Vznik a vývoj PLRK S–75 (SA-2 Guideline) - 1. část

Autor : Radek Enžl / Rad 🕔26.04.2009 📕13.078

Nová ohrožení

Konec 2. světové války přinesl zásadní změnu strategických doktrín. Dva atomové hřiby nad Hirošimou a Nagasaki v plné hrůze ukázaly hrozbu, kterou představovalo strategické letectvo vyzbrojené jadernými pumami. Jediný bombardér nyní mohl sám zcela vymazat celé město z povrchu zemského. S počátkem studené války byly síly rozloženy jednoznačně – Američané měli atomové zbraně a měli i prostředky jejich dopravy na cíl. Jejich strategické bombardéry mohly ohrozit přímo území SSSR ze základen v Evropě i na Dálném východě. Za těchto okolností byla nevyhnutelná snaha SSSR o vytvoření účinného systému protiletecké obrany.

Možnosti stávajících hlavňových prostředků PVO byly vyčerpány. Protiletadlové kanóny přestaly být vyhovující, neboť se ukázala potřeba ničit nepřátelské bombardéry v dostatečné vzdálenosti od bráněných objektů a navíc bylo jasné, že boj bude veden ve velkých výškách. Za těchto okolností bylo více než zřejmé, že k plnění těchto úkolů jsou nejvhodnější protiletadlové řízené rakety. Konec 50. let tak byl v oblasti protivzdušné obrany ve znamení překotného vývoje nových prostředků protiletecké obrany.

Kreml vydal v roce 1950 usnesení, v němž nařídil za každou cenu vytvořit účinný systém PVO hlavních středisek. Za taková centra se pokládala Moskva, Leningrad a Baku. Hlavní město bylo samozřejmě na řadě první a v roce 1955 byly kolem Moskvy rozmístěny první sovětské protiletadlové raketové komplexy (dále jen PLRK) S-25 Berkut. Obranu Moskvy tak zabezpečoval silný palebný systém tvořený dvěma soustřednými kruhy celkem 56 PLRK, každý se 60 stacionárními odpalovacími zařízeními, což dávalo ohromující číslo 3 360 odpalovacích ramp (dále jen OR).

Analogický systém S-50 měl dostat i Leningrad. Avšak náklady na vybudování takového palebného systému byly ohromné i pro silný stát jakým byl SSSR. Proto již v závěrečném stádiu zasazení PLRK S-25 byla navržena konstrukce a složení nového přemístitelného PLRK.

Byly požadovány takové parametry a bojové možnosti, které by zabezpečovaly obranu velkých měst a důležitých objektů, současně ovšem musel být nový PLRK mobilní, aby mohl být operativně umisťován k obraně měst podle vzniklé situace. Také bylo nutné manévrovat s PLRK v případě kontaminace radioaktivním spadem nebo chemickými bojovými látkami, což nemohl stacionární PLRK S-25 splnit, protože byl náročný na výstavbu palebných postavení, měl rozměrné antény a velký počet stálých odpalovacích zařízení raket k postřelování cílů.

Návrh nové zbraně

Proto byl navržen nový PLRK s obdobnými bojovými parametry, ale vylepšenou technikou, přičemž PLRK S-75 (jak byl nový systém označen) byl projektován tak, aby bylo možno vzájemně měnit vadné nebo poškozené komponenty systému (kabiny, OR apod.).

Nový PLRK měl zabezpečit součinnost s jinými druhy zbraní jako radiotechnické vojsko (RTV) a stíhací letectvo. Svým manévrováním měl také aktivně nahrazovat zničené PLRK a překrývat či posilovat obranu v pravděpodobném směru náletů protivníka.

Dále byl PLRK navržen tak, aby jeho vlastní obsluhy mohly provádět předepsané práce a menší opravy přímo v postavení. U PLRK S-25 byly na opravy a údržbu vysílány speciální opravárenské čety.

PLRK S-75 byl projektován jako jednokanálový (byl schopen navádět rakety pouze na jeden cíl) - předpokládalo se totiž, že tím bude zajištěna vyšší pravděpodobnost zničení cíle při jeho postřelování několika různě naladěnými naváděcími radiolokátory (dále jen NRL, pozn. aut.), neboť v té době nebyla technika na takové úrovni, aby bylo možno palubními aparaturami letounů rušit více radiolokačních frekvencí současně. Ke zvýšení pravděpodobnosti zničení cíle bylo přijato řešení se současným navedením 3 raket na cíl po 6 sekundových intervalech.

