Решение о разработке новой ракеты было принято в середине 1971 года. СКБ-385 / КБ машиностроения, возглавляемому В.П. Макеевым, поручили создать новый ракетный комплекс для подводных лодок. Следовало создать трехступенчатую твердотопливную ракету со стартовым весом около 75 т длиной до 15 м. Изделие должно было нести моноблочную или разделяющуюся головную часть (3-5 или 8-10 боезарядов) и доставлять боевые блоки на расстояние до 10 тыс. км. Проект нового ракетного комплекса получил обозначение Д-19 и шифр «Тайфун». Ракету обозначили как Р-39.
Примерно за год конструкторское бюро выполнило разработку аванпроекта нового комплекса. На этом этапе были определены основные особенности перспективного комплекса, которые в дальнейшем были доведены до применения в окончательном проекте. Была сформирована общая архитектура изделия и определены методы старта. Также инженеры выполнили выбор основных агрегатов будущей ракеты. Было предложено перевозить ракету на носителе при помощи амортизационной ракетно-стартовой системы (АРСС) и выполнять запуск без заполнения пусковой шахты. Кроме того, аванпроект подразумевал применение стартового двигателя, помещаемого на сопле маршевой силовой установки первой ступени.
Ракета Р-39 во время погрузки на подлодку
16 сентября 1973 года Совмин СССР постановил начать разработку технического проекта ракетного комплекса Д-19 / Р-39. Головным разработчиком проекта назначили КБ Машиностроения. Также к проекту привлекли смежные организации. В частности, разработку твердотопливного двигателя первой ступени поручили КБ «Южное» и НПО «Алтай». Сентябрьским постановлением также задавалась разработка перспективной атомной подводной лодки проекта 941, которой предстояло стать носителем новых ракет.
Эскизный проект комплекса Д-19 был завершен к концу 1974 года. К этому времени в проект были внесены некоторые изменения, оказавшие определенное влияние на облик ракеты. В частности, за счет изменения компоновки и состава агрегатов погрузочная масса изделия (с учетом АРСС, стартовых систем и т.д.) выросла до 90 т. Эскизным проектом подразумевались несколько вариантов боевого оснащения, с несением от одной до десяти боевых блоков разной мощности.
В середине 1975 года техническое задание вновь было изменено и приблизилось к своему окончательному виду. Ракета Р-39 должна была нести десять боевых блоков мощностью по 100 кт, атаковать цели на расстоянии до 10 тыс. км и стартовать при помощи порохового аккумулятора давления. Соотношение требуемой дальности и боевой нагрузки получило неофициальное прозвище «десять на десять». В дальнейшем требования к проекту вновь были изменены. В новых версиях этого документа оговаривалось изменение топлива второй и третьей ступени. Кроме того, в последнем варианте задания дальность полета сократили до 8300 км.
В рамках проекта Д-19 / Р-39 были предложены и отработаны несколько оригинальных идей, касавшихся архитектуры ракеты. В частности, было предложено использовать новую конструкцию корпуса ступеней, которая позволяла значительно снизить стартовый вес ракеты. Корпуса было предложено изготавливать из высокопрочного органического волокна путем намотки по технологии «кокон». При обеспечении требуемой прочности такие корпуса были значительно легче традиционных металлических.
Снимок ракеты Р-39 для одного из международных договоров.
Вновь была применена идея «утопленного» размещения двигателей. Сопла предлагалось частично помещать внутрь корпусов двигателей, что позволяло сократить габариты всего изделия в сборе. При этом, однако, основные особенности твердотопливных двигателей не позволяли получить сравнительно большого сокращения размеров ступеней. Кроме того, авторы проекта были вынуждены использовать в конструкции ракеты небольшие переходные отсеки, соединяющие ступени друг с другом.
Первую ступень изделия Р-39 оснастили твердотопливным двигателем 3Д65, унифицированным с агрегатами ракеты РТ-23. Двигатель получал заряд твердого топлива с внутренним каналом звездообразного сечения. 48 т топлива в жидком виде предлагалось заливать в корпус при сборке ракеты, после чего оно должно было застывать. Форма заряда была рассчитана таким образом, чтобы в течение последних 17 секунд работы двигателя происходило снижение тяги. Это позволяло улучшить управляемость ракеты перед сбросом отработанной первой ступени. Внутри сопла двигателя первой ступени помещался пороховой аккумулятор давления, предназначенный для вывода ракеты из пусковой установки.
Управлять полетом ракеты на начальном участке полета предлагалось при помощи специальных клапанов вдува газа, размещенных на стационарном сопле. Восемь пар таких устройств позволяли изменять суммарный вектор тяги и осуществлять управление ракетой по всем трем каналам.
