пэтриот" было перехвачено ракет на порядок меньше. Скорее всего, остальные, как и семь отклонившихся, не попали в район цели без всякого воздействия со стороны ЗРК "Пэтриот", попросту из-за недостаточной отработки.

UPD: На самом деле боевая эффективность применения модифицированных "Скадов" иракцами против Израиля, конечно, была нулевой. Ну не для обычных ВВ эта ракета предназначена, и не для уничтожения мирного населения. В оригинале у нее отклонение 100-300 метров, что для правильных целей (скажем, крупный ж/д узел или укрепрайон) несущественно. Но сам факт, что после доработок немчурой (AFAIK, навесили твердотопливные ускорители, ухудшив точность раза в три) ракета продолжала летать, говорит о нехилом конструктивном запасе. Ну а то, что "пэтриот" эту ракету плохо ловит - вполне объяснимо. Никаких там конструктивных секретов нет - ракета к тому моменту просто беспорядочно падает с космической высоты, попасть в такую цель комплексу ПВО очень сложно :).

Первый пуск в ходе СЛИ состоялся 25 августа 1960 г. Присутствовали все члены госкомиссии и все участники экспедиции. Генерал В.С. Коробченко предложил мне встать рядом с ним на балконе спецздания в километре от старта и попросил указать расчетное направление полета ракеты. К моему изумлению, после нормального отрыва от пускового стола ракета развернулась в противоположную сторону, к Волге, и бреющим полетом, набирая скорость, пронеслась почти над нами, оглушив грохотом ревущего двигателя. Драматизм ситуации неописуем. Быстро выяснилось, что ракета пролетела над основным городком полигона и, к счастью, ушла дальше. Телеметристы быстро отыскали причину. Устранение допущенной ошибки не потребовало больших усилий.

"Дымилась, падая, ракета,
А от нее бежал расчет
Кто хоть однажды видел это
Тот хрен в ракетчики пойдет"

Второй пуск прошел без замечаний, ракета попала в заданный квадрат. Третий пуск. С четвертой секунды ракета начала раскачиваться, ушла вверх и начала выделывать "фигуры высшего пилотажа" над присутствовавшими под грохот тринадцатитонного двигателя. На 30-й секунде, как и положено, двигатель отключился. После этого в пугающей тишине мы все принялись следить за летящей стрелой, на секунды оставаясь неподвижными. Впрочем, большинство зрителей бросилось врассыпную еще до выключения ЖРД. Вскоре ракета головной частью врезалась в высохшую степь, и более 2 тонн оставшихся компонентов топлива взорвались, образовав в земле огромную воронку. К счастью, взрыв произошел вдали от площадок и построек.

Любимый вопрос подпола, который нам курс 5 читал:
"Какие действия должен предпринять расчет, если на третей секунде полета не замкнулся контакт NNN программно-временного механизма, а САПР выключена?"
Отвечающий обычно теряется в догадках - ракета со стола ушла, связи с бортом никакой - какие тут можно действия предпринять?
"Дурни, нужно хватать ноги в руки и уё...ть от пусковой. Это ведь значит, что ракета в программный разворот не вошла, а летит строго вверх, через 30 секунд движок у нее отключится, она перевернется, застабилизируется в плотных слоях атмосферы, и полетит строго обратно..."
И, сделав эффектную паузу:
"Впрочем, если на изделии стоит спецГЧ - то можете не напрягаться".

Не менее напряженно развивались события в процессе транспортных испытаний ракеты. После проведения проверки на технической позиции ракета до заправки и после нее должна была транспортироваться на расстояние до 500 км, а лишь затем производился ее пуск. Но военным заказчикам степь показалась слишком гладкой. Они пригласили для проведения испытаний танкистов, на трассе вырыли не мелкие ямки типа воронок, а гораздо более крупные. При этом военные надеялись, что гусеничная самоходная установка с ракетой через эти ямы будет "летать", как танк или другое столь же "железное" изделие. После очередного ночного пуска (это было 12 апреля 1961 г.) все руководство от промышленности временно покинуло полигон по своим делам, и вот тогда военные решили "уточнить инструкцию по транспортировке"…

Сразу после проведения "эксперимента" можно было наблюдать следующую картину. Стартовый гусеничный агрегат глубоко врезался броней в противоположный срез воронки. Гусеницы машины не доставали до противоположной стенки, комья земли засыпали переднюю часть агрегата вплоть до смотрового окна водителя. Головная часть ракеты с 700 кг снаряжения, оторванная по шпангоуту приборного отсека, лежала на ограждении стрелы.

