Тем не менее здравый смысл подсказывал, что первая самостоятельная разработка не должна слишком далеко уходить от «Фау-2», хотя бы из принципа преемственности производственно-технологической и эксплуатационной оснастки и оборудования.
Хорошо известно, что ракета «Фау-2» была запущена немцами в серийное производство и использовалась для обстрела противника в явно недоработанном виде. Наряду с очевидно низкой надежностью ракеты такое решение определило и весьма полезное для советских инженеров свойство «Фау-2» – в ней имелось немало скрытых, неиспользованных резервов. Немцев можно понять: они создавали беспрецедентный образец техники и, не имея прототипов, вынуждены были закладывать в разработку избыточные запасы.
В частности, это касалось двигателя, тягу которого можно было увеличить почти в 1,5 раза (с 27 до 37 т) путем форсирования подавлению с 16,2 до 21,6 кг/см2, что потребовало поднять мощность турбонасосного агрегата с 470 до 1066 л.с. Только за счет такой доработки можно было достигнуть существенного снижения гравитационных потерь. Даже с учетом больших затрат на преодоление аэродинамического сопротивления конечная скорость увеличивалась на 10-15%, а дальность – почти на треть. Более глубокая проработка показала и возможность увеличения удельного импульса двигателя на 10% за счет повышения концентрации спирта с компромиссных 75% до предельных 92%.
Другое направление совершенствования было связано с облегчением конструкции, прежде всего с переходом на несущую схему баков с изготовлением их из алюминия.
По предварительным прикидкам, сделанным еще в Германии, совокупная реализация этих мероприятий обеспечивала как минимум двукратное увеличение дальности при неизменных габаритах и стартовом весе ракеты. В качестве резервного был также рассмотрен утяжеленный вариант ракеты с удлиненной на 1,9 м цилиндрической частью. Далее за работу в конструкторском бюро в Подлипках взялась группа инженеров во главе с Константином Давыдовичем Бушуевым, спустя десятилетия ставшим широко известным как технический директор космической программы «Союз-Аполлон» с советской стороны.
Создание ракеты, получившей наименование Р-2 (изделие 8Ж38), предусматривалось осуществить в два этапа. На первом из них предполагалось усовершенствовать двигатель и немного увеличить емкость топливных баков ракеты, а на втором – реализовать новшества в полном объеме.
При защите эскизного проекта Р-2 на техническом совете НИИ-88, состоявшемся в апреле 1947 г. в присутствии Д.Ф. Устинова, были высказаны сомнения в реализуемости ряда основных технических решений. Больше всего опасений вызвал несущий бак жидкого кислорода. Вместе с двойной стенкой исключался и слой теплоизоляции – стекловаты. Высказывались предположения о недопустимо высоких потерях окислителя в ходе заправки и предстартовой подготовки. Попытка решить вопрос, введя предстартовую подпитку кислородом, встретила сопротивление военных. Ради снижения степени технического риска пришлось отказаться от несущего бака жидкого кислорода, вернувшись к подвесной конструкции, аналогичной «Фау-2».
Первоначально считалось, что такая компромиссная схема найдет место только на экспериментальном образце ракеты – Р-2Э. Но она сохранилась и на серийных изделиях после того, как ракеты с подвесным баком в ходе летных испытаний обеспечили достижение заданной дальности. Но при этом потребовалось скомпенсировать утяжеление конструкции, и разработчики пошли на увеличение запаса топлива на 70%- с9,4до 15,84т. Длина ракеты выросла с 14,275 до 17,65 м, стартовый вес – с 13,43 до 20,3 т. Вскоре выявилась и еще одна проблема, грозящая перечеркнуть все новации в конструктивной схеме Р-2, – стендовая отработка показала недостаточную прочность нового алюминиевого несущего бака горючего при больших нагрузках и интенсивном нагреве на участке входа в атмосферу при подходе к цели. Но на этот раз проектная проработка дала неутешительный результат: в случае возвращения к тяжелой подвесной схеме для обоих топливных баков даже удлиненная ракета не достигла бы заявленной дальности.
Далее ситуация разрешилась в соответствии с шутливым лозунгом тех лет «Если водка мешает работе – брось… работу!» Если ракета мешает долететь до цели – брось ракету! Разумеется, после того, как она выполнила свою основную задачу – разогнала головную часть до скорости, достаточной для того, чтобы по инерции долететь до цели. Не от хорошей жизни, а перед угрозой основательного недобора требуемой дальности конструкторы пошли на схему с отделением головной части от ракеты в полете.
Но ничто не достается бесплатно. Вместе с корпусом ракеты терялась и значительная часть поражающего эффекта. Как-никак «Фау-2» даже без головной части и топлива весила 3,5 т. Вся эта масса обрушивалась на цель со скоростью, вдвое превышающей звуковую. Да и топливо расходовалось не полностью и взрывалось вместе с наполнением боевой части, повышая эффект взрыва в 1,2-2 раза. Все эти факторы и создавали впечатляющий поражающий эффект. При падении ракеты в грунте образовывалась воронка более двух десятков метров в диаметре. При попадании ракеты в городские кварталы поражающее действие намного превышало запомнившийся москвичам эффект самой мощной из сброшенных на столицу тонной фашисткой бомбы, взорвавшейся в здании МК ВКП(б). Поэтому при переходе от Р-1 к Р-2 вес головной части возрос с 1075 до 1500 кг, заряд взрывчатого вещества увеличился в 1,4 раза, при этом площадь сильного разрушения приближалась к 1000 м?.