Вторая ступень ракеты также получила твердотопливный двигатель с зарядом, имеющим центральный канал сложной многолучевой формы. Интересной особенностью двигателя второй ступени стало применение телескопического качающегося сопла. Перед включением двигателя должно было производиться переведение сопла в рабочий вид о смещением подвижной части. Путем изменения наклона сопла система управления ракеты могла менять параметры траектории. При этом для управления по рысканью применялись отдельные малогабаритные двигатели.
Траектория полета ракеты
Третья ступень получила твердотопливный двигатель, схожий с системами других ступеней. Двигатель оснащался телескопическим соплом без возможности изменения вектора тяги. Для маневрирования предлагалось использовать жидкостную силовую установку боевой ступени, интегрированной с третьей. Двигатели и топливные баки ступени разведения крепились на бортах корпуса третьей ступени. К головной части последней предлагалось присоединять приборный отсек, разделенный на две части. В головной его части помещалась аппаратура астрокоррекции на гиростабилизированной платформе, в хвостовой – инерциальная аппаратура с рамой, подвешенной на амортизаторах. Астровизирующее устройство прикрывалось сбрасываемым защитным куполом.
Крепления для боевых блоков располагались на корпусе третьей ступени, рядом с агрегатами ступени разведения. После 1975 года велась разработка только одной головной части, несущей десять боевых блоков мощностью по 100 кт. От внешних воздействий боезаряды и аппаратура защищались сбрасываемым в полете обтекателем, образованным несколькими коническими поверхностями.
Ракета Р-39, как и некоторые предыдущие отечественные вооружения для подлодок, должна была получить комбинированную систему управления. Основные задачи управления полетом возлагались на инерциальную аппаратуру, способную отслеживать перемещения ракеты в трех плоскостях и выдавать команды рулевым системам. После сброса отработанной первой ступени должен был выполняться сеанс астрокоррекции с уточнением координат ракеты и дополнительным изменением траектории полета. Обновленные системы управления позволили улучшить точность попадания в сравнении с существующими образцами. Расчетное КВО новой ракеты составляло 500 м.
Перспективная ракета для подлодок получила специальную амортизационную ракетно-стартовую систему, задачей которой было обеспечение транспортировки и старта изделия. АРСС получила корпус характерной грибовидной формы, предназначенный для установки на головную часть ракеты. Внутри системы помещались различные агрегаты, в том числе средства удержания ракеты и газогенератор для оптимального выхода ракеты из воды. Также на корпусе ракеты предлагалось устанавливать несколько поясов с резинометаллическими амортизаторами. После выхода ракеты из воды должен был происходить сброс всего навесного оборудования. Для этого использовался набор из нескольких маломощных твердотопливных двигателей.
Р-39, установленная в качестве памятника в г. Бийск
Баллистическая ракета нового типа имела общую длину 16 м и диаметр корпуса 2,4 м. Общий вес изделия составлял 90 т, тогда как сама ракета без АРСС имела массу 84 т. Забрасываемый вес превышал 2,5 т.
Комплекс Д-19 получил оригинальную пусковую установку с нестандартными средствами крепления ракеты. На верхнем срезе пусковой шахты предлагалось устанавливать специальное опорное кольцо, на которое помещалась внешняя часть АРСС. Таким образом, в транспортном положении ракета Р-39 должна была располагаться в подвешенном виде. От перемещений в горизонтальной плоскости ракету предохраняли габариты ракетно-стартового устройства и пояса с амортизаторами.
Старт новой ракеты должен был выглядеть следующим образом. После предстартовой подготовки с расчетом полетного задания и вводом данных в автоматику ракеты должна была следовать команда на старт. При этом производилось зажигание заряда порохового аккумулятора. Кроме того, включался газогенератор АРСС. Аккумулятор давления должен был создавать высокое давление в пусковой установке, выталкивая ракету из шахты. При попадании ракеты в воду газогенератор создавал газовую каверну и обеспечивал правильный вывод изделия из воды. После подъема над поверхностью воды должен был осуществляться запуск маршевого двигателя первой ступени. В случае отказа двигателя включалась система автоматического отвода ракеты в сторону от носителя.
Разработка проекта Д-19 / Р-39 была завершена в 1977 году, после чего начались испытания новых систем. К этому времени требования вновь были изменены. Максимальную дальность сократили до 8300 км, а также скорректировали сроки завершения проекта и принятия комплекса на вооружение.
Подлодка К-153, использовавшаяся на ранних стадиях испытаний Д-19 / Р-39
Как и ранее, было решено выполнять проверку в три этапа: на погружаемом стенде, на наземном стенде и на подлодке-носителе. Первый этап испытаний стартовал в сентябре 1977 года и проводился на Черном море. С помощью погружаемого стенда ПС-65 выполнили 9 запусков специальных макетов. Для этих изделий был разработан упрощенный твердотопливный двигатель первой ступени 3Д65Б, отличавшийся меньшим зарядом топлива. Такое изделие могло полностью имитировать работу двигателя 3Д65 в течение восьми секунд, после чего макет должен был падать в воду. Бросковые испытания макетов Р-39 завершились в конце 1978 года и прошли без замечаний.