V nařízení sboru ministrů SSSR bylo dne 20. 3. 1953 určeno, že má být vyvinut PLRK schopný ničit cíle do rychlosti 1500 m/s, v rozsahu výšek od 300 m do 20 km. Hmotnost rakety byla stanovena na 2 500 kg. Hlavním garantem vývojových prací bylo určeno oddělení KB-1 ministerstva strojírenství pod vedením hl. konstruktéra A. A. Raspletina.

Toto oddělení pracovalo na konstrukci systému sledovaní cílů, palubní aparatury rakety, přijímače povelu řízení a odpovídače rakety, palubních antén, autopilota a stanici navedení rakety. Na kontrolu a ověřování konstrukce byla zřízená tématická laboratoř - zkušební oddělení, které řídil B. V. Bunkin. Dále byla z KB-1 vyčleněna skupina KB-2, která konstruovala raketu a vedoucím skupiny byl jmenován P. D. Grušin. Začátkem roku 1954 byla potvrzena požadovaná takticko-technická data (dále jen TTD) jako reálná.


Práce na raketě 1D.
Obrázek uveřejněn se svolením administrátora www.pvo.guns.ru Saida Animova.
Zdroj obrázku http://pvo.guns.ru/s75/s75.htm

Nový PLRK byl určen na obranu administrativně - politických objektů a vojskových uskupení. Byl tedy projektován bez konkrétního postavení jako mobilní se všemi součástmi, včetně VS (velitelské stanoviště), TO (technický oddíl) a RTV RL prostředků P-12 a PRV-10 (přehledový řídící radiolokátor a radiolokační výškoměr).

Do nového PLRK byla zapracována mnohá zlepšení a poznatky z provozu PLRK S-25 (dokonce se spustil i vývoj vícekanálové mobilní verze PLRK S-25, ale pod vlivem požadovaných parametrů S-75 a velké náročnosti byl zastaven).

V ideovém modelu PLRK bylo určeno, že kabina P (anténní post střeleckého naváděcího radiolokátoru RSN-75) bude provozována na dělostřeleckém podvozku KZU-16, kabiny A a B (později označena jako U – kabina navedení) budou v sériových přívěsech. Bylo určeno, že nový NRL bude pracovat s impulsním výkonem a ne se stálou vlnou jako S-25 (zmenšení rozměrů antén a lepší směrové charakteristiky). Je zajímavé, že požadavky byly údajně upřesňovány podle vzoru amerického komplexu NIKE AJAX (že by špionáž?), jenž se jevil jako nejvýhodnější a nejefektivnější.

Dále byl určen sektor 7° křížového snímání, ten byl později rozšířen na 10°. Tato křížová snímací charakteristika zabezpečovala přesné sledování cílů, raket i skupin cílů. Dále tímto byla zaručena vysoká odolnost při práci v složitých podmínkách atmosférického rušení a pasivního rušení nepřítelem. Dále byla zahájena práce na režimu „uzkyj luč“ (úzký paprsek) - správnost tohoto rozhodnutí ohledně uvedeného režimu střelby se později potvrdila v bojovém použití ve válkách ve Vietnamu a na Blízkém východě.

Sovětští konstruktéři se potýkali s řadou problémů. Při konstrukci NRL kabiny P musely být vyvinuty úplně nové antény, protože stávající antény z komplexu S-25 se kvůli své velikosti použít nedaly. Nové antény byly konstruovány jako pohyblivé v azimutu i poloze. Musel být vyvinut elektromechanický systém ovládání. Některé technologie byly aplikovány z nehotového PLRK S-50, jako např. plnění vlnovodů stlačeným vzduchem a skenování RL paprskem sektoru snímání. Přechod na 6 cm pásmo umožnil rychlé přechody ve sledování cílů, přesnost zjištění cíle i zmenšení rozměru antén. Použití nového magnetronu spolu s vyvíjenou aparaturou SPC (selekce pohyblivých cílů) mělo zabezpečit ochranu při pasivním rušení a tříkanálové navedení raket na cíl spolu s vysíláním kódových úzkopásmových řídících povelů na raketu mělo přinést vysokou přesnost navedení raket a tudíž vysokou pravděpodobnost zničení cíle. Jako hlavní režim navedení raket na cíl byla matematicky a prakticky vyvinuta nová metoda navedení - poloviční nadběh, to znamenalo, že NRL podle rychlosti, směru, výšky a kurzového parametru společně s polohou rakety v prostoru vypočítával pravděpodobný bod střetnutí rakety a cíle v prostoru. Toto řešení přinášelo energeticky nejvýhodnější trajektorii letu rakety a umožnilo spojit sektor snímání a navedení rakety do jedné anténní soustavy.

