Lotniczy pocisk rakietowy K-13
Lotniczy pocisk rakietowy R-3S
Autor – zdjęcia: Dawid Kalka
Vojenské Historické Múzeum, Piešťany, Słowacja
Historia pocisku powietrze-powietrze K-13, będącego, dosłownie wschodnim odpowiednikiem amerykańskiej rakiety AIM-9 Sidewinder, rozpoczęła się w latach 50.-tych ubiegłego wieku. Rodzina rakiet K-13 przez wiele lat stanowiła podstawowe uzbrojenie kierowane samolotów myśliwskich produkcji Związku Radzieckiego, w tym i najbardziej popularnego – MiG-21.
Historia konstrukcji
Kiedy w drugiej połowie lat pięćdziesiątych w Związku Radzieckim wprowadzono do służby pierwsze naprowadzane rakiety powietrze-powietrze, możliwość ich przenoszenia otrzymały jedynie samoloty przechwytujące należące do obrony powietrznej kraju (PWO). Natomiast myśliwce WWS wciąż musiały polegać jedynie na uzbrojeniu lufowym. Stan miał jednak wkrótce ulec zmianie. W sporej mierze była to zasługa konstruktorów amerykańskich. We wrześniu 1958 roku w trakcie walk toczonych między samolotami należącymi do Chińskiej Republiki Ludowej, a uzbrojonymi w pociski powietrze-powietrze AIM-9B tajwańskimi samolotów myśliwskich F-86 Sabre, w ręce komunistów chińskich trafił co najmniej jeden egzemplarz rakiety tego typu. Wedle najczęściej przytaczanej historii, niewybuch pocisku miał być przez Chińczyków wyciągnięty z trafionego nim samolotu myśliwskiego MiG-17. Jednak inna z wersji mówi o odzyskaniu pocisków bądź ich elementów z rozbitych maszyn amerykańskich. Pojawiła się również informacja o pozyskaniu dokumentacji Sidewindera na przełomie lat 50.-tych i 60.-tych XX wieku przez radziecki wywiad, Rosjanie nie odnieśli się jednak do niej i ta wersja pozostaje najmniej prawdopodobna.
Niedługo później przed konstruktorami OKB-134 postawiono, wbrew pozorom niełatwe, zadanie skopiowania amerykańskiego pocisku (w tym samym czasie radzieccy specjaliści prowadzili również prace nad rodzimą rakietą tej klasy, czyli K-8). Głowica naprowadzająca pocisku skopiowana miała zostać przez CKB Geofizyka. Otrzymała nazwę TGS-K-13. Ponieważ w trakcie kopiowania głowicy natrafiono początkowo na spore trudności, rozważano zastosowanie własnego rozwiązania, oznaczonego jako TGS-59, a opracowanego przez biuro instytutu NII-10. Ostatecznie jednak TGS-K-13 trafiła do produkcji seryjnej. Pomimo braku oryginalnej dokumentacji technicznej, konieczności dokładnego przestudiowania konstrukcji rakiety i odtworzenia takowej, prace przebiegały jednak stosunkowo szybko. Tym samym już w rok później, w grudniu 1959 roku, możliwe było przeprowadzenie pierwszych strzelań skopiowanego pocisku. Otrzymał on oznaczenie wojskowe R-3 (oznaczenia fabryczne K-13, Izdielije 310). Pocisk rakietowy odpalony z powstałego w biurze konstrukcyjnym Mikojana prototypowego myśliwca SM-12, zniszczyła bezpilotowy samolot-cel Mig-15M. Wcześniej, bo już na początku 1959 roku, pierwsze, pozbawione jeszcze głowicy bojowej oraz zapalników i głowicy naprowadzającej prototypy rakiet testowano z wykorzystaniem samolotów SM-9/3T (MiG-19S).
U góry amerykański pierwowzór, pocisk rakietowy AIM-9B Sidewinder, poniżej radziecka kopia w postaci R-3S
Po kolejnych pomyślnych próbach na samolotach Je-6T/1, Je-6T/2, Je-6T/3, na które trafił również układ celowniczy przetestowany na samolotach SM-12/3T i SM-12/4T, system uzbrojenia z rakietami R-3 i wyrzutniami APU-13 rekomendowano do wprowadzenia na nowych samolotach myśliwskich MiG-21F-13 i MiG-21P. Należy nadmienić, że w trakcie prac zmierzających do skopiowania rakiety, na podstawie raportów wywiadu, dotyczących skuteczności pocisków rakietowych AIM-9B, zdecydowano się zwiększyć masę głowicy bojowej R-3 z 4,5 kg ładunku do 11,3 kg.
