Р-13 (индекс ГРАУ — 4К50, по классификации МО США и НАТО — SS-N-4 Sark, поначалу SnarkЛитеру «N» пришлось убрать ввиду наличия на вооружении в США ракет Snark во избежание постоянно возникающей путаницы.) — советская жидкостная одноступенчатая баллистическая ракета, которая в составе ракетного комплекса Д-2 состояла на вооружении подводных лодок проекта 629 и 658. Разработка начата в ОКБ-1 и продолжена в СКБ-385.
С её помощью был выполнен единственный в СССР пуск баллистической ракеты с ядерным боезарядом с борта подводной лодки. 20 октября 1961 года в ходе проведения учений «Радуга» подводной лодкой «К-102» по полигону на Новой Земле был произведён пуск ракеты Р-13 в ядерном оснащении. Всего при эксплуатации комплекса с 1961 по 1973 год было проведено 311 пусков ракет, из которых 225 было признано успешными.
Ракета Р-13 стала первой в СССР ракетой, специально разработанной для запуска с подводных лодок. По сравнению с ранее принятой на вооружение Р-11ФМ, дальность её была значительно увеличена (со 160 до 600 км), а мощность ядерного боезаряда повышена. Однако основной недостаток — надводный старт — устранить не удалось.
История разработки 26 января 1954 года вышло постановление Совета Министров, согласно которому предусматривалась разработка специальной дизельной ракетной подводной лодки. Главное управление кораблестроения ВМФ в мае 1954 года выдало ЦКБ-16 тактико-техническое задание (ТТЗ) на разработку технического проекта подводной лодки проекта 629. Первоначальным ТТЗ предусматривалось вооружение лодки ракетами Р-11ФМ. Однако дальность ракет в 150 км была признана недостаточной для нанесения ударов в глубине территории противника при наличии противолодочной обороны.
25 августа 1955 года было принято решение о начале работ по созданию новой ракеты с ядерной боеголовкой и дальностью стрельбы 400—600 км. А 11 января 1956 года вышло изменённое техническое задание на лодку проекта 629 и ракетный комплекс Д-2 с новой ракетой надводного старта. Эскизный проект ракеты разрабатывался ОКБ-1 под руководством С. П. Королёва с конца 1955 до середины 1956 года. Затем все работы были переданы в недавно созданное в Златоусте СКБ-385, под руководство главного конструктора В. П. Макеева. 21 августа 1956 года вышло постановление правительства № 1240-631 о разработке для вооружения подводных лодок проектов 629 и 658 ракетного комплекса Д-2 с баллистической ракетой Р-13. На обоих типах лодок предусматривалась установка в рубке трёх пусковых установок.
К началу 1957 года СКБ-385 подготовило конструкторскую документацию, а в декабре 1958 года начались испытания двигателей ракеты. Лётные испытания ракеты проводились на полигоне Капустин Яр с июня 1959 по март 1960 года. Всего с неподвижного и качающегося стендов было выполнено 19 пусков, из них 15 признано успешными. С ноября 1959 по август 1960 года были проведены корабельные испытания Р-13 на Северном флоте на подводной лодке Б-62 — головной лодке проекта 629. Было проведено 13 пусков, из них 11 признано успешными.
С августа по сентябрь 1960 года были проведены специальные испытания на взрывостойкость ракетного комплекса Д-2. Испытания проводились в Кольском заливе, на натурном отсеке лодки проекта 629. При испытаниях проводились взрывы глубинных бомб, мин и шнуровых зарядов, имитирующих подводные ядерные взрывы. По результатам шести испытаний был выработан ряд рекомендаций для повышения взрывобезопасности. Так, было предложено горючее хранить в цистернах на борту лодки, а ракеты, уже заправленные окислителем, в пусковых шахтах.
После окончания лётных испытаний начались эксплуатационные испытания ракетного комплекса на подводной лодке Северного флота. Ракета находилась в течение трёх месяцев на подводном ракетоносце, после чего был произведён пуск ракеты с боеголовкой без делящихся материалов.
