Конвэр SM-65 «Атлас» (, буквально «Атлант» и в честь родительской для разработчика компании — Atlas Corporation) — первая действующая межконтинентальная баллистическая ракета, разработанная и принятая на вооружение в США. Разрабатывалась в рамках программы MX-1953 с 1951 года. Составляла основу ядерного арсенала ВВС США в 1959—1964 годах, но затем была быстро снята с вооружения в связи с появлением более совершенной ракеты «Минитмэн». Послужила основой для создания семейства космических ракет-носителей Атлас, эксплуатирующегося с 1959 до сегодняшних дней.
История
Первые разработки История разработки МБР «Атлас» прослеживается до дней окончания Второй мировой войны, когда изучение германских ракетных технологий и трофейных образцов ракет, вывезенных в США, стимулировали бурный рост количества американских ракетных проектов. Так, на момент окончания войны в 1945 году различными видами и родами войск велись работы по 19 проектам управляемых и неуправляемых ракет, в январе их количество возросло до 21 проекта и, несмотря на закрытие целого ряда устаревших проектов, продолжало увеличиваться, достигнув кульминации к середине 1946 года — 47 проектов ракетного оружия. Этому способствовало и то, что армейская авиация США, стремясь к ведомственной независимостиСамостоятельным видом Вооружённых сил США авиация стала только в 1947 году. и видя перспективу оружия дальнего действия, старалась «застолбить» новую роль за собой.
Исследование «трофейных» документов и информация от интернированных в рамках операции «Пейперклип» немецких ракетчиков открыли для США планы Третьего Рейха по проекту «Америка» — созданию сверхдальних ракет A9/A10, способных из Европы достичь территории Северной Америки. Многие в военных кругах США считали, что создать такое оружие невозможно, однако это требовало научного подтверждения. В октябре 1945 года ВВС Армии США запросили предложения по возможным конструкциям таких дальнобойных ракет, а 10 января 1946 года инженеры Consolidated-Vultee во главе с бельгийцем представили свои предложения по двум ракетам дальностью около 10 тыс. км. Одна из них была дозвуковой крылатой ракетой с реактивным двигателем, а вторая — сверхзвуковой баллистической ракетой с ракетным двигателем, работающем на жидком ракетном топливе. В проекте баллистической ракеты предлагалось реализовать следующие новаторские для того времени идеи: Исключительно лёгкий, тонкостенный несущий корпус ракеты, одновременно являющийся внешними стенками топливных баков. При этом жёсткость корпуса должна была поддерживаться за счёт избыточного давления в баках; Управление вектором тяги ракеты за счёт применения карданового подвеса ЖРД; Отделяемая носовая часть ракеты.
19 апреля 1946 года фирма Consolidated-Vultee (будущая Convair) получила от армейских ВВС контракт стоимостью 1,893 млн долларов США на изготовление и испытания 10 ракет для проверки предложенных инновационных идей. Проект получил обозначение MX-774. Цель, поставленная проектом, - создать ракету размерности «Фау-2» с вдвое меньшим пассивным (сухим) весом конструкции при том же объёме топлива на борту и добиться при этом двукратного роста дальности полёта.
Но в декабре 1946 года невозможность поддержания расходов послевоенного бюджета на прежнем уровне и продолжающееся разрастание ракетных проектов привели Администрацию США к решению урезать по ним финансирование в 1947 финансовом году с 29 до 13 млн долларов США. Это вынудило ВВС закрыть ряд низкоприоритетных и «резервных» проектов, так, в июле 1947 года Consolidated-Vultee сообщили о закрытии проекта дозвуковой крылатой ракеты в пользу проектов MX-771 «Matador» и MX-775 «Snark», а уже в июле, за три месяца до планировавшегося первого пуска, проект MX-774 был отменён. Оставшиеся по этому проекту фонды позволили подготовить и испытать три ракеты, получившие обозначение RTV-A-2 Hiroc (от ). Пуски состоялись на полигоне Уайт Сендз в июле, сентябре и декабре 1948 года и из-за проблем с двигателями были только частично успешными, но всё же позволили опробовать часть намеченных к реализации новшеств: несущий тонкостенный корпус, являющийся стенками топливных баков, карданный подвес четырёхкамерного ЖРД и отделяющаяся носовая часть ракеты. Наддув баков реализован в этом проекте не был.