Tady si dovolím malé odbočení. Pikantní je, že na poradě u ministra obrany Žukova, kde Grušin předvedl model navrhovaného komplexu, vznesl ministr elektronického průmyslu Kalmykov požadavek, aby rakety měly samonaváděcí hlavice, nicméně ve skutečnosti ani on, ani specialisté jeho ministerstva to nedokázali blíže specifikovat– nikdo z nich si pod pojmem samonavedení nedokázal nic konkrétního představit, prý to jenom někde slyšeli a domnívali, že brzy budou samonaváděcí i dělostřelecké granáty! U konstruktérů to samozřejmě vyvolalo zděšení, protože tato technologie v SSSR nebyla ještě zkoumána a všechna už vynaložená práce při vývoji S-75 by přišla vniveč, vzhledem k úplně novým raketám a systému jejich navedení. Bouřlivou diskusi ukončil nakonec sám Žukov, když prohlásil, že SSSR tento komplex nutně potřebuje a proto bude zaveden do výzbroje ve stávající podobě. Současně však nařídil další komplex vyvíjet již se samonaváděcími hlavicemi…

Práce zahájeny

Při konstrukci rakety továrního označení V-750 a vojenského označení 1D se muselo vycházet z parametrů a řešení radioelektronické časti NRL. Proto bylo rozpracováno předávání řídících povelů K1 a K2 úzkopásmovou anténou pomocí kódovaných trojic ve formě měnícího se sinusového napětí ( +- 50V). Při vlastním startu rakety muselo být v poloze a azimutu zabezpečeno vstřelení rakety do sektoru vyzařování NRL, aby raketa mohla být tzv. zachycena řídícími povely. Proto musel být směr startu rakety sesynchronizován se směrem antén NRL. Pro bezpečný start rakety tj. pro velké okamžité zrychlení a bezporuchovou spolehlivou činnost byl navržen jako 1. stupeň prachový startovací motor.

Jako pohonná jednotka 2.stupně byl zvolen kapalinový raketový motor pro svoji relativní hospodárnost a možnost regulovat jeho práci za letu.

Prachový startový motor (PRM) měl nejprve označení PRD-10 (potřeboval 4 výměnné vložky do výtokové trysky k zabezpečení ideálního průřezu trysky vzhledem k okolní teplotě, což komplikovalo provoz), později byl vylepšen na varianty PRD-18 (změna průřezu trysky mechanickým podélným posuvným zařízením, tzv. hruškou) a PRD-58 (podstatně zvýšený výkon a použití pouze dvou sezónních vložek – zimní a letní) a používal se prakticky ve všech variantách raket od V-75O až do V-759.

Motor PRD-18 se skládal z vlastního válcovitého těla, do kterého se vkládalo při laboraci 14 ks trubic z bezdýmného střelného prachu délky 180 cm, vnějšího průměru 135 mm a vnitřního průměru 26 mm. Celková váha trubek byla 547 kg. Z čelní strany bylo našroubováno víko s otvory pro 2 ks startovacích pyropatron PP-8 a pod víko se vkládal zažehovač o váze 2 kg. Z druhé strany se našroubovala Lavalova tryska s mechanicky měnitelným kritickým průřezem. Specifický startovací impuls byl 100 000 kg což zaručovalo bezpečný start z vodících kolejnic OR. Doba činnosti byla od 3, 2 do 4, 5 sek v závislosti na venkovní teplotě a tím i rychlosti hoření prachových trubek. Dále byly na těle PRD upevněny 4 stabilizátory, z nichž 2 ks měly řídící elevony (křidélka) a tyto v neřízené fázi letu pomocí autopilota a pneumatického systému zabraňovaly otáčení rakety kolem podélné osy Y. Váha kompletního motoru byla cca 1000kg a spolehlivě pracoval od teplot -40 až +50 stupňů.

