Двигатель первой ступени РД-218

Нижняя часть первой ступени ракеты Р-16. Видны сопла рулевого двигателя и штуцер заправки окислителя

Сопло рулевого двигателя второй ступени

Сборка ракеты Р-16

Установка ракеты Р-16 на пусковой стол

Макет наземной стартовой позиции ракеты Р-16

Но, несмотря но сильные конструктивные отличия от «Атласа», кислородно-керосиновый «Титан» имел те же недостатки: сложность заправки, обслуживания, немобильность, невозможность длительного хранения в заправленном состоянии и т.д. Ракета же Янгеля отличалась от них в корне. Топливная система Р-16 обеспечивала хранение ракеты в заправленном состоянии в течение 30 суток. Это достигалось благодаря тому, что конструкторы отделили систему питания двигателей от баков ракеты тонкими металлическими мембранами. Перед запуском двигателя мембраны прорывались специальными «ножами» с приводом от пиропатронов.

Мембранные узлы в сборе, с заряженными пиропатронами, устанавливались на фланцах трубопроводов в районе турбонасосных агрегатов. Пиропатроны должны были срабатывать в определенной последовательности, которая задавалась кулачковым программным токораспределителем. В конце своей работы этот же механизм запускал двигатели ракеты.

У данной схемы, конечно же, имелись и недостатки. После прорыва мембран топливо начинало разъедать прокладки на фланцах и ракета могла находиться на стартовой площадке не более суток. За это время ее надо было или запускать, или сливать топливо.

Эксплуатация показала, что во время срабатывания ножа возникал сильный удар в районе фланца, который, как правило, приводил к нарушению герметичности прокладки и протечке компонентов топлива. Во время испытания первых ракет представители КБ внимательно осматривали фланцы после прорыва мембран и пришли к выводу, что эти протечки (в основном это были небольшие капельные течи) не влияют на пожарную безопасность изделия и дальность полета. Ведь всего в ракету заливалось около 130 т топлива и окислителя, так что потеря даже нескольких литров ни на что повлиять не могла. Но вот попадание жидкостей на кожу, вдыхание паров протекающих компонентов могло привести к тяжелым отравлениям, отеку легких, серьезным заболеваниям и т.д., поэтому осмотр заправленной ракеты разрешили проводить только в средствах противохимической защиты (резиновый костюм, противогаз).

В 1959 г. и без того плотный график проектирования пришлось пересмотреть. Хрущев потребовал ускорения работы. 13 мая 1959 г. Совет Министров выдал Янгелю новое постановление, в котором летные испытания переносились на четвертый квартал 1960 г.

Причина крылась в начале летных испытаний «Титана». Для испытания ракеты и всех ее систем на мысе Канаверал построили четыре стартовые площадки. В начале 1959 г. туда доставили шесть летных экземпляров МБР «Титан I». Первый бросковый опытный пуск состоялся 6 февраля 1959 г. Основная цель пуска – испытания наземного стартового оборудования и двигателя первой ступени. Вместо топлива во вторую ступень залили обычную воду для балласта. Ракета пролетела 560 км и упала в океан. Все наземные системы функционировали нормально и пуск посчитали успешным.

В следующем запуске проверялась работа системы разделения ступеней. Он состоялся 4 мая 1959 г. На заданной минуте полета сработали четыре взрывных болта, удерживающие вторую ступень и четыре пороховых двигателя успешно разделили ракету. Американцам явно сопутствовал успех.

В СССР за отведенное правительством время нужно было не только создать несколько летных экземпляров ракеты, но и достроить новый стартовый комплекс на полигоне Тюра-Там (Байконур). Комплекс создавался на трех выделенных для ОКБ-586 площадках. Они находились в 15 км от стартового комплекса ОКБ Королева. На площадке №41 строились две наземные пусковые установки, контрольно-измерительный пункт и подземный командный пункт. На технической площадке №42 располагался монтажно-испытательный комплекс и вспомогательные здания. На площадке №43 находились объекты жилой зоны. Для обслуживания всего этого комплекса в составе НИИП-5 МО (Научно-исследовательский испытательный полигон №5 Министерства Обороны) было сформировано Испытательное управление №2 (ракеты ОКБ-1 Королева обслуживало Первое управление).

Наземная пусковая установка представляла собой прямоугольную бетонированную площадку, метров 20 в поперечнике, в центре которой монтировался стальной стартовый стол, с кольцом для закрепления ракеты, весами для ее взвешивания и отражателями газовой струи. Под землей находились емкости для стока проливающихся компонентов топлива. Рядом с пусковой установкой, в подземном помещении, стояли дизель-генераторы и контрольно-проверочная аппаратура. На краю находился бетонный бункер для управления пуском. Таким образом, для Р-16 уже не требовалось копать котлованы и строить огромные бетонные сооружения, как для Р-7.

Однако подобные стартовые комплексы считались уже устаревшими. Противник ушел далеко вперед. Сразу после запуска первого советского спутника отдел баллистических ракет ВВС США был вынужден пересмотреть требования к комплексу «Титан». Если ранее военные планировали запускать его, как и Р-16, с открытых площадок, то теперь такое размещение ракет было равносильно самоубийству. Всю структуру своего комплекса американцы перепроектировали на подземный старт из вертикальных шахт.

Причем шахту пришлось максимально укреплять, чтобы противостоять ядерным взрывам. Глубина спроектированных шахт составляла около 50 м. Сверху они защищались железобетонными створками весом по 180 т каждая. Под землю инженеры упрятали не только ракеты, но и баки с топливом, энергоустановки, центры управления, систему радионаведения и все жилые помещения для 200 человек обслуги. Для старта ракету заправляли, затем поднимали на поверхность специальным лифтом и нацеливали при помощи разворота стартового стола.

Сложности с хранением большого количества жидкого кислорода и требования по сокращению времени на заправку, вызвали необходимость поиска альтернативного вида ракетного горючего. И тут американцы обратились к опыту своих советских коллег. Была начата разработка ракеты под названием «Титан II» с топливом на высококипящих компонентах, как у Р-16. При этом старый вариант ракеты с керосино-кислородным топливом получил название «Титан-1».

В ответ на шахтный «Титан», весной 1960 г., началась совместная работа специалистов КБ-586 и инженеров Ленинградского ЦКБ-34 над аналогичной пусковой установкой для Р-16. 30 мая 1960 г. после выработки соответствующих требований комплексу вышло постановление Совета министров о начале работ, в котором предлагалось приступить к разработке унифицированного варианта ракеты под обозначением Р-16У (8К64У). Смысл унификации заключался в использовании единой ракеты для разных видов стартовых установок.

Тем временем на испытательной базе НИИ-229 в Загорске начались огневые испытания двигателей для ступеней ракеты Р-16. Для проведения испытаний нужно было строить новый стенд, но дефицит времени заставил инженеров воспользоваться старой установкой, которая не была рассчитана на шестикамерный ЖРД с тягой более 240 т. 8 августа первую ступень закрепили на стенде и запустили двигатель. Мощная струя огня сорвала чугунные плиты покрывающие отражатель газовой струи и стала «вертеть» ими в воздухе. Вес каждой плиты составлял 1500 кг и только по счастливой случайности они не задели испытуемую ступень. Тяга двигателя второй ступени была гораздо меньше первой, поэтому стенд решили не ремонтировать. 28 числа ЖРД второй ступени успешно отработал свою программу.