В декабре 1978 года к испытаниям присоединилась подлодка К-153 проекта 619. Эта лодка была построена по проекту 629, но в дальнейшем прошла модернизацию. В центральном отсеке корпуса установили одну пусковую установку нового типа. Экипаж К-153 выполнил семь испытательных пусков макетов. Стрельбы с опытовой подлодки продолжались до осени 79-го.
В самом начале 1980 года стартовал второй этап испытаний с применением наземного стенда НСК-65 на полигоне Ненокса. С января до декабря было выполнено пять испытательных запусков полноценных ракет, однако все они завершились авариями. По результатам этих проверок ракета претерпевала некоторые изменения, а кроме того, совершенствовались технологии производства. 27 декабря 1980 года был выполнен первый успешный старт Р-39 с наземного стенда.
Испытания на полигоне в Неноксе продолжались до лета 1982 года. Было выполнено 17 запусков, преимущественно на промежуточную дальность. Ввиду недостаточного совершенства конструкции новой ракеты успешными признали лишь половину стартов. По результатам испытаний начался новый этап доработок ракеты и всего комплекса.
Подлодка проекта 941
В 1972 году началась разработка будущего носителя новых ракет. Создание атомной подводной лодки «941» (шифр «Акула») было поручено ЦКБМТ «Рубин» во главе с С.Н. Ковалевым. Основные требования к новой подлодке были связаны с особенностями ракет Р-39, отличавшихся большими габаритами. Кроме того, заказчик требовал оснастить лодки двумя десятками пусковых шахт. В итоге была создана крупнейшая в мире АПЛ. В июне 1976 года стартовало строительство головного крейсера нового типа – ТК-208 (впоследствии «Дмитрий Донской»). В сентябре 1980-го подлодку спустили на воду.
В декабре 1981 года АПЛ ТК-208 впервые вышла в море для испытаний комплекса Д-19 с ракетой Р-39. За год испытаний выполнили 13 пусков, из них 11 успешных. 12 декабря 1982 года совместные испытания подлодки и ракеты завершились залповой стрельбой четырьмя ракетами. Испытания признали успешными.
В мае 1983 года ракетный комплекс Д-9 / Р-39 официально приняли на вооружение в качестве основного оружия ракетных подводных крейсеров стратегического назначения проекта 941 «Акула». До конца восьмидесятых годов военно-морской флот получил шесть «Акул», каждая из которых могла нести по 20 ракет Р-39. Таким образом, на борту каждой подлодки могло размещаться по 200 боевых блоков или 1200 в сумме на всех субмаринах проекта.
Для обеспечения боевой работы подлодок проекта 941 был разработан и построен специальный транспорт-ракетовоз проекта 11570. На борту судна «Александр Брыкин» водоизмещением более 11 тыс. т имелось 16 контейнеров для перевозки Р-39. Для перегрузки этого вооружения на подлодки корабль был оснащен подъемным краном грузоподъемностью 125 т. По некоторым данным, экипаж судна «Александр Брыкин» мог производить перезарядку пусковых установок «Акулы» в открытом море.
Пусковые установки "Акулы" с открытыми крышками
Уже весной 1984 года началась разработка улучшенного комплекса Д-19У с ракетой Р-39У. Задачей этого проекта было повышение характеристик за счет применения новых систем управления и модернизированного боевого блока. Последний параллельно разрабатывался для использования в новых модификациях ракет Р-39 и Р-29РМ. Разработка обновленного ракетного комплекса и последующие испытания заняли несколько лет. В 1988 году комплекс Д-19У / Р-39У был принят на вооружение. Новая ракета по показателям точности приблизилась к аналогичным системам сухопутного базирования.
Еще один проект модернизации ракеты с применением новых систем управления получил обозначение Р-39М и шифр «Гром». Разработка этого проекта велась в течение девяностых годов. После испытаний новую систему приняли на вооружение в 2003 году. Это была последняя версия комплекса Д-19, дошедшая до принятия на вооружение.
С 1986 года разрабатывался проект Р-39УТТХ «Барк». Требовалось довести максимальную дальность стрельбы до 10 тыс. км с возможностью доставки к целям десяти боевых блоков. Предполагалось, что обновленный комплекс получат имеющиеся подлодки типа «Акула». Кроме того, носителями Р-39УТТХ должны были стать перспективные АПЛ проекта 955 «Борей».