Pocisk rakietowy R-3S (K-13A, izdielije 310A, AA-2 Atoll A)
Pocisk rakietowy R-3 potraktowano jako typ przejściowy. Pierwszy wariant pocisku został wkrótce zastąpiony w produkcji przez dopracowany, zmodyfikowany model rakiety, oznaczony jako R-3S (K-13A, Izdielije 310A). Pocisk rakietowy został wdrożony do produkcji i przyjęty do uzbrojenia w 1962 roku. Od pierwowzoru odróżniała się zastosowaniem dopracowanego silnika rakietowego PRD-80A, który zastąpił wcześniejszy PRD-80. Dodatkowo wariant R-3S otrzymał zmodyfikowaną pirotechniczną wytwornicę gazów. Ta ostatnia modyfikacja umożliwiła wydłużenie czasu pracy sterów i kontrolowanego lotu pocisku z 11 sekund do 21 sekund, dając z 3500 metrów do 7000 metrów wzrósł maksymalny zasięg lotu pocisku rakietowego. W takiej postaci pocisk rakietowy wszedł do masowej produkcji w Związku Radzieckim. Licencyjną produkcję R-3S podjęły również Rumunia (oznaczone jako A-91) oraz w Chińskiej Republice Ludowej (oznaczony jako PL-2).
Pociski rakietowe typu R-3S trafiły do kilkudziesięciu państw, tradycyjnych odbiorców rosyjskiego uzbrojenia. Według słów samych rosyjskich konstruktorów, prace związane z kopiowaniem Sidewinder przyniosły im bardzo wiele pożytecznych doświadczeń. Z pozytywnymi opiniami spotkało się wiele rozwiązań zastosowanych w AIM-9B, takich jak np. modułowa konstrukcja, układy stabilizacji czy kompaktowość głowicy samonaprowadzającej.
Lotniczy pocisk rakietowy R-3S
Autor – zdjęcia: Dawid Kalka
Vojenské Historické Múzeum, Piešťany, Słowacja
Pierwszym seryjnie produkowanym samolotem jaki uzyskał możliwość przenoszenia pocisku rakietowego R-3S stał się wspomniany już wcześniej MiG-21F-13. Omawiane pociski rakietowe przenoszone były również przez wszystkie kolejne warianty „ołówków” (jak nazywano frasobliwie MiG-21), a także takich maszyn, jak: MiG-23, MiG-27, Su-17 oraz ich wariantów eksportowych, czyli Su-20, Su-22 i Su-22M. Pociski przenoszone były również przez myśliwce przechwytujące Jak-28P. Do przenoszenia pocisków rakietowych R-3S dostosowano także niektóre MiGi-17 (np. północnowietnamskie i kubańskie maszyny w wariancie F). Zapadły również decyzje o uzbrojeniu w R-3S samolotów MiG-19P (PF) i MiG-19S.
Pocisk rakietowy R-3S wykorzystywano bojowo w trakcie konfliktów izraelsko-arabskich (wojna sześciodniowa, tzw. wojna na wyniszczenia, wojna Jom Kippur), walk w Azji Południowo-Wschodniej (konflikt wietnamski), wojen indyjsko–pakistańskich czy wojny iracko–irańskiej. Pomimo dość okazałej listy uzyskanych z wykorzystaniem R-3S zwycięstw, już pierwsze konflikty, w których ją zastosowano ujawniły szereg mankamentów tej broni.
Pocisk rakietowy R-3S podwieszony pod skrzydłem myśliwca E-6T
Wariantami szkolnymi i niezrealizowanymi były
Wariant R-3U (Izdielije 318). Pocisk rakietowy R-3S stał się również podstawą do stworzenia wariantu pocisku szkolnego R-3U (Izdielije 318) przeznaczonego do treningu w walkach powietrznych. Pocisk rakietowy został pozbawiony sterów i stabilizatorów. Pozbawiono ją również silnika rakietowego i głowicy bojowej. W takiej postaci R-3U służył do treningu przechwycenia celu dając możliwość potwierdzenia przechwycenia celu w sposób analogiczny jak w rakiecie bojowej. W ten sposób można było trenować procedury przechwycenia i odpalenia rakiety, przy czym ta ostatnia oczywiście przez cały czas pozostawała na belce podwieszeń. Przestrzeń w kadłubie pocisku zajmowana uprzednio przez układy wykonawcze sterów, głowicę bojowa i silnik rakiety została zagospodarowana w wyniku instalacji systemów rejestrujących dane (sygnały generowane przez głowicę naprowadzającą, czas przechwycenia, etc.) oraz balastu (w przedziałach nr. 3 i nr. 4). Dostawy wariantu R-3U rozpoczęto w 1963 roku. Prócz R-3U opracowano również inny wariant szkoleniowy pocisku – R-3P, różniący się od bojowej rakiety brakiem głowicy bojowej i zapalników.
Pod szkłem na dziobie pocisku R-3S widoczne lustro czujnika termicznego TGS-13 oraz element radiatora głowicy naprowadzania na podczerwień
Wariant R-3W. Według niektórych źródeł, wśród rozważanych opcji modernizacji R-3S znalazł się wysokościowy wariant pocisku rakietowego, określany oznaczeniem R-3W. Pułap zastosowania pocisku miał być w jego przypadku podniesiony do 25 000 metrów, a sam pocisk miał być przeznaczony dla wysokościowych wariantów myśliwców typu MiG-19 i MiG-21. Wobec rozwoju rakietowych zestawów przeciwlotniczych rozwój tych maszyn, jak i wysokościowego wariantu R-3S został zaniechany.
Wariant RM-3W. Na bazie pocisku rakietowego R-3S zbudowano również pocisk-cel przeznaczony do szkolenia w strzelaniu z rakiet kierowanych. Rakieta wyposażone została w dwa smugacze zwiększające jej widmo w podczerwieni.