Несмотря на отмену проекта, компания Convair приняла разработки в области баллистических ракет дальнего действия достаточно ценными и продолжала работы по ним в течение трёх лет в инициативном порядке, использовав ограниченный внутренний бюджет. В январе 1949 года эта компания под управлением своего главного инженера Карла Боссарта предложила полутораступенчатую (условно-пакетную) компоновку ракеты — характерную особенность будущего «Атласа», когда и стартовый и маршевый двигатели включались при нахождении ракеты на земле, а через две минуты полёта выключались и отбрасывались только стартовые двигатели со своим аэродинамическим обтекателем (а не целая ступень), маршевый же двигатель продолжал работать на протяжении всей активной фазы. Питание стартовых двигателей топливом осуществлялось при этой компоновке от баков основной ступени. Такая конструкция позволяла обойти представлявшуюся тогда актуальной (не только американским учёным и инженерамНа советской МБР Р-7 конструкции С. П. Королёва пакетная двухступенчатая компоновка ступеней с параллельным запуском ДУ обеих ступеней ещё на стартовом столе разрабатывалась из тех же соображений.) потенциальную проблему зажигания ракетных двигателей верхних ступеней на большой высоте. В разработке концепции ракеты принимал участие математик Джон фон Нейман, одним из первых обосновавший возможность создания дальнобойного снаряда с ядерным зарядом.
В январе 1951 года, после начала Корейской войны и сопровождавшего её роста международного напряжения, ВВС США вновь обратили внимание на ракетные программы. Фирма Convair получила контракт на разработку дальнобойной баллистической ракеты MX-1593. Позднее, когда ВВС США решили присваивать ракетам кодовые обозначения самолётов, ракета получила первое официальное наименование B-65 «Атлас» (от ).
Программа MX-1593 Ключевым требованием в программе MX-1593 была возможность для ракеты нести наиболее мощные, только что разработанные в США термоядерные бомбы. Огромные габариты этих первых снарядов предопределили необходимость создания ракеты с очень большой полезной нагрузкой.
Инженеры фирмы Convair предложили для решения проблемы нестандартное решение. Согласно их концепции, корпус ракеты делался очень тонким, не способным выдерживать собственный вес. Прочность и целостность ракеты поддерживались избыточным давлением (наддувом) в несущих топливных баках. Таким образом, ракета напоминала воздушный шарик, форма которого поддерживается внутренним избыточным давлением. Надёжность подобного решения вызывала сомнения, но никакой альтернативы не было. Первые термоядерные бомбы — наподобие Mark 16 — имели чудовищные габариты и вес. Использование наддува баков ракеты позволяло значительно снизить сухую массу, но даже при этом проектируемый «Атлас» получался огромным по меркам того времени — более 27 метров в высоту. В действие её должны были приводить 5 двигателей.
Программа разработки была рассчитана на 10 лет, с достижением боеготовности в 1963 году. Чтобы минимизировать риск, работы решено было вести последовательно. На первой стадии должен был быть разработан однодвигательный прототип X-11, на второй — трёхдвигательный X-13 и на последней — пятидвигательный XB-65.
В 1954 году термоядерные испытания в Тихом океане продемонстрировали возможность создания термоядерных боеголовок сравнительно небольших размеров. В результате огромная пятидвигательная ракета оказалась не нужна, и разработка её была отменена. Внимание разработчиков сконцентрировалось на трёхдвигательном прототипе, которому и присвоили обозначение XB-65.
SM-65 Окончательный дизайн ракеты «Атлас» был готов в 1955 году. Разрабатывавшаяся ракета должна была иметь три двигателя — два сбрасываемых стартовых высокой тяги и маршевый двигатель меньшей тяги, но высокого удельного импульса. Также на корпусе ракеты устанавливались два небольших рулевых двигателя, предназначенных для стабилизации положения ракеты и управления ею в полете.
