Ракеты К-8 на опытном перехватчике И-75Ф

Ракеты получили наименование Р-8М. Они позволяли поражать цели на расстоянии до 12 км с вероятностью поражения залповым пуском 0,8…0,9. Осколочная БЧ при подрыве давала 1400 осколков массой по 6 г (прежде в конструкции БЧ дробление было неорганизованным, давая осколки произвольной массы с разной поражающей силой, что снижало эффективность). Помимо Р-8М были приняты учебные ракеты УР-8, не имевшие двигателя и БЧ, но оснащенные ГСН и КЗА для отработки перехвата. Р-8 имела схему, ставшую для отечественных ракет классической - развитое несущее оперение с элеронами и рулевые поверхности в носовой части. Для визуального наблюдения за полетом ракеты в ее хвостовой части был установлен трассер. Масса Р-8 равнялась 275 кг.

Комплекс включал в себя четыре основных составляющих: самолет-носитель, ракеты, радиолокационный прицел и средства наземного обслуживания. Этот случай стал первым и единственным, когда на базе одного самолета на вооружении авиации ПВО появились два комплекса перехвата: Су-9-51 с ракетами РС-2УС и Су-11-8М с ракетами Р-8М, автоматизированной системой управлений полетом и огнем (состоявшей из бортовой РАС, автомата-вычислителя и автопилота). Су-11 мог обнаруживать цели на больших расстояниях, вести их автосопровождение и пуск ракет при выходе на разрешенную дальность устойчивого захвата (до 12 км). Тем не менее, и К-8М позволяла перехватывать лишь неманевренные цели и атаковать их с задних ракурсов. По инициативе А.С. Яковлева в производство пошел и перехватчик Як-28П, также оснащенный РАС «Орел-Д» и ракетами модификации Р-8М1. В «тепловом» варианте они позволяли атаковать цели на высотах до 500 м (высотность «радийных» оставалась на уровне 5000 м, ниже ГСН теряла цель из-за влияния земли и переотражения сигнала).

Рост скоростей и нагрузок на рулевые поверхности ракет требовал создания простого, компактного и достаточно мощного источника энергии для рулевых приводов. Им стал ПАД (пороховой аккумулятор давления), представлявший собой зажигавшийся при пуске ракеты газогенератор. Вырабатываемые ПАД газы создавали рабочее давление в системе рулевых машин и раскручивали турбинку электрогенератора, позволяя обойтись без громоздких аккумуляторов.

Ракеты первого поколения служили для вооружения перехватчиков ПВО, основной целью которых были бомбардировщики и крылатые самолеты-снаряды. Истребителям фронтовой авиации, имевшим дело с более маневренными самолетами требовалось иное оружие, тем более, что американцы с 1955 года уже располагали такой ракетой ближнего боя AIM-9 «Сайдвиндер». В начале 1958 года один из образцов «Сайдвиндера» через Китай попал в СССР. Эта ракета была пущена тайваньским летчиком во время прибрежной стычки, не взорвалась и упала в грязь рисового поля. Еще один «Сайдвиндер», в сентябре 1958 года попавший в борт китайского МиГ-17 и не разорвавшийся, так и был доставлен на аэродром.

Появившаяся возможность ознакомиться с устройством «Сайдвиндера» ускорила работы по созданию ее отечественного аналога того же класса. Копирование в ноябре 1958 года поручили ОКБ-134, ввиду особой важности задания, одновременно отложив собственные разработки конструкторов. Для столь радикального решения были все основания: «синица» в руках была весомее того «журавля», которым могла стать К-7, требовавшая доработки (работы по К-6 и К-7 были свернуты Постановлением в апреле 1958 г.). Изучение трофея показало, что американцам удалось создать незаурядный образец - легкий, компактный, несложный конструктивно и в эксплуатации. Управление ракетой состояло всего из 20 подвижных деталей, сложнее было разобраться с устройством ГСН и электронными платами, 2000 элементов на которых были втиснуты в отсек 45-см длины и залиты пластиком для защиты от перегрузок (по рассказам ветеранов КБ, для извлечения миниатюрных деталей были привлечены мастера-косторезы из Якутии). Отечественное «изделие» Р-ЗС сохранило конструкцию и даже основные габариты «Сайдвидрера»( вплоть до соответствия их дюймовым мерам, но не стало полной копией, отличаясь деталями и увеличенной массой БЧ, а также устройством двигателя с более привычным пороховым зарядом из нитроглицеринового топлива НМФ-2К. Их первые пуски прошли уже в марте 1959 года с доработанного МиГ-19.