Szkolny pocisk R-3U pod samolotem szkolno-treningowym L-39 Albatros
Opis techniczny rakiety
Pocisk rakietowy typu R-3S tak jak pierwowzór był kierowaną na podczerwień rakietą krótkiego zasięgu typu „odpal i zapomnij”, przeznaczoną do zwalczania celów powietrznych z tylnej półsfery w dzień i w nocy, w dobrych warunkach atmosferycznych. Pocisk, co zrozumiałe, powielał układ konstrukcyjny AIM-9B. Jego Kadłub miał walcowany kształt z półsferycznie zakończoną częścią dziobową mieszczącą głowicę naprowadzającą, a wnętrze podzielono na pięć przedziałów-modułów.
Pierwszy z nich, patrząc od czoła rakiety, mieścił pracującą w podczerwieni głowicę samonaprowadzającą TGS-K-13 z koordynatorem optycznym w jej przedniej części. Koordynator optyczny odbierał promieniowanie cieplne emitowane przez cel, modulował i filtrował je, a następnie przekazywał je na fotodetektor zrobiony z siarczku ołowiu (PbS). Ten ostatni zamieniał je na impulsy elektryczne analizowane przez układy elektroniczne głowicy. Na tej podstawie ustalane były kątowe współrzędne celu względem osi koordynatora optycznego. W pierwszym przedziale mieścił się również żyroskopowy układ nadążny (jego instalacja była konieczna ze względu na ograniczone kąty widzenia koordynatora optycznego – stożek rozwarcia wynosił jedynie 3,5 stopnia) i aparatura elektroniczna oraz sekcja mieszcząca siłowniki sterów, turboprądnicę i wytwornicę gazów. W górnej części przedziału umieszczono złącze elektryczne pozwalające na łączność pocisku z nosicielem, przekazywanie sygnałów zwrotnych do systemów kierowania uzbrojeniem samolotu, a także zapewniające zasilanie i sterowanie pracą układu kierowania przed startem.
Pocisk miał powierzchnie aerodynamiczne w układzie kaczka. Cztery niewielkie trójkątne stery w układzie krzyżowym, rozmieszczone zostały w części dziobowej rakiety, zaś kolejne cztery, już znacznie większe brzechwy o trapezowym kształcie zamocowano w tylnej części kadłuba. Te ostatnie wyposażono w żyrolotki odpowiadające za stabilizację prędkości obrotowej pocisku wokół osi podłużnej. Powierzchnie aerodynamiczne rozmieszczono symetrycznie, co 90 stopni. Wychylenia sterów konieczne do zmiany kierunku lotu pocisku były wyliczane przez elektronikę TGS na podstawie analizy sygnału z fotodetektora.
Głowica bojowa pocisku R-3S o masie 11,3 kg. Na obwodzie widoczne stalowe obręcze, będące elementem wymuszonej fragmentacji, zwiększającej skuteczność
Na końcówkach sterów zlokalizowano również elementy zapalnika uderzeniowego rakiety, detonującego głowice bojową w przypadku, gdy nie zadziała zapalnik zbliżeniowy, a dojdzie do kontaktu z celem. Sam zapalnik uderzeniowy jest wyodrębniany niekiedy jako drugi przedział rakiety (znajduje się w praktyce na tylnej ściance przedziału kierowania). Trzeci z przedziałów mieścił odłamkowo-burzącą głowicę bojową o masie 11,3 kg, wypełnioną heksogenem (flegmatyzowanym trotylem). Korpus ładunku w momencie wybuchu rozrywany był na 1000 odłamków rażących cel w promieniu 10 m.
Czwarta sekcja mieściła optyczny zapalnik zbliżeniowy NOW z 7 fotodetektorami, którego zasięg wykrycia celu wynosił 9 m. Za nim znajdował się piąty przedział – silnik rakietowy PRD-80A o ciągu 37 kN. Jednostka napędowa pracowała na paliwie stałym bazującym na nitrocelulozie i nitroglicerynie. Czas pracy silnika wynosił 1,7-3,3 s. W tym czasie rakieta rozpędzała się do prędkości 700 m/s. Po upływie 25-26 sekund (inne dane mówią o czasie 23-28 sekund) od momentu odpalenia dochodziło do autodestrukcji pocisku. Czas kontrolowanego lotu rakiety wynosił około 21 sekund, a naprowadzanie pocisku rakietowego rozpoczynało się od 0,4-0,7 sekund od zejścia z wyrzutni.
Na górnej powierzchni kadłuba pocisku znajdowały się trzy zaczepy do podwieszania na belce uzbrojenia. W przypadku samolotów MiG-21 stosowano belki podwieszeń typu APU-13 lub APU-13U-1, natomiast belki typu APU-13MT stosowane były na MiGach-23. R-3S mógł być wyposażony w montowany w tylnej części pocisku smugacz, którego zadaniem było ułatwienie obserwacji lotu rakiety.
