Проект малогабаритной УР класса "воздух-воздух" по теме "Биссектор" (СССР. 1968 - 1981 год).

Решетчатые крылья (полипланы) начали применяться в авиации более 150 лет назад. Планер-триплан конструкции английского ученого Дж. Кейли совершил безмоторный полет в 1849 г. Интерес к решетчатым конструкциям нарастал как в ряде западных стран, так и в России, где проблеме решетчатых крыльев уделяли большое внимание Н. Е. Жуковский и С. А. Чаплыгин. Однако позднее, по мере увеличения скоростей полета, в мировой авиационной науке и технике сосредоточились на изучении и применении монопланных крыльев. Интерес к полипланам, за исключением бипланов, упал. В начале 1950-х гг. решетчатые конструкции вновь привлекли внимание. Развитие ракетной техники потребовало поиска новых аэродинамических систем, обладающих наилучшими несущими свойствами при малых габаритах и массе ...

Научные исследования в области решетчатых крыльев привели к пониманию того, что основная особенность такого крыла как несущей конструкции, принципиально отличающая его от традиционных монопланных, заключается в рациональном пространственном распределении силовых элементов крыла, при котором плоскость наибольшей жесткости конструкции совпадает с плоскостью действия наибольших аэродинамических нагрузок. Это огромное преимущество не могло не привести к существенному выигрышу в весовой отдаче при заданной подъемной силе. Типовая конструкция решетчатого крыла для ракет состоит из тонкостенных пересекающихся между собой планов, силовой рамы и кронштейна крепления крыла к ракете. Торцы планов и рамы со стороны входа и выхода воздушного потока имеют заострения. Решетчатые крылья обладают рядом преимуществ перед обычными, монопланными. В их числе : 

 

• большая суммарная площадь и, как результат, повышение до трех раз подъемной силы;
• возможность складывания вдоль корпуса ракеты, что позволяет увеличить боекомплект и снизить аэродинамическое сопротивление самолета-носителя или космического аппарата на стартовом участке траектории;
• малый шарнирный момент, приводящий к уменьшению мощности и массы энергоблока управления ракетой, что позволяет увеличить дальность полета или повысить массу боевого заряда;
• возможность повышения эффективности органов управления благодаря увеличению числа ячеек решетчатой поверхности в пределах заданных габаритных размеров;
• бессрывное обтекание планов решетчатых поверхностей до углов атаки ~40°, что особенно важно для обеспечения повышенной маневренности разрабатываемых ракет.

В 1960-х годах в период зарождения управляемых ракет класса «воздух—воздух», велись большие научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, направленные на создание эффективных малогабаритных ракет для самолетов. В это время в США состояли на вооружении хорошие ракеты: Sidewinder ближнего боя и AMRAAM средней дальности. Решением правительства нашей страны первоначально все усилия были направлены на создание ракеты ближнего воздушного боя, превосходящей по своим характеристикам американскую ракету. Решение этой проблемы в 1968 г. было поручено конструкторскому бюро, возглавляемому главным конструктором А. В. Потопаловым. В КБ этой работой руководил ведущий конструктор Л. И. Рындин (1928…1995) — талантливый инженер с широким диапазоном передовых идей. Под его руководством совместно с ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского была разработана концепция малогабаритной ракеты, которая получила название «Биссектор», с новыми техническими решениями: решетчатые крылья, биссекторная схема управления, двигатель на пастообразном топливе, электропривод. После закрытия конструкторского бюро А. В. Потопалова все работы были переданы в КБ «Вымпел», куда перешел работать и Л. И. Рындин. В КБ «Вымпел» была организована бригада, состоящая из специалистов различного профиля, во главе с ведущим конструктором Л. И. Рындиным. По замыслу исполнителей и руководителей разработки ракета должна была превосходить по своим тактико-техническим характеристикам как зарубежные, так и отечественные аналоги за счет использования в каждом ее элементе новейших достижений науки и техники. Благодаря творческому сотрудничеству специалистов КБ «Вымпел» с создателями новой техники в специализированных КБ, научных и учебных институтах, промышленных предприятиях, военно-инженерных академиях и училищах были разработаны именно такие компоненты ракеты :

 

• тепловая головка самонаведения (ТГС), обеспечивающая четырехкратное повышение скорости слежения координатора (использованная в дальнейшем в ракете Р-73);
• лазерный неконтактный датчик цели;
• термоаккумуляторная электрическая батарея;
• двигатель на пастообразном топливе с размещением внутри топлива инициаторов горения и с обеспечением гарантированной устойчивости топлива к перегрузкам;
• боевая часть;
• автопилот;
• решетчатые крылья и пусковые трубы для подвески ракет под самолетом-носителем.

Суть разработанной совместно с ЦАГИ и НИИАС биссекторной схемы управления заключалась в том, что, имея оперение различного размаха, ракета по сигналу ТГС ориентировалась биссекторной плоскостью на цель, что позволяло отказаться от использования автопилота и иметь боевую часть направленного действия. В период проведения НИОКР была разработана конструкторская документация на ракеты в различной комплектации, изготовлены их опытные образцы для проведения лабораторных и стендовых испытаний и проведен 31 пуск ракет с земли и носителя.

 Основные характеристики ракеты «Биссектор»

Стартовая масса кг 18
Диаметр корпуса мм 76
Длина мм 2100
Масса боевой части 2,4
Боковая перегрузка 32
Диаметр пусковой трубы мм 120

 

Результаты натурных испытаний ракеты подтвердили возможность существенного увеличения на самолете боекомплекта ракет, повышения боевой эффективности существующих самолетов без ухудшения их массовых и летных характеристик, обеспечения огневой обороны задней полусферы самолета. Крайне трудоемкой работой при создании ракеты «Биссектор» была отработка технологии изготовления решетчатых рулей. В процессе отработки оптимальной конструкции и технологии решетчатых крыльев было изготовлено более 120 типов модельных и натурных образцов. Стабильность показателей каждой операции, связанной с изготовлением рамы и планов крыла, обеспечивалась благодаря механизации всех технологических процессов, что гарантировало сборку планов и рамы на основе их полной взаимозаменяемости. Решетчатые крылья с необходимыми для ракеты высокими прочностью и жесткостью, с минимальным лобовым сопротивлением ранее не создавались. Потребовалась серьезная предварительная теоретическая и экспериментальная проработка целого ряда технологических и материаловедческих проблем. Было необходимо выбрать наиболее высокопрочные стали, исследовать процессы изготовления элементов конструкции и средств их сборки, найти марку припоя, способ подачи его к соединениям и оптимальные режим пайки и способ термической обработки изделия. В связи с большим числом ячеек в крыле требовалось исследовать влияние галтелей припоя в перекрестьях и по периметру сотового набора на прочностные и аэродинамические характеристики конструкций. Примечательно, что с самого начала работ по созданию ракеты «Биссектор» для выбора оптимальных решений широко использовались ЭВМ, что было характерной особенностью деятельности руководителя комплексного научного направления по исследованию решетчатых крыльев профессора СМ. Белоцерковского и его соратников. В силу ряда обстоятельств в 1981 г. работы по ракете «Биссектор» были прекращены.