Короче говоря - наконец-то нарыл немного истории из первых рук:

http://engine.aviaport.ru/issues/39/page48.html
http://engine.aviaport.ru/issues/40/page46.html
http://engine.aviaport.ru/issues/42/page50.html

Я, кстати, еще немного продвинулся с загадкой 45 герц на Р-17. Все-таки, похоже, наследие Фау. 8К14 проектировалась в макеевском бюро инициативной группой молодых конструкторов взамен Р-11, которая представляла собой весьма странную мутацию Р-1 (т.е. немецкой А-4, перепертой на язык родных зубил). Вместо ТНА - наддув и т.п., дальность в два раза меньше, в общем - бабушку изуродовали так, что не узнать. Но при том инерциальную систему управления, похоже, передрали крайне близко к тексту. Так вот. Делать приличные ракеты и двигатели в безумно короткие сроки у нас к тому времени научились, но приборной части, судя по всему, просто боялись. И то, что Р-17 залетала всего через три года не в последнюю очередь приписывается самими разработчиками тому, что весь наземный приборный комплекс был ими без существенных изменений взят от Р-11.

Вот так фошшыстские 45 герц на борт и пробрались.

Интересно теперь другое - а откуда там 50? Тоже от Фау, или это как раз признаки своей конструкторской мысли?

Вот еще одна маленькая ракетно-историческая загадка для меня. Пусковое горючее "тонка" придумали фошшысты. Во всех воспоминаниях о том, как наши с союзниками растаскивали Пенемюнде, эта самая "тонка" фигурирует в количестве. Кажется, целый склад ее нам достался.

Штука неплохая, если не вовнутрь (впрочем, наружно тоже мало не покажется - ядовитая тварь. По инструкции при проливе ПГ положено место пролива выжечь и перекопать, испачканные предметы отнести от пусковой в подветренную сторону подальше, сжечь и закопать. А облитого солдата расстрелять и тоже сжечь). При соединении с высококипящим окислителем (например, азотной кислотой) "тонка" самовозгорается, что избавляет от геморроя со всяким там электрозажиганием. На многих наших ракетах с ЖРД, включая 8К14, применяется именно такая схема пуска. На Р-17 тридцать литров ПГ задувают перед пуском прямо в выходную топливню магистраль. Этакая трёхведерная клизма. "Тонка" с нессиметричным диметилгидразином не смешивается, а вытесняет его обратно в бак. Поэтому при запуске ТНА в двигатель сперва вылетает "пробка" из "тонки", а потом уж фигачит основное горючее. И никаких тебе лишних кранов и прочей сантехники.

Но вот во всех опсаниях пусков "Фау-2" вместо тонки фигурирует некая балаганная конструкция из деревяшек и пиротехники, всавляемой пямо в сопло. Я не химик ни разу, но так понимаю, что от жидкого кислорода "тонка" не загорается и для А-4, работавших на благородном топливе (спирт, кислород, пергидроль :)), не годится.

Спрашивается - а нафига тогда фошшысты эту тонку изобрели и в таких количествах хранили? Что у них там летало на высококипящих компонентах?

Новая версия для старой инженерной загадки.

На оперативно-тактической ракете 8К14 все шаговые моторчики в блоке управления запитаны от наземного комплекса током с частотой 50 Гц. Все, кроме одного, на который подается то же напряжение, но 45 Гц. Соответственно - отдельный умформер в наземном комплексе, отдельная пара в кабелях, отдельная линия в бортовой кабельной сети. Никакого разумной инжерной причины тому нету - временные характеристики ракеты на это никак не завязаны, все эти движки работают всего ничего и на них подается точное количество импульсов, точная частота которых непринципиальна - лишь бы электромагнит отрабатывать импульсы успевал. Устройство всех движков практически идентично. Откуда 50 Гц - понятно, круглое число и привычный для отечественных инженеров стандарт. А о 45 ходят разные байки.

А сегодня еще вот фактик вычитал. Именно от 45 Гц запитывались шаговые движки программного задатчика гирогоризонта на Фау-2.

Только не надо вспоминать про диаметр ступеней "Сатурна", регламентированный шириной лошадиной задницы!