Ракета Р-ЗС (К-13, изд. 310 и 310А) имела пассивную ТГСН типа 451 К, датчик которой находился в головной части ракеты под полукруглым обтекателем из стекла или пластика, прозрачного для ИК-излучения. Среднюю часть занимал отсек управления с пороховым аккумулятором давления (ПАД), питавшим рулевые приводы и турбогенератор электроснабжения, и БЧ весом 11,3 кг, сзади располагался твердотопливный двигатель тягой 2500 кг с 20,5 кг пороховым зарядом.

В конструкции Р-ЗС примечательным было использование роллеронов на Х-образных крыльях, которые предназначались для обеспечения устойчивости относительно продольной оси и ограничения угловой скорости крена, вносившего сбои в систему управления. Роллерон представляет собой комбинацию обычного элерона и зубчатого ролика, выступающего за его габариты. В полете ролик раскручивается встречным потоком до 40 - 60 тыс, об/мин и становится своеобразным гироскопом, реагирующим на угловую скорость крена и вызывающим отклонение элерона, парирующее этот крен. Простая и эффективная конструкция роллерона, позволяющая обойтись без специального управления по крену, стала общепринятой для ракет небольшого веса. Другим новшеством являлось отсутствие в системе управления специального автопилота за счет осуществления обратной связи не общепринятой перегрузке, а по шарнирному моменту рулей. Уже в феврале 1960 года К-13 запустили в серийное производство сразу на нескольких заводах,

Р-ЗС предназначалась для ближнего боя, дальность ее пуска не превышала 4 - 7,6 км (в зависимости от условий полета), а время работы двигателя составляло всего 1,7 - 3,2 сек. После начального импульса и разгона Р-ЗС шла к цели по инерции, а ресурса бортовой энергетики хватало на 11 с полета (позднее, с использованием нового ПАД в изд. 301А (К-13А) - до 21 с). ГСН с чувствительным элементом на базе сернистого олова обеспечивала сопровождение цели с углом 50е, а ее ориентацию в пространстве осуществлял гиростабилизатор. При сближении с целью на достаточное расстояние срабатывал неконтактный оптический взрыватель (его название было условным, так как он реагировал на тепло и «видел» в ИК-диапазоне) и подрывалась боевая часть, образуя до 1100 трехграммовых осколков с эффективным радиусом поражения 10 - 11м. На случай прямого попадания в самолет противника был предусмотрен дополнительный контактный взрыватель, чувствительные пьезоэлементы которого наклеивались на передних кромках рулей. Минимальная дальность пуска без риска поражения собственного самолета разлетающимися осколками составляла 0,9 - 1,4 км. Р-ЗС обладала широким диапазоном применения и могла запускаться при скоростях носителя от 900 до 2200 км/ч и высотах до 20 км.

Р-ЗС весила всего 75,3 кг, что позволяло без проблем снаряжать ею самолет даже вручную. Впрочем, тем же привычным способом подвешивались и другие советские ракеты, вот только рук при этом требовалось побольше.

Р-ЗС вошла в комплекс вооружения истребителя МиГ-21Ф-13 (на АПУ-ЗС), а затем появилась и на других самолетах на подвесках АПУ-13, -13М1, -13М5, -13БС, -13МТ. Под нее были доработаны также некоторые МиГ-17ПФ и МиГ-19П. С минимальными изменениями в конструкции ракета производилась и применялась беспрецедентно долго, не будучи снятой с вооружения и к концу 80-х годов.