Стратегическая крылатая ракета Х-55 (РКВ-500)

Х-55 выполнена по нормальной аэродинамической схеме с прямым крылом относительно большого удлинения. (см. проекции сбоку, сверху, снизу) Оперение цельноповоротное. В транспортном положении крыло и мотогондола убираются в фюзеляж, а оперение складывается (см.компоновочную схему).

Двухконтурный одновальный турбореактивный двигатель Р-95-300 (см. фото) с кольцевой камерой сгорания, разработанный под руководством гл.конструктора О.Н.Фаворского, расположен на выдвижном подфюзеляжном пилоне. Компрессор низкого давления — двухступенчатый вентилятор, компрессор высокого давления — семиступенчатый осевой компрессор. Маслосистема автономная. Р95-300 развивает статическую взлетную тягу 300..350 кгс, обладая поперечным размером в 315мм и длиной 850мм. При собственной массе 95кг весовая отдача Р-95-300 составляет 3.68кгс/кг - на уровне ТРД современных боевых самолетов. Осевой компрессор Р95-300 со степенью двухконтурности, равной 2, обеспечил степень сжатия 8,5. Удельный расход воздуха составляет лишь 0,785 кг/кгс х ч - значительно меньше, чем аналогичный параметр ТРД и ДТРД боевых самолетов (у Р-95Ш - 0,86 кг/кгс х ч, у НК-22 -0,96 кг/кгс х ч). Р-95-300 создавался с учетом достаточно широкого полетного диапазона, свойственного крылатым ракетам, с возможностью маневра по высоте и скорости. Запуск двигателя осуществляется пиростартером, размещённым в хвостовом коке ротора. В полёте при выпуске мотогондолы для снижения сопротивления происходит удлинение хвостового кока фюзеляжа (кок выдвигается при помощи пружины, удерживаемой в натянутом состоянии нихромовой проволокой, которая пережигается электрическим импульсом). Для выполнения полетной программы и регулирования Р-95-300 оборудован современной автоматической электронно-гидромеханической системой управления и встроенным электрическим генератором мощностью 4кВт. Помимо обычных сортов топлива (авиационного керосина Т-1, ТС-1 и других) для Р-95-300 было разработано специальное синтетическое боевое топливо Т-10 - децилин. Т-10 - высококалорийное и токсичное соединение, именно с этим топливом достигались максимальные характеристики ракеты. Особенностью Т-10 является его высокая текучесть, требующая особо тщательной герметизации и уплотнения всей топливной системы ракеты.

Поскольку полет ракеты на дальность продолжался несколько часов, обычные аккумуляторные источники энергообеспечения не обеспечивали столь продолжительную работу бортовых систем. Их питание осуществляется при помощи встроенного малогабаритного электрогенератора РДК-300.

Потребность в размещении значительного запаса топлива при ограниченных размерах привела к организации всего фюзеляжа Х-55 в виде бака, внутри которого в герметичных проемах размещаются крыло, боевая часть, арматура и ряд других агрегатов. Плоскости крыла складываются в фюзеляж, помещаясь одна над другой. При выпуске плоскости оказываются на разной высоте относительно строительной горизонтали изделия, фиксируясь с разными углами установки, из-за чего в полетной конфигурации Х-55 становится асимметричной. Складным выполнено и хвостовое оперение, все поверхности которого являются рулевыми, причем консоли шарнирно ломаются дважды. Киль поначалу складывался набок, но затем консоли унифицировали, и на киле появился еще один дополнительный шарнир. Для сокращения общей длины убирающимся сделали и хвостовой кок, складывавшийся «гармошкой». Стягивавшая его нихромовая проволока при сбросе пережигалась электрическим импульсом, и кок расправлялся пружиной.

Двигатель выходил вниз под действием толкателя пиропатрона, после чего открывающиеся створки люка  закрывали проем, сохраняя аэродинамическую чистоту изделия. Пиротехническими толкателями также распахивались консоли крыла и оперения, причем эти механизмы работали при высоких давлениях до 350 атм., буквально выбрасывая агрегаты наружу, где те удерживались фиксаторами.

