Ракета К-5 (РС-1У, «изделие ШМ»)
В истории военной техники известно немало примеров того, как на вооружение принимались явно несовершенные образцы оружия, обладавшие наряду с множеством очевидных недостатков единственным достоинством, определявшим их судьбу, – принципиальной новизной, позволявшей справиться с задачами, не решаемыми другими, более отработанными средствами.
Оставляла желать лучшего и первая принятая на вооружение советской истребительной авиации система управляемого ракетного оружия. Несмотря на явные недостатки, она была запущена в массовое серийное производство на пяти заводах и в модернизированных вариантах состояла на вооружении до 1980-х гг. В результате ко времени завершения разработки более совершенных образцов в нашей стране сформировалась отлаженная кооперация предприятий-производителей управляемых ракет, а истребительная авиация накопила богатый опыт эксплуатации и применения ракетного оружия.
Работы по созданию системы ракетного вооружения истребителей-перехватчиков, в дальнейшем получившей обозначение К-5, начались в КБ-1 Третьего Главного управления при Совете Министров СССР в 1951 г. Официально тема была задана правительственным постановлением от 1 апреля 1952 г. В отличие от разрабатывавшейся в те же годы для Ту-4 системы вооружения Г-300, К-5 изначально задумывалась как достаточно миниатюрное для тех лет управляемое оружие, пригодное для размещения на фактически единственном реактивном истребителе тех лет МиГ-15, позднее смененном в производстве весьма близким по характеристикам и техническому облику МиГ-17. Более того, на этом небольшом самолете предусматривалось размещение четырех пусковых установок с ракетами, что, по замыслу разработчиков, должно было обеспечивать достаточно высокую вероятность поражения цели.
В КБ-1 разработкой системы занималось руководимое Андреем Александровичем Колосовым ОКБ-41, тему вел коллектив во главе с Э.В. Ненартовичем и К Н. Патрухиным. Важную роль в этой работе сыграл коллектив головной организации по авиационной радиолокации НИИ-17, возглавляемый Виктором Васильевичем Тихомировым, которую привлекли к данной теме из-за ожидавшейся задержки с разработкой самолетной станции ШМ в КБ-1.
В 1952 г. на вооружение истребителей МиГ-15 и МиГ-17 приняли бортовой радиолокационный прицел «Изумруд». Накопленный НИИ-17 технический задел позволил в считанные месяцы после решения ряда принципиальных вопросов перейти к испытаниям на МиГ-17 опытных образцов РЛС «Изумруд-2», которая в дальнейшем стала частью системы вооружения К-5. РЛС семейства «Изумруд», в различных модификациях устанавливавшиеся на всепогодных вариантах МиГ-17, МиГ-19 и на первых серийных Як-25, выполнили по непривычной для нашего времени схеме с двумя антенными блоками. По центру воздухозаборника самолета под оживальным обтекателем размещалась тарельчатая антенна канала слежения за целью. В «губовидном» обтекателе над воздухозаборником в плоскости, параллельной крыльям истребителя, вращался блок из двух противоположно направленных параболическихантенн канала обнаружения, отдаленно напоминавших спаренные антенны наземных РЛС П-20, П-30иП-35.
Изображение на индикаторе РЛС представляло воздушную обстановку в координатах «азимут-дальность». Риски над отметкой цели указывали на расположение цели выше перехватчика, под ней – на цель, летящую с принижением.
Разработка ракеты класса «воздух- воздух» для новой системы вооружения началась в отделе 32 КБ-1, где ее возглавил известный авиаконструктор Д.Л. Томашевич. Ракета получила обозначение ШМ Так же именовалась и предназначенная специально для нее самолетная станция. По преданию, этот индекс расшифровывался как «Ш-малая», видимо, в отличие от разрабатывавшейся этим же коллективом «LU-большой» – зенитной управляемой ракеты ШБ («изделие 32»).
В основу построения системы управления полетом ракеты был положен принцип наведения на цель по лучу самолетной РЛС наведения. Станция наведения перехватчика «Изумруд-2» в процессе работы создавала с помощью кодированных импульсов систему координат управления ракетой. Аппаратура радиоуправления ракетой представляла собой два идентичных независимых канала, которые обеспечивали выработку необходимых сигналов управления движением ракеты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Настолько малогабаритная аппаратура управления разрабатывалась впервые. Вначале предусматривалось применение пальчиковых ламп, затем перешли на лампы типа «желудь». От объемного монтажа перешли к печатным схемам. На ракете использовались пневматические рулевые машинки. При этом обратная связь по сигналу управления осуществлялась двумя двухстепенными гироскопами и потенциометрическими линейками. Автопилота не было, а о возможности использования шарнирного момента от аэродинамических сил для осуществления обратной связи по сигналу управления еще даже не догадывались.
В процессе атаки летчик осуществлял управление самолетом таким образом, чтобы отметка от цели оказалась в центре экрана индикатора бортовой РЛС. Далее он переводил радиолокатор в режим автоматического сопровождения и при достижении разрешенной дальности производил пуск. До момента попадания в цель требовалось удерживать отметку от цели в пределах экрана РЛС. В процессе наведения аппаратура ракеты осуществляла прием сигнала РЛС «Изумруд-2», работающей в режиме конического сканирования. При отходе ракеты от равносигнальной зоны амплитуда сигнала менялась в соответствии с величиной отклонения. Осуществляемое самолетной РЛС модулирование сигнала обеспечивало определение направления отклонения от равносигнальной зоны (вверх-вниз, вправо-влево). Вырабатываемый приемной радиоаппаратурой сигнал рассогласования поступал на элементы автопилота, обеспечивая возвращение ракеты в равносигнальную зону. Для стабилизации по крену задействовался трехстепенной гироскоп. При отклонении по крену корпус ракеты как бы проворачивался относительно гироскопа и соединенные с ним элементами кинематики элероны, установленные на каждой консоли крыла, отклонялись для возвращения ракеты в исходное положение.