Schemat przeprowadzania ataku
W przypadku wykrycia celu i zajęcia pozycji umożliwiającej atak z tylnej półsfery, pilot samolotu celował maszyną (koordynator optyczny był zablokowany do momentu zejścia pocisku z belki), starając się umieścić cel w środku celownika. Po potwierdzeniu świetlnym i dźwiękowym uzyskanym z systemu sterowania oznajmiającym, że głowica rakiety widzi cel, mogło dojść do odpalenia. Przed zwolnieniem rakiet pilot musiał upewnić się, czy prędkość jego maszyny spełnia warunki użycia rakiety, a także czy nie zostały przekroczone graniczne wartości przeciążeń dla użycia R-3. W momencie naciśnięcia przycisku następowało uruchomienie pirotechnicznego gazogeneratora napędzającego prądnicę i umożliwiającego funkcjonowanie sterów rakiety. Następnie dochodziło do automatycznego przełączenia zasilania rakiety na źródło wewnętrzne, czyli właśnie prądnicę. W dalszej kolejności odblokowywał się koordynatora optyczny i uruchamiał silnik. Pocisk pokonywał opór zamka, schodził z wyrzutni i po upływie wspomnianego czasu (0,4-0,7 sekund) zaczynał kierować się w stronę celu. Przed końcem pracy silnika dochodziło do uzbrojenia obu zapalników. W przypadku bezpośredniego trafienia eksplozję inicjował zapalnik uderzeniowy. Przy minięciu celu w zasięgu wykrycia celu przez zapalnik zbliżeniowy to on inicjował wybuch głowicy bojowej. W przypadku rozminięcia się z celem następowała samolikwidacja. R-3S mógł być wykorzystany w ograniczonym zakresie do atakowania kontrastowych celów naziemnych. W takim przypadku atak był dokonywany z odległości 3-4 kilometrów w locie nurkowym pod kątem od 15 stopni do 35 stopni.
Ograniczenia i mankamenty: Jednym z istotniejszych ograniczeń pociski rakietowe R-3S była niemożność przechwycenia celu manewrującego z przeciążeniami większymi niż 2 g. Ponadto, sposób funkcjonowania TGS powodował, że rakieta mogła być wykorzystana jedynie przy odpowiednich warunkach atmosferycznych. Dodatkowo była wrażliwy na zastosowanie pułapek termicznych oraz zakłócenia pochodzące od słońca (odbicia od chmur, etc.). W końcu, ze względu na konieczność utrzymania stabilnych parametrów pracy silnika samolotu-nosiciela, nakładano ograniczenia uniemożliwiające odpalenie R-3S na małych wysokościach przy prędkości mniejszej niż 0,8 Ma, a na dużych wysokościach, gdy prędkość przyrządowa wynosiła mniej niż 550 km/h. Warto również wspomnieć, że w przypadku samolotów myśliwskich MiG-23, z powodu problemów z pompażem, wprowadzono zakaz przenoszenie pocisków R-3S na węzłach podkadłubowych.
Pocisk lotniczy R-3R – samolot MiG-21
Parametry pracy głowicy naprowadzającej pociski rakietowe R-3S dawały również atakowanemu celowi szansę na ucieczkę w przypadku wykonania ciasnych zwrotów w stronę rakiety, bądź poprzez „ucieczkę w słońce”. Innym sposobem na uniknięcie odpalonej R-3S były wspomniane już pułapki termiczne, ze względu na to, że głowica naprowadzająca rakiety nie była w stanie odróżnić celu pozornego od rzeczywistego. Pułapki cieplne mogły również doprowadzić do przedwczesnego zadziałania zapalnika zbliżeniowego i wybuchu rakiety.
Podstawowe dane taktyczno-techniczne
Lotniczy pocisk rakietowy R-3S
-
Data wejścia do służby; 1960 rok
-
Średnica korpusu; 127 mm
-
Długość całkowita; 2840 mm
-
Rozpiętość stateczników; 528 mm
-
Masa startowa; 75,3 kg
-
Masa głowicy bojowej; 11,3 kg
-
Minimalna odległość odpalenia; 1000 m
-
Zasięg maksymalny; do 7000-8000 m
-
Minimalna wysokość odpalenia; 0 m
-
Maksymalna wysokość odpalenia; 21 500 m
-
Maks. prędkość kątowa celu; 6 stopni na sekundę
-
Zakres kątów śledzenia celu; 25 stopni od osi podłużnej pocisku
-
Czas lotu kierowanego; brak
-
Czas samolikwidacji; brak
Pocisk lotniczy R-3R
Zdjęcia – Dawid Kalka
Muzeum Marynarki Wojennej, Gdynia
Półaktywny Atoll – R-3R (K-13R, izdielije 320, AA-2 Atoll B)
Bazując na pocisku rakietowego R-3S, radzieccy konstruktorzy stworzyli w połowie lat 60.-tych XX wieku wariant rakiety o odmiennym sposobie naprowadzania. Projektanci postanowili zastosować półaktywne naprowadzanie radiolokacyjne, gdzie głowica naprowadzająca naprowadza się na cel korzystając z odbitego od celu sygnału radiowego wysokiej częstotliwości emitowanego przez radiolokator nosiciela.
