SM -65 Atlas была первой оперативной межконтинентальной баллистической ракетой (МБР), разработанной Соединенными Штатами, и первым членом семейства ракет Atlas . Она была построена для ВВС США подразделением Convair компании General Dynamics на сборочном заводе, расположенном в Кирни-Меса , Сан-Диего . [1]
Разработка датируется 1946 годом, но в течение следующих нескольких лет проект претерпел несколько отмен и перезапусков. Углубление Холодной войны и разведданные, показывающие, что Советский Союз работает над проектом МБР, привели к тому, что в конце 1952 года он стал аварийным проектом, наряду с созданием нескольких других проектов ракет, чтобы гарантировать, что один из них будет введен в эксплуатацию как можно скорее. Первый испытательный запуск был проведен в июне 1957 года, но он провалился. Первый успех советской Р-7 «Семерка» в августе придал программе новую срочность, что привело к первому успешному запуску Atlas A в декабре. Из восьми полетов модели A только три были успешными, но более поздние модели продемонстрировали возросшую надежность, и модель D была одобрена для использования.
Atlas C был объявлен готовым к эксплуатации в сентябре 1959 года. Даже в то время он считался неидеальным, поскольку его нужно было заправлять непосредственно перед запуском, и поэтому у него было очень медленное время реакции. Военно-воздушные силы по-прежнему считали свои стратегические бомбардировщики своей основной силой и рассматривали Atlas как последнее средство, которое гарантировало бы контратаку в случае, если бы Советы попытались внезапно атаковать базы бомбардировщиков США. Первоначальные версии хранились на уровне земли и, таким образом, подвергались атакам советских бомбардировщиков, что значительно снижало их пригодность для этой роли. Начиная с моделей F, они хранились в подземных шахтах, которые обеспечивали некоторую защиту от воздушного нападения. Новые конструкции, особенно Minuteman , сделали Atlas устаревшим, и к 1965 году он был снят с роли МБР.
Эти недостатки не имели никакого отношения к его использованию для космических запусков, и ракеты-носители, созданные на основе Atlas, долгое время служили в качестве пусковых установок. Еще до того, как использование МБР закончилось в 1965 году, Atlas вывел на орбиту четырех астронавтов проекта Mercury и стал основой для семейства успешных космических ракет-носителей, в частности Atlas Agena и Atlas Centaur . Слияния привели к приобретению линейки Atlas Centaur компанией United Launch Alliance . Сегодня ULA поддерживает более крупную Atlas V , которая объединяет верхнюю ступень Centaur с новым ускорителем. До 1995 года многие снятые с вооружения МБР Atlas были отремонтированы и объединены с верхними ступенями для запуска спутников. [2]
Atlas была первой МБР США и одной из первых крупных жидкотопливных ракет. Таким образом, ее ранняя разработка была довольно хаотичной, планы быстро менялись, поскольку летные испытания выявляли проблемы.
Atlas начался в 1946 году с присуждения контракта на исследования от Военно-воздушных сил армии США компании Convair на изучение ракеты с дальностью полета от 1500 до 5000 миль (от 2400 до 8000 км), которая в будущем могла бы нести ядерную боеголовку. Этот проект MX-774 был назван в честь Атласа из греческой мифологии и материнской компании подрядчика Atlas Corporation . [3] : 70 В то время все самые маленькие атомные боеголовки были больше, чем максимальная теоретическая полезная нагрузка запланированных ракет большой дальности, поэтому контракт был аннулирован в 1947 году, но Военно-воздушные силы США разрешили Convair запустить три почти завершенных исследовательских аппарата, используя оставшиеся средства контракта. Три полета были лишь частично успешными, но показали, что баллоны с баллонами и карданные ракетные двигатели являются обоснованными концепциями. [4]