Jako pohonná jednotka 2. stupně byly souběžně vyvinuty 2 varianty kapalinových raketových motorů (KRM) konstruktérů Sevrukova a Isajeva. Byly pravděpodobně zkonstruovány na základě zlepšení kořistních rak. motorů získaných z po II. svět. válce z Německa. První typ spaloval palivo TG-02 na bázi uhlovodíkových sloučenin, které je prudce jedovaté a okysličovadlo AK-20F na bázi vícenásobně derivované kyseliny dusičné, která způsobuje poleptání lidské kůže a odolává jí pouze teflon, nerezová ocel, dural, sklo a po kratší dobu pryžový materiál. Jako pohonná směs pro práci turbočerpadla byl použit izopropylnitrát OT-155. Doba činnosti motoru byla cca 60 sek.

Raketa V-750 (1D) byla tedy dvoustupňová s PRM a letovou částí s KRM. Stejné schéma bylo použito i u amerických PLŘS MIM-3 systému NIKE AJAX (opět by se nabízely úvahy o špionáži, ve skutečnosti však s přihlédnutím k tehdejším technickým možnostem šlo o jediné schůdné konstrukční řešení, protože u kapalinového motoru bylo možno podstatně snadněji dosáhnout přiměřeně delší doby činnosti). Směr a polohu odpálení zabezpečovala nová odpalovací rampa SM-63-II. Praktické rozměry rakety a aerodynamické schéma se stabilizátory, křídly a destabilizačními ploškami bylo vyzkoušeno na technologickém demonstrátoru raket s označením ŠB-32. Velká část projektování a různých zkoušek byla věnována práci kormidel v různých výškách a rychlostech letu, z důvodu potřeby zajistit vysokou manévrovatelnost rakety. Zjistilo se, že kormidla mají různou účinnost podle výšky a rychlosti letu. Proto byl vyvinut systém MIPČ, jenž podle výšky letu, tj. hustoty vzduchu, automaticky reguloval velikost výchylek sloučených kormidel (směrovka + výškovka + křidélka náklonu). Tento mechanismus byl konstrukčně velmi složitý a jeho vyladění si vyžádalo veliké množství práce a testů. Mechanismus MIPČ se přestal používat až od typů raket 20D, kde pravděpodobně došlo ke zlepšení elektroniky rakety, tj. citlivosti a rychlosti elektropneumatických kormidel. V Moskevské speciální konstrukční kanceláři byly rozpracovány i pozemní komponenty komplexu jako přepravník raket typu PR-11 různých modifikací. Dlouho se nedařilo vyrobit anténní systém a proto byla výroba přesouvána do různých podniků. Až závod č. 92 Gorkovského autozávod dokázal zvládnout jejich výrobu t.j zpracování duralu nýtováním velkých rozměrů.


Raketa 1D před prvním odpalem na zkušebním polygonu, duben 1955.
Obrázek uveřejněn se svolením administrátora www.pvo.guns.ru Saida Animova.
Zdroj obrázku http://pvo.guns.ru/s75/s75.htm

Raketa V-750 byla 2 x lehčí než jako raketa V-300 komplexu S-25, ale měla i menší bojovou nálož. Ovšem vzhledem k tomu, že přesnost navedení u nového komplexu byla vyšší, tato nálož postačovala ke zničení stanovených cílů.