Samolot myśliwski MiG-23M
Pocisk rakietowy R-3R, bo taką nazwę pocisk otrzymał w linii, wykorzystywał głowicę bojową, stery, brzechwy oraz silnik R-3S, jednak instalacja półaktywnej radiolokacyjnej głowicy naprowadzającej PARG-13MWW spowodowała wprowadzenie poważnych zmian konstrukcyjnych. O 580 mm zwiększona została całkowita długość rakiety. Zmianie uległ również kształt części czołowej, przy czym, ponieważ stanowiła ona osłonę głowicy naprowadzającej, została wykonana z materiałów dielektrycznych. Stosowany w wariancie R-3S optyczny zapalnik zbliżeniowy ustąpił miejsca radiowemu zapalnikowi zbliżeniowemu Jastreb, który był urządzeniem lepiej przystosowanym do działania w niekorzystnych warunkach atmosferycznych. Zmodyfikowano również układy wykonawcze i sterujące sterów. Dzięki wprowadzonym modyfikacją możliwe stało się dostosowywanie kątów ich wychylenia do parametrów lotu (istniała możliwość wyboru z pośród trzech ustawień uzależnionych od wysokości lotu). Sekcja mieszcząca zapalnik zbliżeniowy miała nieco większą średnicę od kadłuba pocisku, stąd powstało charakterystyczne zgrubienie. Zachowano zasadniczy rozkład elementów wewnątrz pocisku rakietowego, znany z wariantu R-3S.
Pociski rakietowe R-3R standardowo mogły być odpalane z belek APU-13-2, przy czym stosowano je na MiGach-21S/SM/SMT oraz bis, a także na wczesnych i eksportowych wariantach samolotów myśliwskich MiG-23 (S i MS). Rakieta współpracowała ze stacją radiolokacyjną RP-22 Sapfir. W odróżnieniu od R-3S, R-3R mógł zwalczać cele tak z tylnej jak i przedniej półsfery. Należy tu zaznaczyć, że choć R-3S powielał koncepcję AIM-9C to był niezależnym opracowaniem konstruktorów radzieckich, niebazującym na naprowadzanym półaktywnie radiolokacyjnie wariancie Sidewindera.
Cztery pociski rakietowe R-3S podwieszone pod samolotem myśliwskim MiG-23M
Wariant R-3RU (izdielije 328): Podobnie jak w przypadku R-3S, również R-3R doczekał się wariantu treningowego. R-3RU, (Izdielije 328), bo o nim mowa, powielał zasadniczo koncepcję R-3U. Rakietę szkolną pozbawiono głowicy bojowej, silnika rakietowego oraz sterów, zachowano jednak brzechwy stabilizujące. Te ostatnie pozbawione zostały jednak żyrolotek.
Podstawowe dane taktyczno-techniczne:
Lotniczy pocisk rakietowy R-3R
-
Data wejścia do służby; 1968 rok
-
Średnica; 127 mm
-
Długość całkowita; 3420 mm
-
Rozpiętość stateczników; 528 mm
-
Masa startowa; 82,4 kg
-
Masa głowicy bojowej; 11,3 kg
-
Minimalna odległość odpalenia; 1000 m
-
Zasięg maksymalny; do 7000-8000 m
-
Minimalna wysokość odpalenia; 1000 m
-
Maksymalna wysokość odpalenia; 21 500 m
-
Maks. prędkość kątowa celu; 6 stopni na sekundę
-
Zakres kątów śledzenia celu; 25 stopni od osi podłużnej pocisku
-
Czas lotu kierowanego; brak
-
Czas samolikwidacji; 26-34 sekundy
Pod tym samolotem myśliwskim MiG-21 widać dwa pokolenia radzieckich pocisków powietrze-powietrze bliskiego zasięgu. Na wewnętrznych belkach nowsze pociski typu R-60, na zewnętrznych starsze R-3R
R-13M (K-13M, izdielije 380, AA-2C Advanced Atoll)
Kolejnym ogniwem w łańcuch rozwojowym rodziny K-13 stała się pocisk rakietowy typu R-13M. Ograniczenia R-3S, które ujawniły się w trakcie jej eksploatacji, szczególnie w warunkach bojowych, takie jak mały zasięg i wspomniane ograniczenia możliwości odpalania jedynie do dobrych warunków atmosferycznych skłoniły konstruktorów do prób ulepszenia konstrukcji. Nowy pocisk, jeśli chodzi o zakres stawianych przed nim zadań, był odpowiednikiem pocisku rakietowego R-3S, czyli rakietą przeznaczoną do zwalczania celów powietrznych z tylnej półsfery, przy dobrych warunkach pogodowych, przy czym zachować miała możliwość atakowania celów naziemnych o dużej sygnaturze cieplnej. Biorąc pod uwagę wielkość głowicy bojowej, należy jednak pamiętać, że tak w przypadku wariantu R-3S jak i R-13M atak na cele naziemne miał jedynie sens w przypadku ostrzału celów wrażliwych na uszkodzenia, czyli np. samolotów bądź śmigłowców oczekujących na start z pracującymi silnikami lub stacji radarowych.
Użytkownicy: dawni czerwoni, niebiescy aktualni (dane na 2010 rok)
Bazując na wariancie R-3S (K-13A) i zachowując jego układ aerodynamiczny, konstruktorzy postanowili zmodyfikować rakietę w taki sposób, aby uzyskać istotną poprawę osiągów. Prace badawcze prowadziło znów OKB-134 MAP (od 1968 roku biuro konstrukcyjne Wympieł). Logiczną konsekwencją założeń poczynionych przez twórców rakiety, która ostatecznie otrzymała wojskowe oznaczenie R-13M (oznaczenie konstrukcyjne K-13M), było skupienie się na skokowej poprawie parametrów uzyskiwanych przez głowicę samonaprowadzającą oraz wydłużeniu czasu pracy silnika rakiety. Raz jeszcze radzieccy konstruktorzy sięgnąć mieli po doświadczenia amerykańskie.