По результатам всех видов испытаний постановлением Совета Министров № 1109-461 от 13 октября 1961 года комплекс Д-2 с баллистической ракетой Р-13 был принят на вооружение ВМФ. Ракета получила индекс 4К50. Комплекс получили на вооружение лодки проектов 629 и первая лодка проекта 658 «К-19».
В ходе эксплуатации комплекса удалось увеличить время пребывания ракеты в заправленном состоянии с трёх до шести месяцев, а срок хранения ракеты в хранилище был увеличен с 5 до 7 лет.
Конструкция
Ракета Р-13
Ракета Р-13 конструктивно представляла собой одноступенчатую баллистическую ракету с моноблочной отделяющейся головной частью. Головная часть и хвостовой отсек ракеты оснащались четырьмя стабилизаторами.
Р-13 оснащалась пятикамерным жидкостным ракетным двигателем (ЖРД) С2.713 с тягой 25,7 тонн, разработанным в КБ химического машиностроения под руководством Алексея Михайловича Исаева. Двигатель состоял из центральной неподвижной маршевой камеры, четырёх поворотных рулевых камер и имел два режима работы. ЖРД работал на токсичных самовоспламеняющихся компонентах топлива — горючем ТГ-02 (смесь ксилидина и триэтиламина) и окислителе АК-27И (раствор четырехокиси азота в концентрированной азотной кислоте). Для подачи топлива в камеры сгорания применялись два турбонасосных агрегата и два газогенератора. Один газогенератор вырабатывал газ с избытком горючего, второй с избытком окислителя. Газы использовались для «горячего» наддува баков ракеты. Наддув бака горючего осуществлялся выхлопными газами от газогенератора центральной камеры, а бака окислителя — от газогенератора рулевых камер. Это позволило отказаться от специальной автономной системы наддува топливных баков, применявшейся ранее. Двигатель оснащался системой запуска с пусковыми ёмкостями и воздушным баллоном. Схема с использованием поворотных рулевых камер позволила отказаться от применявшихся на Р-11ФМ массивных графитовых рулей. Это также позволило уменьшить импульс последействия, обеспечив возможность двухступенчатого выключения двигателя, что в свою очередь обеспечило надёжное отделение боевого блока во всём диапазоне дальностей стрельбы.
Баки ракеты были несущими (их корпуса являлись силовыми элементами конструкции) и представляли собой цельносварную конструкцию из жарокислостойкой стали. Верхний бак предназначался для хранения окислителя, а нижний — горючего. Баки были разделены промежуточным отсеком. Бак окислителя разделялся промежуточным днищем на два полубака. Это делалось с целью улучшения управляемости ракеты. Расход окислителя осуществлялся сначала из нижнего полубака, а затем из верхнего. Это позволило уменьшить коэффициент опрокидывающего момента более чем в два раза. В промежуточном отсеке, находившемся вблизи центра тяжести, находились гироскопические приборы системы управления, что обеспечивало лучшие условия их работы. Инерциальная система управления была разработана в свердловском ОКБ-626 (главный конструктор Николай Семихатов). Система управления предназначалась для стабилизации и управления полётом ракеты и осуществляла коррекцию начальных возмущений при старте с подводной лодки и вывод ракеты на заданную траекторию полёта. С её помощью обеспечивалось КВО 4 км при стрельбе на максимальную дальность.