Jak už jsem si řekli, jako letové motory byly zkonstruovány 2 typy kapalinových raketových motorů (KRM) a to typ S2.711 (v sériové výrobě potom označován jako S5.711), který měl tah 2 600 kg konstruktéra A. M. Isajeva. Tento motor používal na dopravu složek P+O (palivo+okysličovadlo) turbočerpadlo poháněné látkou izopropylnit OT 155. Je to prakticky upravený peroxid vodíku, který při hoření vytváří veliké množství plynu a ten roztáčí turbočerpadlo. Jedná se o jasný odkaz na rozvinutí prací německých konstruktérů, kteří se během 2. svět. války zabývali konstrukcí RM na tuto látku. Zvláštností konstrukce uvedeného RM bylo (vzhledem k veliké nasycenosti kapaliny a tedy nemožnosti použít normální čerpadlo) použití tlakové dopravy OT 155. Do nádrže byla vložená další stlačená nádrž vytvarovaná z hliníku s dřevěným límcem, který po nafouknutí stlačené nádrže zabezpečoval její správný tvar a tím byla látka vytlačována do potrubí. I když tedy tento RM byl výrobně náročnější a měl i menší tah, jeho přednosti bylo použití kvalitnějších materiálů a měl stabilnější průběh práce (za výrobu uvedeného motoru se osobně zasadil i slavný S. P. Koroljov jako konzultant). Druhý typ motoru měl označení S3-20, měl tah 3 100kg a jeho konstruktérem byl D. D. Sevrukov. Zde se pro pohon turbočerpadla přímo používalo hoření P + O. Jeho předností byl vyšší tah a výrobní jednoduchost, avšak Isajevův motor byl již zaváděn do sériové výroby, zatímco Sevrukovův v té době existoval jen v prototypu (v SSSR vznikla tedy ojedinělá situace, kdy se vlivem zákulisních bojů vyráběly současně 2 typy podobných motorů, což vzhledem k požadavkům na unifikaci součástek nebylo právě nejvhodnější). Nakonec byl přece jen u novějších typu raket 20D používán motor S3-20.

V konstrukční kanceláři CKB-34 v Leningradu pod vedením konstruktéra B. S. Korovova byla konstruována OR SM-63-II s elektromechanickými silovými pohony a řídící automatikou na synchronizovaný pohyb s anténami NRL po uvedení rakety na přípravu ke střelbě. Zkoušky probíhaly na armádním polygonu Fajstovo.

V květnu 1954 byla vyrobena první stanice NRL, 2ks raket a OR. Objevily se další problémy hlavně v práci magnetronů kabiny P a systému SPC. Vývoj NRL při použití 6 cm pásma a se systémem SPC vyústil ve variantu NRL PLRK typu S-75 Děsna (do ČSSR nedodávaného) a z vývoje NRL pracujícím v 10 cm pásmu a bez systému SPC vznikla varianta PLRK SA-75 Dvina, široce dodávaná jak do ČSSR, tak do řady dalších „spřátelených“ států.

První zkoušky, první problémy

První zkoušky PLRK Dvina spolu s aparaturou simulace elektronického výstřelu probíhaly na polygonu Kratovo od ledna do dubna 1956 už ve spolupráci s letectvem, které s letadly MIG-17 a IL-28 provádělo kontrolní oblety a zjišťovalo už konkrétní údaje a parametry NRL.

V květnu 1957 bylo nařízeno odeslat komplex do postavení č.32 na polygonu Kapustin Jar, kde byl sestaven 19. 5. 1957. Předveden byl oficiálně 1. 6. 1957 a plán počítal s výrobou 256 ks komplexů a 7 220 ks raket.

První demonstrační start rakety 1D byl samozřejmě proveden již dříve – došlo k němu 26. 4. 1955 ovšem se zajištěnými kormidly, balastem náplní a výbavy 2. stupně, a s pevným náměrem - raketa letěla 46 sekund do dálky 12 km. Během 4. startu už byly zkoušeny manévry a programový mechanizmus autodestrukce. V roce 1956 již byly prováděny střelby na skutečné cíle - padáky s koutovými odražeči.


Zkušební polygon Kapustin Jar. Raketa 1D na zkušebním přepravníku připravená k nabití na odpalovací zařízení.
Obrázek uveřejněn se svolením administrátora www.pvo.guns.ru Saida Animova.
Zdroj obrázku http://pvo.guns.ru/s75/s75.htm

Při zkušebních střelbách se objevovalo množství náhodných poruch - nepracoval správně KRM a technický personál sbíral součástky těl raket po poušti k analýze a odstranění poruch. Až jeden mladý konstruktér náhodou zjistil problém - při odvodu plynů z PRD na spuštění KRM došlo k přepalování těsnění horkými plyny a následném zkratování el. vedení, čímž někdy nedocházelo ke spuštění KRM a to v různých fázích letu.