Второй контракт на разработку был заключен с Convair 23 января 1951 года для того, что тогда называлось MX-1593, с относительно низким приоритетом. [3] : 68 Первоначальный проект, завершенный Convair в 1953 году, был больше, чем ракета, которая в конечном итоге поступила на вооружение. Предполагаемый вес боеголовки был снижен с 8000 фунтов (3630 кг) до 3000 фунтов (1360 кг) на основе весьма благоприятных испытаний ядерной боеголовки США в начале 1954 года. Это, в дополнение к испытанию Советским Союзом в 1953 году сухого термоядерного оружия Joe 4 и полученным ЦРУ сведениям о том, что советская программа МБР продвигается вперед, привело к резкому ускорению проекта. 14 мая 1954 года генерал Томас Д. Уайт назначил проекту Atlas наивысший приоритет разработки ВВС . [3] : 106
Крупный контракт на разработку и испытания был заключен с Convair 14 января 1955 года на ракету диаметром 10 футов (3 м) и весом около 250 000 фунтов (113 400 кг). [5] Разработка Atlas строго контролировалась Западным отделом разработки ВВС, WDD, позднее вошедшим в состав Подразделения баллистических ракет ВВС. Контракты на боеголовку, наведение и двигательную установку обрабатывались отдельно WDD. Первый успешный полет высокоинструментальной ракеты Atlas на полную дальность состоялся 28 ноября 1958 года. МБР Atlas были развернуты в оперативном режиме с 31 октября 1959 года по 12 апреля 1965 года. [6]
Первоначально ракета была обозначена как экспериментальный бомбардировщик XB-65; в 1955 году она была переименована в SM-65 («Стратегическая ракета 65»), а с 1962 года она стала CGM-16. Эта буква «C» означала «гроб» или «контейнер», ракета хранилась в полузакаленном контейнере; ее готовили к запуску, поднимая и заправляя на открытом воздухе. Atlas-F (HGM-16) хранилась вертикально под землей, но запускалась после подъема на поверхность. [7]
К 1965 году, когда второе поколение Titan II достигло эксплуатационного статуса, Atlas устарел как ракетная система и был снят с вооружения. Многие из снятых с вооружения ракет Atlas D, E и F использовались для космических запусков в 1990-х годах. [2]
Проникающая смазка WD-40 впервые нашла применение в качестве антикоррозионного покрытия для внешней обшивки ракеты «Атлас». [8]
Сложная, нетрадиционная конструкция Atlas оказалась сложной для отладки по сравнению с семействами ракет, такими как Thor и Titan, которые использовали обычные конструкции в стиле самолетов и двухступенчатые установки, и в первые годы было десятки неудачных запусков. Увидев, как Atlas Serial 7D взорвался вскоре после своего ночного запуска , астронавт Mercury Гас Гриссом заметил: «Неужели мы действительно собираемся одолеть одну из этих штук?» [9] Многочисленные неудачи привели к тому, что специалисты по ракетам окрестили Atlas «Межокружной баллистической ракетой», но к 1965 году большинство проблем были решены, и это была надежная ракета-носитель. Почти каждый компонент Atlas умудрился выйти из строя в какой-то момент во время испытательных полетов, от камер сгорания двигателя до системы наддува бака и системы управления полетом, но инженеры Convair с некоторой гордостью отметили, что никогда не было повторения одной и той же неудачи более трех раз, и каждая неисправность компонента во время полета Atlas была выявлена и устранена. Некоторые из повторяющихся неудач также были результатом спешного графика запуска и их можно было бы избежать. Последним серьезным препятствием в конструкции, которое нужно было преодолеть, была нестабильная тяга двигателя, из-за которой три ракеты Atlas (серийные 51D и 48D в 1960 году и серийные 27E в 1961 году) взорвались на своих стартовых стендах.
Atlas был необычен тем, что использовал баллонные баки для топлива, сделанные из очень тонкой нержавеющей стали с минимальными или отсутствующими жесткими опорными конструкциями, как это уже было впервые применено в советской ракете Р-5, впервые запущенной в 1953 году. [10] Давление в баках обеспечивает структурную жесткость, необходимую для полета. Ракета Atlas разрушилась бы под собственным весом, если бы не находилась под давлением, и должна была иметь 5 фунтов на квадратный дюйм (34 кПа) азота в баке, даже если она не заправлена. [11] Ракета имела две небольшие камеры тяги по бокам бака, называемые ракетами верньера . Они обеспечивали тонкую регулировку скорости и рулевого управления после выключения маршевого двигателя.