В верхней части ракеты находилась отделяемая головная часть массой около 1600 кг с термоядерным боезарядом мощностью 1 Мт. Её отделение осуществлялось с помощью порохового толкателя. Головная часть имела цилиндрический корпус с конической передней частью. Хвостовая часть блока также была конической, и на ней устанавливались пластинчатые ребра для его стабилизации при полете в атмосфере. Ядерный боезаряд конструктивно совмещён с корпусом головной части. Он создавался в НИИ-1011 (Челябинск-70) под научным руководством К. И. Щелкина. В начале работ планировалось использовать заряд РДС-4, однако его мощность была признана недостаточной. Чтобы перекрыть рассеивание ракет, было решено применить заряд большей мощности. В процессе решения этой задачи оказалось, что с разработанным НИИ-1011 зарядом при размещении его свободно в корпусе ракеты решалась задача по энерговыделению, но происходил выход за рамки массо-габаритных ограничений. Было предложено совместить корпуса головной части и боезаряда. Работа выполнялась совместно коллективами НИИ-1011 и СКБ-385. Ядерному заряду придавалась коническая форма. Производство корпуса и теплозащиты заряда осуществлялось на СКБ-385. Готовый корпус передавался изготовителям заряда, там снаряжался и в виде головной части, готовой к установке на ракету, поставлялся в соответствующие хранилища.
Для испытаний и учебно-боевых пусков применялось так называемое инертное оснащение головной части — без ядерного боезаряда, но со штатными средствами подрыва и взрывчатым веществом массой в 300 кг (в штатном варианте применявшимся для подрыва ядерного заряда). Зачётные испытания боеголовок проводились совместно с испытаниями ракеты в мае — августе 1960 года. Проводились и испытания боеголовки на взрывостойкость. Кроме того, боеголовка была испытана на безопасность погружения лодки с разгерметизированной ракетной шахтой. Боеголовка на плотике с дистанционно управляемой вьюшкой опускалась на глубину 300 метров (соответствующей предельной глубине погружения). Также с вышки на Ладожском озере было осуществлено испытание боеголовки в условиях аварийного сброса ракеты.
Если для запуска ракет был предусмотрен один пульт для всех трёх ракет, то для каждой боевой части использовался свой пульт. С помощью него осуществлялся контроль состояния ступеней предохранения и автономных источников питания, устанавливался вид подрыва и высота подрыва при воздушном варианте взрыва. Ядерная безопасность в аварийных ситуациях была под вопросом, поэтому при эксплуатации ВМФ воздерживался от выдачи ядерных боеприпасов на корабли, храня их в подземных арсеналах. Их установка на ракеты производилась в период Карибского кризиса в 1962 году.
Комплекс Д-2 В отличие от комплекса с ракетами Р-11ФМ, комплекс с ракетами Р-13 изначально разрабатывался и создавался как единый комплекс технических средств, получивший обозначение Д-2. В него входили подводные лодки с шахтными пусковыми установками, ракетный комплекс с ракетами Р-13 и наземные технические средства эксплуатации. В состав ракетного комплекса входили ракетно-стартовая система, корабельная аппаратура управления и вычислительная система, система термостатирования ракет, корабельные системы прицеливания, повседневного и предстартового обслуживания, документирования, блокирующее устройство санкционирования запуска, система аварийного подрыва ракет и др.
Ракетно-стартовая система В состав комплекса Д-2 входили пусковые установки СМ-60. В стартовую установку, размещавшуюся в ракетной шахте, входили механизм подъёма стартового стола с цепным подъёмником и электрогидравлическим приводом, пусковой стол с механизмом автоматического разведения и сведения стоек, система амортизации и крепления ракеты в шахте, устройство аварийного сброса ракеты за борт.
Ракета устанавливалась на пусковой стол внутри шахты на специальные штыри. Для осуществления старта пусковой стол должен был быть поднят на верхний срез шахты. Подъём стола осуществлялся с помощью двух толкающих цепей по направляющим внутри шахты. На верхнем срезе шахты находились упоры, при подходе к которым включались гидротормоза привода и обеспечивалось поджатие к ним стола и последующее его удержание. Пусковой стол состоял из двух частей. Стол подъёмника состоял из двух сваренных между собой тонкостенных отливок. На него устанавливался поворотный стол с приводом, который обеспечивал выставление ракеты по азимуту. На поворотном столе размещалось пусковое устройство с механизмом разведения и сведения стоек-захватов и устройство аварийного сброса ракеты за борт. Общий вес движущейся части пусковой установки с установленной и заправленной ракетой Р-13 составлял 33 тонны. Привод мощностью 110 КВт поднимал пусковой стол на высоту 12 метров.