Zkušební odpal rakety 1D.
Obrázek uveřejněn se svolením administrátora www.pvo.guns.ru Saida Animova.
Zdroj obrázku http://pvo.guns.ru/s75/s75.htm

Po zjištění několika přeletů amerického špionážního letounu U-2 nad uzemím SSSR bylo ministrem obrany Ustinovem nařízeno zjištění hlavních přeletových tras uvedených letounů a vypracování možnosti obrany vzdušného prostoru. Práce na komplexu Děsna byly značně urychleny.

Dokonce se objevila myšlenka uložení komplexů na železničních vagónech (raketové vlaky), které by pak byly přesouvány na hlavní směry ohrožení ze strany U-2.

To by však vzhledem k charakteru práce NRL, jeho antén a rakety znamenalo vývoj nového komplexu a tento návrh byl zamítnut. Jak už jsme si řekli, souběžně byly tedy vyvíjeny oba komplexy, jak PLRK S-75 Děsna (6 cm pásmo), tak PLRK SA-75 Dvina (10 cm). Tyto komplexy byly neustále vylepšovány a „za pochodu“ vyvíjeny jejich další varianty (S-75 Volchov v řadě modifikací a jeho exportní verze S-75 Volha).

Oficiálně byl komplex Dvina přijat do výzbroje 25. 4. 1956 jako zbraňový systém určený k obraně důležitých měst a zájmových a strategických míst v SSSR. Vzhledem k pokračování špionážních přeletů bylo nařízeno urychleně sestavit 40 komplexů a vyrobit 1 200 raket V-750. První ostré střelby proběhly v lednu 1957, kdy byl sestřelen dálkově řízený letoun IL-28 po odpálení rakety z upravené OR komplexu S-25. Praktické zkoušky ovšem nadále pokračovaly až do srpna 1957 a i nadále byl osud komplexu nejasný. Tehdejší vrchní velitel vojsk PVO Birjuzov kritizoval zejména dlouhou dobu přechodu komplexu z pochodové polohy do bojové (U tehdejšího testovacího komplexu na polygonu tato doba činila 6 hodin!). Podpořil jej i budoucí ministr obrany Malinovskij, který doporučoval prodloužit dobu zkoušek a stále komplex vylepšovat. Nakonec až na přímý pokyn prvního tajemníka ÚV KSSS N. S. Chruščova (který chtěl za každou cenu zastavit potupné přelety amerických špiónů nad sovětským územím) v říjnu 1957 byl komplex definitivně potvrzen do výroby. Bylo nařízeno sestavovat postupně komplexy do polních bojových postavení na polygonu Kapustin Jar, kde byly vykonávány současně poslední tovární, státní a vojenské zkoušky, a zároveň probíhal výcvik obsluh k jeho ovládání a údržbě.

Pracovalo se ve značném chvatu. Do konce roku 1957 bylo vyrobeno 30 komplexů a 1 200 raket. Obsluhy neustále cvičily a „za pochodu“ se komplex vylepšoval a odstraňovaly se závady z provozu.

Řešily se problémy vzniku druhé časové základny při velkých dálkách střeleb, vlivem velikých šumů v RL traktu docházelo k zahlcení řídících kanálů ovládání rakety. Definitivně byla určena hranice spadu vyhořelého motoru PRD-18 na dálce od 2 do 4,5 km a tudíž byla stanovena nutnost umístit postavení komplexů ve větší vzdálenosti od obydlených oblastí. Zjistilo se, že je příliš nebezpečné plnit raketu OT-155 při vyšších teplotách a také byla zjištěna nutnost přikrývat PRD plachtami při teplotách nad 50 ° C. Dále bylo shledáno, že radiolokační zapalovač rakety Šmel má malou citlivost a nezaručuje správnou činnost za ztížených podmínek. Dále bylo odhaleno, že při zkratu na řídících kabelech k OR při zásahu např. střepinou pumy může dojít k náhodnému odpálení rakety. Až v roce 1958 byl do řídících kabin včleněn systém simulace výstřelu, funkční a autonomní kontroly komplexu a od tohoto roku byly vyrobené komplexy masivně zařazovány k útvarům PVOS podle stupně důležitosti bráněných míst.

Autor : Radek Enžl / Rad 🕔26.04.2009 📕13.078

Komentáře Disqus

Komentáře Facebook

Sociální sítě

Reklama

Poslední komentáře