Разработка ракеты должна была занять достаточно много времени, но в 1955 году в свете поступавшей информации о разработке советских МБР программе был дан дополнительный приоритет. Чтобы ускорить процесс, были разрешены запуски опытных образцов ракеты без полностью доработанных систем.
Первая попытка запуска прототипа XSM-65A (в 1955 году ВВС США прекратили эксплуатацию авиационных обозначений для ракет) состоялась 11 июня 1957 года. Она была неудачной из-за отказа стартового ЖРД. Прототип XSM-65A представлял собой версию ракеты с единственным двигателем и предназначался для отработки систем.
Первый удачный запуск прототипа ракеты состоялся 17 июня 1957 г. Когда опыты с XSM-65A были успешно завершены, в 1958 году на испытания был представлен следующий прототип, XSM-65B. Это уже была практически полностью готовая трёхдвигательная ракета, на которой отрабатывались ключевые особенности проекта: «надувные» баки и отделяемые стартовые двигатели.
Последним прототипом «Атласа» стал XSM-65С. Серия запусков с 1958 по 1959 год была проведена с целью отработки системы управления. В ходе одного полета была достигнута предельная дальность в 10 200 км, соответствующая техническому требованию, и в апреле 1959 года на испытания была предъявлена уже серийная ракета — XSM-65D. Успешные её испытания в июле 1959 подтвердили расчёты конструкторов и ракета была принята на вооружение под обозначением SM-65D.
Конструкция
SM-65 «Atlas» был полутораступенчатой ракетой, использующей единый топливный бак и сбрасываемые при запуске стартовые двигатели. Такая конструкция позволяла избежать сложностей с отработкой автоматического зажигания маршевых двигателей на большой высоте — все двигатели ракеты включались на старте и работали до отделения стартовых.
Уникальной особенностью ракеты было использование (для облегчения конструкции) топливных баков с наддувом, изготовленных из тонкой стали. Ракета не могла поддерживать свою форму самостоятельно, её конструкция не могла выдерживать собственный вес, и жёсткость обеспечивалась за счет постоянного избыточного давления в баках. На хранении баки заполнялись азотом под давлением 0,34 атм (5 psi). Конструкция ракеты почти не имела жёстких подкреплений, что обеспечивало уникальное отношение массы к нагрузке.
В движение ракету приводили три двигателя, работающих на керосине (RP-1) и жидком кислороде (LOX). Два стартовых двигателя Rocketdyne XLR89-NA-5 обеспечивали тягу порядка 700 кН и отстреливались вскоре после старта. Маршевый двигатель — Rocketdyne XLR105-NA-5 — имел тягу порядка 250 кН и работал на всём протяжении полёта. Для стабилизации ракеты на ней были установлены два маневренных двигателя Rocketdyne LR101-NA-7, тягой в 4,4 кН каждый.
Все двигатели питались горючим и окислителем от общего топливного бака, при этом сбрасываемые двигатели имели автономную систему подачи.
На первой модели ракеты — SM-65D — была установлена радиокомандная система наведения. Полёт ракеты отслеживался на ранней стадии наземными радарами, и на борт передавались поправки для автопилота. Радиокомандная система была ненадёжной и склонной к помехам, поэтому на следующих моделях её сменила инерциальная система, разработанная фирмой Bosch Arma для HGM-25A Titan I. Точность и надёжность ракеты возросли существенно: в частности, КВО модели SM-65E составляло порядка 600 метров, что позволяло ракете поражать даже хорошо защищённые объекты.
SM-65D была вооружена одиночной термоядерной боеголовкой Mk-2 или Mk-3. Боевая часть ракеты несла термоядерный заряд W79 эквивалентом порядка 1,44 мегатонны. Модель Mk-2 была оснащена теплозащитным экраном из медного сплава, который эффективно проводил тепло, и рассредотачивал его в материале боеголовки. Модель Mk-3 была оснащена более эффективной абляционной защитой.