W ich ręce trafiły bowiem pozyskane we Wietnamie Północnym pociski rakietowe AIM-9D. W efekcie doszło do opracowania (skopiowania) nowej głowicy naprowadzającej chłodzonej ciekłym azotem. Wymieniono również jednostkę napędową pocisku.
Wietnamski MiG-21PF, uzbrojony w pociski rakietowe typu R-3S
Zmiany i modyfikacje
Zastosowanie wyposażonej w układ chłodzenia ciekłym azotem (jego butla znajdowała się w belce podwieszeń) termicznej głowicy samonaprowadzającej Szron-70, dysponującej (dzięki chłodzeniu) większą czułością fotodetektora, zaowocowało dwukrotnym zwiększeniem zasięgu wykrycia celu. Zwiększenie czułości fotodetektora umożliwiło również zmniejszenie koordynatora optycznego. To z jednej strony umożliwiło zmianę kształtu czołowej części rakiety na bardziej smukły, z drugiej zaś strony mniejszy koordynator wymagał mniejszych sił do jego utrzymania w osi pocisku i wychylenia w trakcie śledzenia celu. Umożliwiło to odpalanie pocisku przy przeciążeniach do 3,7 g. Zastosowany w pocisku rakietowym R-13M koordynator optyczny miał również zwiększoną w stosunku do wariantu R-3S maksymalną prędkość kątową śledzenia celu (12 stopni, wobec 6 stopni/s z wariantu R-3S) oraz zwiększony zakres kątów śledzenia (40 stopni wobec 25 stopni wariantu R-3S). Wzrost zasięgu rakiety uzyskano dzięki wspomnianej wymianie silnika na pracującą również na paliwie stałym (niejednorodnym) jednostkę PRD-280. Miała ona blisko dwukrotnie większy ciąg (58,8 kN) i dłuższy czas pracy (3,3-5,4 sekund), zaś według innych danych czas pracy silnika rakietowego pocisku R-13M wynosi od 4 do 6 sekund w temperaturach od -54 stopni C do +60 stopni C. Sam silnik był przy tym krótszy od zastosowanego w wariancie R-3S PRD-80A. Pocisk rakietowy R-13M otrzymał również nowy dopplerowski radiowy zapalnik zbliżeniowy Sinisza o zasięgu wykrycia celu 5 metrów. W przypadku bezpośredniego trafienia w cel eksplozję miały inicjować nowe czujniki uderzeniowe.
Elektronika głowicy naprowadzania pocisku rakietowego R-3R
Trzykrotnemu wydłużeniu uległ również czas pracy generatora gazu napędzającego mechanizmy wykonawcze układu kierowania oraz prądnicę. Siłowniki sterów zostały wymienione na mocniejsze. Zwiększona została również powierzchnia sterów oraz stateczników. Te otrzymały nowe, skuteczniejsze żyrolotki. W końcu, wprowadzono również nową, skuteczniejszą, prętową głowicę bojową o charakterze odłamkowo-tnącym. Raziła ona cel głównie przy pomocy stalowych prętów, których dwie warstwy (w sumie 144 sztuki) otaczają ładunek wybuchowy wchodzący w skład głowicy bojowej. W momencie eksplozji głowicy bojowej wspomniane pręty były wyrzucane w przestrzeń z prędkością 1800 m/s i formowały pierścień o średnicy około 10 metrów, który potęgował działanie niszczące.
Pociski rakietowe R-13M przenoszone były przenoszone przez wykorzystywane w związku radzieckim samoloty MiG-21 od wersji SM po bis, warianty MiG-23 oraz MiG-27. Ponadto pociski eksportowano wraz samolotami MiG-21bis, różnymi wariantami MiG-23, czy samolotami Su-20, Su-22 i Su-22M. Do odpalania pocisków rakietowych R-13M stosowano belki podwieszeń APU-13MT, z których można było również odpalać również starsze pociski R-3S.
Pocisk lotniczy R-13M
Zdjęcia – Dawid Kalka
Muzeum Marynarki Wojennej, Gdynia
Opis techniczny
Pocisk rakietowy R-13M zachowywał układ konstrukcyjny bardzo podobny do rakiety R-3S. Kadłub pocisku miał walcowany kształt ze zwężającą się ku przodowi, półsferycznie zakończoną częścią dziobową mieszczącą głowicę naprowadzającą. Jego wnętrze rozplanowano podobnie jak to miało miejsce w rakiecie R-3S i podzielono na moduły-przedziały.