Atlas неофициально классифицировался как ракета «с половиной ступени» с центральным маршевым двигателем и набором из двух разгонных двигателей, которые все запускались при запуске, каждый из которых потреблял топливо из одного набора топливных баков. [12] [13] Большинство многоступенчатых ракет сбрасывают и двигатели, и топливные баки одновременно перед запуском двигателей следующей ступени. Однако, когда разрабатывалась ракета Atlas, возникли сомнения относительно того, можно ли запустить ракетный двигатель в воздухе. Поэтому было принято решение зажечь все двигатели Atlas при запуске; разгонные двигатели будут сброшены, в то время как маршевый двигатель продолжит гореть. [12] Ступень жидкостной ракеты обычно состоит из топливных баков и двигателей, поэтому сброс только одного или нескольких двигателей эквивалентен «половине ступени». При разделении на ступени разгонные двигатели будут отключены, а ряд механических и гидравлических механизмов перекроет водопроводные линии к ним. Затем секция ускорителя освобождалась бы серией гидравлических зажимов (кроме ранней испытательной модели Atlas B, которая использовала разрывные болты) и съезжала бы с ракеты по двум направляющим. С этого момента маршевый двигатель и верньеры работали бы сами по себе. Ступень ускорителя устанавливалась бы примерно через две минуты после запуска, хотя точное время могло бы значительно варьироваться в зависимости от модели Atlas, а также от конкретной миссии. Такая конструкция «с половиной ступени» стала возможной благодаря чрезвычайно легким баллонным бакам . [13] Баки составляли такой малый процент от общего веса ускорителя, что потеря массы при их подъеме на орбиту была меньше, чем техническая и массовая потеря, необходимая для сброса половины из них в середине полета. Однако технологии быстро развивались, и вскоре после завершения проектных работ по Atlas конкурент Convair Martin предложил решение проблемы воздушного запуска. Их ракета Titan I , разработанная как резервная копия Atlas, имела обычную двухступенчатую конструкцию. [14]
Двигатель ускорителя состоял из двух больших камер тяги. Atlas A/B/C/D имел один турбонасосный узел и газогенератор, приводивший в действие оба двигателя ускорителя; A/B/C имел промежуточный двигатель с меньшей тягой, в то время как у серии D были полноценные двигатели, вырабатывающие 303 000 фунтов тяги. [13] На Atlas E/F каждый двигатель ускорителя имел отдельный насос и газогенератор. Более поздние варианты ракет-носителей Atlas использовали двигательную установку MA-5 с двумя турбонасосами на каждом двигателе ускорителя, приводимыми в действие общим газогенератором. [12] Ускорители были мощнее маршевого двигателя и выполняли большую часть подъема в течение первых двух минут полета. В дополнение к управлению тангажем и рысканием они также могли выполнять управление креном в случае отказа верньера. Маршевый двигатель на всех вариантах Atlas состоял из одной камеры тяги с собственным турбонасосом и газогенератором, которые также приводили в действие два небольших верньерных двигателя с подачей под давлением. [13] Верньеры обеспечивали управление креном и окончательную балансировку скорости. Общая тяга на уровне моря всех пяти камер тяги составляла 360 000 фунтов силы (1600 кН ) для стандартного Atlas D. Atlas E/F имел 375 000 фунтов тяги. Общая тяга на уровне моря для этих трехмоторных Atlas Es и F составляла 389 000 фунтов силы (1730 кН). [15] Варианты пусковых установок Atlas часто имели улучшения производительности двигателей. [13]
Ракеты Atlas A–D использовали радиоуправление : ракета отправляла информацию от своей инерциальной системы на наземную станцию по радио и получала в ответ информацию о коррекции курса. Atlas E и F имели полностью автономные инерциальные системы наведения .