Ракета получила новую систему для старта из подводного положения носителя с проходом через лед, а также была оснащена модернизированной аппаратурой управления с режимом полета по настильной траектории. Также изменился тип твердого топлива, используемого двигателями всех ступеней. Подобные изменения позволяли повысить основные технические и эксплуатационные характеристики ракеты.
Загрузка ракеты Р-39 на подводный крейсер типа "Акула"
Первый вариант проекта Д-19УТТХ / Р-39УТТХ был завершен в 1991 году, однако вскоре понадобились новые доработки. В связи с распадом СССР пришлось перерабатывать проект с учетом использования только отечественных комплектующих. Этот факт, а также резкое сокращение финансирования привели к затягиванию работ. Проверки обновленной ракеты удалось начать только в 1996 году.
В 1998 году министерство обороны приняло решение отказаться от дальнейшей разработки проекта «Барк». Такое решение было обусловлено как техническими проблемами проекта, требовавшими продолжения работ, так и недостатком финансирования. По оценкам разработчиков проекта, на момент остановки работ требовалось провести, как минимум, восемь испытательных пусков. Тем не менее, недостаточное финансирование привело к неприемлемому увеличению срока сборки изделий: одну ракету строили около трех лет. В связи со столь сложной ситуацией заказчик принял решение отказаться от дальнейшей разработки ракеты Р-39УТТХ. Вскоре был дан старт новому проекту твердотопливной ракеты для подлодок, получившему название «Булава».
За время испытаний нового ракетного комплекса и эксплуатации ракеты флотом было выполнено почти 70 пусков макет и полноценных боевых изделий. После завершения испытаний и отработки новых ракет подавляющее большинство запусков завершилось успешным выполнением поставленных задач. В ходе эксплуатации ракет экипажи подлодок проекта 941 неоднократно выполняли стрельбу залпами. Кроме того, в марте и декабре 1997 года состоялись две залповые стрельбы с применением всего боекомплекта. Их выполнили экипажи крейсеров ТК-20 и ТК-208.
Последний запуск ракеты Р-39 состоялся 11 декабря 2003 года. К этому времени ситуация с комплексом Д-19 и его носителями серьезно ухудшилась. Производство серийных ракет было прекращено, а их гарантийные сроки подходили к концу. Из-за этого в 2004 году эксплуатация ракет Р-39 всех модификаций была остановлена. Одновременно с сокращением числа доступных ракет, в связи с необходимостью уменьшения расходов, осуществлялось выведение в резерв подлодок типа «Акула». В 2004 году из боевого состава флота вышли последние представители этого проекта.
Подлодка ТК-202 незадолго до утилизации, 1999 г.
Государственный ракетный центр им. В.П. Макеева предпринял попытку продлить сроки эксплуатации имеющихся ракет, однако эти работы не завершились успехом. Кроме того, в рамках выполнения существующих международных договоров началась утилизация остававшихся на хранении ракет. Последние изделия семейства Р-39 были утилизированы в 2012 году. Дальнейшая судьба подлодок, оставшихся без вооружения, стала темой для обсуждения на разных уровнях.
В начале двухтысячных годов завершилась модернизация АПЛ ТК-208 «Дмитрий Донской» по специальному проекту 941УМ. Подлодка прошла ремонт и получила оборудование для применения новых ракет «Булава». В течение двухтысячных годов подлодка принимала активное участие в испытаниях нового ракетного комплекса. ТК-208 служила платформой для испытаний до завершения строительства подлодок нового проекта 955 «Борей».
Ракетный комплекс Д-19 / Р-39 может считаться самой успешной отечественной разработкой своего класса. Результатом длительных научно-исследовательских и конструкторских работ стало появление ряда новых оригинальных идей разного рода, которые были соединены в конструкции новой твердотопливной ракеты. В 1983 году ракета Р-39 официально стала вооружением подводного флота, а в течение нескольких следующих лет была развернута сравнительно крупная группировка таких ракет и их носителей. Тем не менее, длительной эксплуатации комплекса Д-19 помешали многочисленные экономические, политические и иные проблемы прошлых десятилетий. Они же не дали завершить модернизацию по проекту «Барк».
В результате к настоящему времени эксплуатация ракет Р-39 полностью прекращена. Три его носителя были утилизированы, один (ТК-208) используется в качестве опытовой подлодки для новых проектов, а еще два (ТК-17 «Архангельск» и ТК-20 «Северсталь») находятся в резерве. Перспективы крейсеров из резерва выглядят пессимистично. Дальнейшая эксплуатация этих подлодок невозможна, из-за чего ожидается принятие решение об их утилизации. Тем не менее, АПЛ проекта 941 до сих пор сохраняют за собой почетное звание крупнейших субмарин мира, а изделие Р-39 может заслуженно считаться одной из лучших отечественных баллистических ракет подводных лодок.