В отношении сборки ракеты больших усилий потребовала ее технологичность, необходимая массовому производству. Собираемая из отдельных агрегатов ракета должна была обладать должной прочностью, жесткостью и увязкой стыкуемых отсеков, обеспечивая требуемую чистоту и точность обводов - по техусловиям последняя у Х-55 измерялась долями миллиметра.  Понадобилось наладить производство отдельных взаимозаменяемых отсеков, собиравшихся параллельно и шедших на общую сборку фюзеляжа, сводившуюся к сварке кольцевых швов «сигары». Полностью сварная конструкция, заменившая обычные тяжеловесные схемы с фланцевыми стыками на болтах и шпильках, обеспечивала значительно большее весовое совершенство, но и потребовала специфичной технологии сборки. Отсеки выставлялись в стапель общей сборки, задававший однозначное соответствие агрегатов, подгонялись и стыковались по рамам-шпангоутам, прихватывались на месте сваркой, после чего вся "сигара" в сборе вынималась из стапеля и варилась окончательно.

Особенностью Х-55, вызванной ее предельно легкой и «нежной» конструкцией, было решение подвески под носитель. Обычно ракеты, включая самые тяжелые, обходились одним бугелем, крепившимся к мощному шпангоуту (так вешалась и 12-тонная Х-20). Для ажурной силовой схемы Х-55 использовали организацию подвески с четырьмя разнесенными узлами, равномерно распределявшими усилия по конструкции. При сборке их приходилось разделывать на специальном обрабатывающем центре одновременно, как и узлы крепления плоскостей, добиваясь однозначного соблюдения установочных размеров.

Силовой набор фюзеляжа Х-55 образован рамами-шпангоутами, которые несут агрегаты, оборудование и обеспечивают стыковку корпусных отсеков. Облегчая конструкцию, рамы выполнили сложных форм, с очень высокими тонкостенными ребрами и стенками. Обеспечивая заданные контуры с многочисленными переходами по толщине бортов и стенок, рамы изготавливались точной штамповкой с последующей сложной фрезеровкой и расточкой на станках с ЧПУ и обрабатывающих центрах механического цеха. Основной и наиболее сложной проблемой являлась сварка крупных конструкционных деталей. Фюзеляж полностью выполнялся сварным из сплава АМГ-6.

Помимо должной прочности, жесткости и точности обводов, баковый отсек, составлявший без малого весь фюзеляж, должен был обеспечивать герметичность, причем хлопот добавляла высокая текучесть специального топлива, способного просочиться повсюду. Задача осложнялась не только большим количеством сварных швов, но и их наличием внутри отсеков в труднодоступных местах. К примеру, электрожгуты арматуры управления прокладывалась внутри проходившей сквозь весь бак плоской трубы, вваренной в конструкцию. Панели и узлы из АМГ-6 варились аргонно-дуговой сваркой на специальных сварочных автоматах, но часть агрегатов в отсеках приходилось варить вручную.

Готовое изделие и все его швы тщательно проверялись на герметичность. Однако если внешние протечки проявлялись и устранялись достаточно просто, то диагностика внутренней герметичности была проблемой. А такие течи были не менее неприятны - ввиду того, что двигатель, блоки управления и БЧ размещались в баковом отсеке, протечка топлива могла вывести из строя «начинку» ракеты. Возможные изъяны сварки проверялись рентгеноконтролем, протечки и поры обнаруживались ацетоном, «чистовой» контроль на герметичность выполнялся специальными жидкостями-течеискателями на основе гелия, обладающего сверхвысокой текучестью и проникающими свойствами. При малейших непроварах, «свищах» и заниженной толщине листа, гелий просачивался даже сквозь структуру материала и кристаллическую решетку металла.

Неприятным попутным эффектом сварки являлось коробление конструкции из-за остаточных внутренних напряжений при нагреве. Соблюдая заданные обводы, элементы фюзеляжа подвергали термокалибровке, снимавшей деформации. Чтобы избежать «поводки», сварные узлы помещались в стальные толстостенные гильзы с электронагревом, где и происходил их отпуск.