Fiński samolot SAAB J-35FS Draken, uzbrojony w lotniczy pocisk rakietowy R-13M
Pierwszy, patrząc od czoła rakiety, mieścił pracującą w podczerwieni głowicę samonaprowadzającą z koordynatorem optycznym. W tym samym przedziale ulokowano żyroskopowy układ nadążny i aparaturę elektroniczną oraz sekcję mieszcząca siłowniki sterów, turboprądnicę i wytwornicę gazów. W górnej części przedziału umieszczono złącze elektryczne łączności z nosicielem oraz prowadnice pozwalające na podwieszenie na wyrzutni. Same powierzchnie aerodynamiczne miały analogiczny układ kaczki, przy czym cztery niewielkie trójkątne stery w układzie krzyżowym, rozmieszczone zostały w części dziobowej rakiety, a brzechwy o trapezowym z żyrolotkami kształcie w tylnej części kadłuba. Wychylenia sterów konieczne do zmiany kierunku lotu pocisku były wyliczane przez elektronikę TGS na podstawie analizy sygnału z fotodetektora. Kolejną sekcję kadłuba zajmował radiolokacyjny zapalnik zbliżeniowy inicjujący eksplozję głowicy w przypadku zbliżenia się do celu na odległość 5 do 6 metrów, a także w przypadku bezpośredniego trafienia w cel. Zapalnik ten zapewniał również samolikwidację pocisku w przypadku rozminięcia się z celem po upływie 60-65 sekund od momentu odpalenia. Zapalnik był gotowy do działania po upływie 1,3-3,2 sekund od chwili uruchomienia mechanizmów pocisku. Ostatni przedział zajmował silnik rakietowy.
Ograniczenia i mankamenty
Podobnie jak miało to miejsce w przypadku pocisków rakietowych R-3S również w przypadku wariantu R-13M zdarzały się przypadki pompażu silnika przy okazji odpalania wspomnianych pocisków z pylonów podkadłubowych MiG-23. Problemy ze stabilną pracą jednostki napędowej nosiciela występowały także w przypadku MiG-21 bis i odpalania rakiet salwą. Również w tym przypadku wprowadzono stosowne ograniczenia eksploatacyjne. W związku ze wspomnianymi kłopotami pocisków rakietowych R-13M, zostały wyposażone w niewielki deflektor mocowany na pierścieniu przy dyszy wylotowej, którego zadaniem było skorygowanie wektora ciągu silnika rakiety w taki sposób, aby wymusić manewr odejścia pocisku po starcie. Miało to zapobiec zasysaniu gazów wylotowych przez silnik nosiciela. Deflektor krótko potem spalał się w wysokiej temperaturze gazów wylotowych.
Podstawowe dane taktyczno-techniczne:
Lotniczy pocisk rakietowy R-13M
-
Data wejścia do służby; 1968 rok
-
Średnica; 127 mm
-
Długość całkowita; 3420 mm
-
Rozpiętość stateczników; 528 mm
-
Masa startowa; 82,4 kg
-
Masa głowicy bojowej; 11,3 kg
-
Minimalna odległość odpalenia; 1000 m
-
Zasięg maksymalny; do 7000-8000 m
-
Minimalna wysokość odpalenia; 1000 m
-
Maksymalna wysokość odpalenia; 21 500 m
-
Maks. prędkość kątowa celu; 6 stopni na sekundę
-
Zakres kątów śledzenia celu; 25 stopni od osi podłużnej pocisku
-
Czas lotu kierowanego; 55-60 sekund
-
Czas samolikwidacji; 60 sekund
Ostatnia generacja – R-13M1 (K-13M, izdielije 380M)
Ponieważ w chwili wejścia do służby pociski rakietowe R-13M w linii znajdowały się już nowsze warianty amerykańskich Sidewinderów, dysponujące lepszymi osiągami, w Związku Radzieckim zdecydowano się kontynuować prace nad budową nowych lotniczych pocisków rakietowych, mających dysponować osiągami przewyższającymi wariant R-13M, a także innym pociskiem rakietowym krótkiego zasięgu typu R-60. W 1973 roku sformułowano wymagania, na podstawie których stworzone miały zostać nowe pociski małego zasięgu i bliskiej manewrowej walki powietrznej. Na kształt owych wymagań wpływ miały również obserwacje wyniesione z walk toczonych w Azji Południowo-Wschodniej oraz Bliskim Wschodzie. Wykazywano, że era walk manewrowych nie minęła i istnieje bardzo pilne zapotrzebowanie na lotnicze pociski rakietowe bliskiego zasięgu, które mogłyby być użyte w trakcie wykonywania energicznych manewrów nosiciela (odrzutowego samolotu myśliwskiego). Ponadto, za zasadne uznano umożliwienie wskazania celu rakiecie przy pomocy radiolokatora, bądź też pokładowych systemów obserwacji w podczerwieni lub używając celownika hełmowego. Prace nad tego rodzaju bronią miały prowadzić biuro konstrukcyjne Wympieł oraz twórcy pocisków rakietowych bliskiego zasięgu R-60, biuro konstrukcyjne Mołnia.
OKB Wympieł prowadziło prace dwutorowe, równocześnie powstawała bowiem modernizacja pocisku rakietowego typu R-13M, znana pod oznaczeniem jako R-13M1 oraz bardziej zaawansowany pocisk rakietowy typu R-14 odpowiadający wymaganiom, o których mowa powyżej. Ten ostatni jednak również wywodził się z linii K-13.