Наземный компьютер наведения был ключевой частью ракетной системы, пока компьютеры наведения не были достаточно миниатюризированы , чтобы их можно было установить внутри ракеты. Айзек Л. Ауэрбах спроектировал компьютер наведения Burroughs для ракет Atlas ICBM. Компьютер наведения Burroughs был одним из первых транзисторных компьютеров . Он обрабатывал 24-битные данные с использованием 18-битных инструкций. Всего было поставлено 17 таких наземных компьютеров. Эти же наземные компьютеры позже использовались для Atlas-Able , Project Mercury и других ранних космических аппаратов. [16]
Боеголовка Atlas D изначально представляла собой боеголовку GE Mk 2 «теплоотводящая» [ 17 ] с термоядерным оружием W49 , общим весом 3700 фунтов (1680 кг) и мощностью 1,44 мегатонны (Мт). Позже W49 была помещена в абляционную боеголовку Mk 3, общим весом 2420 фунтов (1100 кг). Atlas E и F имели боеголовку AVCO Mk 4, содержащую термоядерную боеголовку W38 мощностью 3,75 Мт [18], которая была взорвана либо для воздушного, либо для контактного взрыва. Mk 4 RV также использовала средства проникновения в виде майларовых баллонов, которые копировали радиолокационную сигнатуру Mk 4 RV. Mk 4 плюс W-38 имели общий вес 4050 фунтов (1840 кг). Боеголовка ракеты «Атлас» была более чем в 100 раз мощнее бомбы, сброшенной на Нагасаки в 1945 году. [19]
Р -7 «Семерка» была первой советской МБР и также запускала все двигатели перед запуском, чтобы избежать воспламенения большого жидкостного двигателя на больших высотах. Однако у Р-7 была центральная маршевая секция с четырьмя ускорителями, прикрепленными к ее бокам. Большие боковые ускорители требовали использования дорогостоящей стартовой площадки и не позволяли запускать ракету из шахты. Как и в случае с «Атласом», использование криогенного жидкого кислорода означало, что ракета не могла поддерживаться в состоянии готовности к полету бесконечно долго и была в значительной степени бесполезна для своего предполагаемого назначения (военного) и была аналогично разработана в космическую ракету-носитель, первоначально доставившую «Спутник» и «Восток» на орбиту. Ракета «Союз» произошла от Р-7 и остается в эксплуатации и по сей день. [20]
Convair X-11 / SM-65A Atlas / Atlas A был первым полномасштабным прототипом ракеты Atlas, впервые поднявшимся в воздух 11 июня 1957 года. [ 21] Это была испытательная модель, разработанная для проверки конструкции и двигательной системы, и не имевшая маршевого двигателя или разделяемых ступеней. Первые три запуска Atlas A использовали раннюю конструкцию двигателя Rocketdyne с коническими камерами тяги и тягой всего 135 000 фунтов. К четвертому испытанию Atlas они были заменены улучшенной конструкцией двигателя с колоколообразными камерами тяги и тягой 150 000 фунтов.
Было проведено восемь испытательных полетов Atlas A в 1957–58 годах, из которых четыре были успешными. Все запуски были произведены с мыса Канаверал , либо на стартовом комплексе 12 , либо на стартовом комплексе 14. [ 21]
Convair X-12 / SM-65B был второй версией прототипа, представившей систему «ступень с половиной» , которая была отличительной чертой ракетной программы Atlas. Эта версия стала первой американской ракетой, достигшей дальности полета, которую можно было бы считать межконтинентальной, когда она пролетела 6325 миль (10180 км). [22]
Atlas B впервые поднялся в воздух 19 июля 1958 года. Из десяти полных полетов девять были суборбитальными испытательными полетами Atlas в качестве межконтинентальной баллистической ракеты , с пятью успешными миссиями и четырьмя неудачами; другой полет вывел спутник SCORE на орбиту . Все запуски проводились со станции ВВС на мысе Канаверал , на стартовых комплексах 11 , 13 и 14. [21]
SM -65C Atlas , или Atlas C, был третьим прототипом версии Atlas, более усовершенствованной моделью с улучшенными, более легкими компонентами. большим баком LOX и меньшим топливным баком. Первый полет состоялся 24 декабря 1958 года, это была последняя версия разработки. Первоначально планировалось использовать его в качестве первой ступени ракеты Atlas-Able , но после взрыва во время статического испытания 24 сентября 1959 года от этого отказались в пользу Atlas D. [23] Было выполнено шесть полетов, все суборбитальные баллистические испытательные полеты Atlas, три из которых были успешными, а три — неудачными. [24] Все запуски проводились со станции ВВС на мысе Канаверал, на стартовом комплексе 12. [25]
SM -65D Atlas , или Atlas D , была первой рабочей версией ракеты Atlas и основой для всех космических ракет-носителей Atlas, дебютировавших в 1959 году. [26] Atlas D весил 255 950 фунтов (116 100 кг) (без полезной нагрузки) и имел пустой вес всего 11 894 фунта (5 395 кг); остальные 95,35% приходилось на топливо. Отказ от 6 720-фунтового (3 048 кг) разгонного двигателя и обтекателя уменьшил сухой вес до 5 174 фунтов (2 347 кг), что составляло всего 2,02% от первоначального общего веса транспортного средства (все еще без полезной нагрузки). Этот очень низкий сухой вес давал Atlas D дальность полета до 9 000 миль (14 500 км) или вывод полезных грузов на орбиту без необходимости использования верхней ступени. [27] Первый полет состоялся 14 апреля 1959 года.