В конструкции ракеты реализованы мероприятия по снижению радиолокационной и тепловой заметности. За счет небольшого миделя и чистоты обводов, ракета имеет минимальную ЭПР, что затрудняет ее обнаружение средствами ПВО. Поверхность корпуса не имеет контрастных щелей и острых кромок, двигатель укрыт фюзеляжем, широко использованы конструкционные и радиопоглощающие материалы. Обшивка носовой части фюзеляжа, крыла и оперения изготовлена из специальных радиопоглощающих материалов на основе кремнийорганического композита.

 Система наведения ракеты является одним из существенных отличий данной крылатой ракеты от предшествующих систем авиационного оружия.  Ракета использует инерциальную систему наведения с коррекцией местоположения по рельефу местности. Цифровая карта местности, вводится в бортовую вычислительную машину перед пуском. Система управления обеспечивает длительный автономный полет ракеты Х-55 независимо от протяженности, погодных условий и т.д. Обычный автопилот на Х-55 заменила электронная бортовая система управления БСУ-55, отрабатывавшая заданную программу полета со стабилизацией ракеты по трем осям, удержанием скоростного и высотного режима и возможностью выполнения заданных маневров для уклонения от перехвата. Основным режимом являлся проход маршрута на предельно малых высотах (50-100м) с огибанием рельефа, на скорости порядка M=0.5-0.7, соответствующей наиболее экономичному режиму.

Х-55 оснащена вновь разработанной компактной термоядерной БЧ с зарядом мощностью 200Кт. При заданной точности (КВО не более 100м), мощность заряда обеспечивала поражение основных целей - стратегических центров государственного и военного управления, военно-промышленных объектов, баз ядерного оружия, пусковых ракетных установок, включая защищенные объекты и укрытия.

Носителями ракеты являются дальние бомбардировщики ТУ-95МС и Ту-160. Каждый бомбардировщик Ту-95МС-6 может нести до шести ракет , расположенных на пусковой барабанной установке МКУ-6-5 катапультного типа в грузоотсеке самолета (см.фото). Вариант Ту-95МС-16 несет шестнадцать Х-55: шесть на МКУ-6-5, по две на внутренних подкрыльевых катапультных установках АКУ-2 у фюзеляжа и по три - на внешних установках АКУ-3, размещенных между двигателями. В двух грузоотсеках сверхзвукового Ту-160 может располагаться 12 крылатых ракет большой дальности Х-55СМ (с дополнительными баками) или 24 обычных крылатых ракеты Х-55.

Модификации ракеты:

Х-55ОК (изделие 121) отличается системой наведения с оптическим коррелятором по эталонному изображению местности.

Модификация Х-55СМ (изделие 125) предназначена для поражения целей на удалении до 3500км. Система наведения осталась прежней, однако значительное повышение дальности потребовало почти полуторакратного увеличения запаса топлива. Чтобы не менять отработанную конструкцию по бокам фюзеляжа снизу оборудовали конформные баки на 260кг топлива, практически не повлиявшие на аэродинамику и балансировку ракеты. Такая конструкция позволила сохранить габариты и возможность размещения шести ракет на МКУ внутри фюзеляжа. Однако возросшая до 1465кг масса вынудила ограничить число ракет на подкрыльевых подвесах ТУ-95МС (может подвешиваться восемь Х-55СМ вместо десяти Х-55).

Неядерный вариант Х-55 получил обозначение Х-555 (см.фото). Новая ракета оснащается инерциально-допплеровской системой наведения, сочетающей коррекцию по рельефу местности с оптико-электронным коррелятором и спутниковой навигацией. В результате КВО составило около 20м. Предусматривается возможность снаряжения Х-555 несколькими типами БЧ: фугасной, проникающей - для поражения защищенных целей или кассетной с осколочными, фугасными или кумулятивными элементами для удара по площадным и протяженным целям. В связи с увеличением массы БЧ был уменьшен запас топлива и соответственно дальность полета до 2000км. В конечном счете более массивная БЧ и новая аппаратура управления привели к увеличению стартовой массы Х-555 до 1280кг. Х-555 оснащается конформными подвесными баками на 220кг топлива.

Х-65 - тактическая противокорабельная модификация Х-55 с обычной боеголовкой.