Чтобы обеспечить Соединенные Штаты временным или чрезвычайным потенциалом МБР, в сентябре 1959 года ВВС разместили три ракеты SM-65D Atlas на открытых стартовых площадках на авиабазе Ванденберг , Калифорния, под оперативным контролем 576-й стратегической ракетной эскадрильи , 704-го стратегического ракетного крыла . Полностью открытые для воздействия стихии, три ракеты обслуживались портальным краном. Одна ракета постоянно находилась в состоянии боевой готовности. [28] Они оставались в состоянии боевой готовности до 1 мая 1964 года. [29]
SM -65E Atlas , или Atlas-E , был первым 3-двигательным рабочим вариантом ракеты Atlas, третий двигатель был получен путем разделения двух камер тяги ускорителя на отдельные двигатели с независимыми наборами турбонасосов. Он впервые поднялся в воздух 11 октября 1960 года и был развернут в качестве оперативной МБР с сентября 1961 года по март 1965 года. [30]
Главным усовершенствованием Atlas E стала новая полностью инерциальная система, которая устранила необходимость в наземных средствах управления. Поскольку ракеты больше не были привязаны к центральному средству управления наведением, пусковые установки могли быть рассредоточены более широко в так называемой конфигурации 1 × 9, с одной ракетной шахтой, расположенной на одной стартовой площадке для каждой из девяти ракет, назначенных на эскадрилью. [15]
Запуски ракет Atlas-E проводились с базы ВВС на мысе Канаверал, на стартовых комплексах 11 и 13, а также с авиабазы Ванденберг на испытательном полигоне пусковых установок ВВС Ванденберг , на стартовом комплексе 576 ВВС Ванденберг и на космическом стартовом комплексе 3 ВВС Ванденберг . [21]
SM -65F Atlas , или Atlas-F , был последним оперативным вариантом ракеты Atlas. Он впервые поднялся в воздух 8 августа 1961 года и был развернут в качестве оперативной МБР с сентября 1962 года по апрель 1965 года.
Atlas F по сути был скорострельной версией Atlas E, модифицированной для хранения в вертикальном положении внутри подземных бетонных и стальных бункеров. Он был почти идентичен версии E, за исключением интерфейсов, связанных с их различными режимами базирования (подземный бункер для F) и системой управления топливом. [31] При хранении ракета находилась наверху подъемника. Если ее приводили в состояние боевой готовности, она заправлялась жидким топливом RP-1 (керосин), которое могло храниться внутри ракеты в течение длительного времени. Если принималось решение о запуске, она заправлялась жидким кислородом . После завершения заправки жидким кислородом подъемник поднимал ракету на поверхность для запуска. [32]
Такой метод хранения позволял запускать Atlas F примерно за десять минут [33] , что на пять минут экономило время по сравнению с Atlas D и Atlas E, которые оба хранились горизонтально и должны были подниматься в вертикальное положение перед заправкой. [33]
Запуски ракет Atlas-F проводились с базы ВВС на мысе Канаверал, на стартовых комплексах 11 и 13, а также с авиабазы Ванденберг на OSTF-2 , стартовом комплексе 576 авиабазы Ванденберг и космическом стартовом комплексе 3 авиабазы Ванденберг . [21]
Стратегическое авиационное командование развернуло 13 оперативных эскадрилий МБР Atlas в период с 1959 по 1962 год. Каждый из трех вариантов ракет, серии Atlas D, E и F, был развернут и базировался на все более защищенных пусковых установках. [34] : 216
Количество межконтинентальных баллистических ракет «Атлас», находящихся на вооружении, на конец каждого года: [29] : Таблица 3
В сентябре 1959 года первая оперативная эскадрилья МБР Atlas была переведена на боевое дежурство на авиабазе FE Warren AFB [ 35] в Вайоминге, оснащенная шестью ракетами SM-65D Atlas, размещенными в надземных пусковых установках. Три дополнительных эскадрильи Atlas D, две вблизи авиабазы FE Warren AFB, Вайоминг, и одна на авиабазе Offutt AFB , Небраска [35], базировались в надземных пусковых установках, которые обеспечивали защиту от взрыва при избыточном давлении всего 5 фунтов на квадратный дюйм (34 кПа). Эти подразделения были:
Первая площадка в Уоррене для 564-го SMS состояла из шести пусковых установок, сгруппированных вместе, контролируемых двумя зданиями пусковых операций и сгруппированных вокруг центрального объекта управления наведением. Это называлось конфигурацией 3 × 2: два пусковых комплекса по три ракеты в каждом составляли эскадрон. [34] : 218
На втором объекте Уоррен для 565-го SMS и на авиабазе Оффутт, штат Небраска, для 549-го SMS ракеты базировались в конфигурации 3 x 3: три пусковые установки и один комбинированный пункт управления/пуска составляли пусковой комплекс, а три комплекса составляли эскадрилью. На этих более поздних объектах комбинированный пункт управления и наведения имел размеры 107 на 121 фут (33 на 37 м) с частичным подвалом. Также применялась техника рассредоточения пусковых комплексов на расстоянии 20–30 миль (30–50 км) друг от друга, чтобы снизить риск того, что одна мощная ядерная боеголовка может уничтожить несколько пусковых установок. [34]
SM-65E Atlas базировались в горизонтальных «полужестких» или «гробовых» сооружениях, которые защищали ракету от избыточного давления до 25 фунтов на квадратный дюйм (170 кПа). В этой компоновке ракета, ее вспомогательные сооружения и здание для запуска размещались в железобетонных конструкциях, которые были зарыты под землю; над уровнем земли выступали только крыши. Этими подразделениями были: [36]
Шесть эскадрилий SM-65F Atlas были первыми МБР, которые хранились вертикально в подземных шахтах. Построенные из тяжелого армированного бетона, огромные шахты были спроектированы для защиты ракет от избыточного давления до 100 фунтов на квадратный дюйм (690 кПа). [7] Эти подразделения были: [37]
Использование Atlas F было опасным из-за воспламеняемости хранящегося жидкого ракетного топлива. Четыре площадки и их ракеты были уничтожены во время учений по загрузке топлива (известных как PLX), когда произошла утечка жидкого кислорода и возникли пожары. 1 июня 1963 года площадка 579-1 в Розуэлле была уничтожена взрывом и пожаром. 13 февраля 1964 года площадка 579-5 в Розуэлле была уничтожена, а месяц спустя, 9 марта 1964 года, площадка 579-2 также была уничтожена взрывом и пожаром. Наконец, 14 мая 1964 года площадка Altus AFB, 577-6 во Фредерике, штат Оклахома, также была уничтожена взрывом и пожаром во время PLX. К счастью, все экипажи выжили. Ни одна из поврежденных площадок не была отремонтирована или возвращена в эксплуатацию.
После того, как в начале 1963 года твердотопливная LGM-30 Minuteman вступила в строй, Atlas быстро устарела. [38] К октябрю 1964 года все ракеты Atlas D были сняты с вооружения, а в апреле 1965 года последовала очередь Atlas E/F. Было построено около 350 МБР Atlas всех версий, с максимальным уровнем развертывания 129 (30 D, 27 E, 72 F). Несмотря на свой относительно короткий срок службы, Atlas послужила испытательным полигоном для многих новых ракетных технологий. Возможно, что еще важнее, ее разработка породила организацию, политику и процедуры, которые проложили путь для всех последующих программ МБР. [39]
После снятия с эксплуатации МБР в 1965 году МБР были отремонтированы и использовались в течение почти сорока лет в качестве ускорителей космических ракет-носителей. [33]
За всю историю существования этого варианта было совершено восемь полетов Atlas A. [40]
За всю историю существования этого варианта было совершено десять полетов Atlas B. [41]
За всю историю существования этого варианта было совершено шесть полетов Atlas C. [42]
Бывший выживший:
Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи
Связанные списки
В статье использованы общедоступные материалы Агентства исторических исследований ВВС США.