Wprowadzone w lotniczym pocisku rakietowym R-13M1 modyfikacje mające zwiększyć jej walory bojowe dotyczyły następujących obszarów: po pierwsze układu naprowadzania, gdzie wprowadzono nową głowicę samonaprowadzającą Szron-1M dysponującą większymi możliwościami jeśli chodzi o podążanie za celem i szerszym zakresem kątów śledzenia, po drugie elektroniki pokładowej wykorzystującej w większym stopniu elementy półprzewodnikowe i po trzecie elementów wykonawczych układu sterowania, gdzie wprowadzono powierzchnie sterowe o nowym kształcie, z załamaniem krawędzi natarcia, analogiczne do zastosowanych w rakiecie AIM-9J. Ponadto w R-13M1 zwiększono do 6,7 g zakres dopuszczalnych przeciążeń przy odpaleniu. Poprawie uległa też skuteczność sterów. R-13M1 wciąż jednak mógł być odpalany jedynie z tylnej półsfery.
Lotniczy pocisk rakietowy R-13M1 ostatecznie wszedł do produkcji, jednak na ograniczoną skalę, ze względu na pojawienie się rakiet nowej generacji. Nie był również eksportowany. W Związku Radzieckim stosowano go na samolotach bojowych MiG-23, MiG-27 oraz niektórych wersjach Su-17.
Ostatnim i najbardziej zaawansowanym z rodziny „radzieckich Sidewinderów”, który ostatecznie nie wszedł jednak do produkcji seryjnej był pocisk K-14, odpowiadający wymaganiom przedstawionym w 1973 roku. Po porównaniu K-14 z konkurencyjnym K-73 (późniejszym R-73), K-14 został odrzucony ze względu na rozwiązania systemu sterowania. Na K-14 zakończyła się linia radzieckich rakiet wywodzących się z pocisku AIM-9 Sidewinder.
Podstawowe dane taktyczno-techniczne:
Lotniczy pocisk rakietowy R-13M1
-
Data wejścia do służby; 1972 rok
-
Średnica; 127 mm
-
Długość całkowita; 2870 mm
-
Rozpiętość stateczników; 590 mm
-
Masa startowa; 88,5 kg
-
Masa głowicy bojowej; 11,3 kg
-
Minimalna odległość odpalenia; 1000 m
-
Zasięg maksymalny; do 13 000 m
-
Minimalna wysokość odpalenia; 1000 m
-
Maksymalna wysokość odpalenia; 22 000 m
-
Maks. prędkość kątowa celu; 12 stopni na sekundę
-
Zakres kątów śledzenia celu; 40 stopni od osi podłużnej pocisku
-
Czas lotu kierowanego; 55-60 sekund
-
Czas samolikwidacji; 60 sekund
Użytkownicy
Wszystkie wersje pocisków dostarczano do wielu krajów: Afganistan, Algieria, Angola, Azerbejdżan, Bangladesz, Białoruś, Kambodża, Chiny, Chorwacja, Kongo, Kuba, Czechy, Egipt, Etiopia, Finlandia, Gruzja, Gwinea, Węgry, Indie, Irak, Kazachstan, Korea Północna, Laos, Libia, Madagaskar, Mali, Mołdawia, Mongolia, Mozambik, Nigeria, Peru, Rumunia, Słowacja, Somalia, Sudan, Syria, Ukraina, Wietnam, Jemen, Jugosławia (Serbia i Czarnogóra) i Zambezi.
Lotniczy pocisk rakietowy R-3S – przekrój
Autor – zdjęcia: Dawid Kalka
Drzonów, Lubuskie Muzeum Lotnicze
W polskich siłach zbrojnych
Pociski rakietowe R-3S pojawiły się w Polsce wraz z samolotami Mikojan MiG-21PF w 1962 r., były potem używane na wszystkich wersjach MiG-21, samolotach Mikojan MiG-23 i Suchoj Su-20 (mogły ich też używać Suchoj Su-22, choć nie było to praktykowane).
Konflikty zbrojne
Piloci północnowietnamskich samolotów mysliwskich MiG-21 używali pocisku rakietowego typu R-3. Ze względu na bardzo ograniczoną liczbę samolotów MiG-21 w lotnictwie bojowym NVAF, ich powszechną taktyką było podchodzenie do amerykańskiej formacji z maksymalną rozsądną prędkością, wystrzeliwanie pocisków salwami i opuszczanie obszaru z maksymalną prędkością w celu uniknięcia walki.
Niektóre z tych pocisków zostały przejęte przez Izrael podczas wojny sześciodniowej na Półwyspie Synaj. Były używane podczas wojny na wyniszczenie przez 101. Dywizjon (wyposażone w samoloty Mirage IIICJ), a prawdopodobnie także przez dywizjony o numerach 117. i 119., wszystkie dywizjony Mirage izraelskich sił powietrznych. Pod koniec lat 60.-tych i na początku lat 70.-tych XX wieku, Izraelczycy zestrzelili dziesiątki samolotów MiG – ale nie odnieśli sukcesu w użyciu tego pocisku, ponieważ izraelscy piloci woleli używać działek lub rodzimych lotniczych pocisków rakietowych, takich jak Shafrir 1 i Shafrir 2.
Pociski rakietowe typu R-3/R-13 były również używane podczas wojny indyjsko-pakistańskiej w 1971 roku przez indyjskie siły powietrzne; były zintegrowane z samolotami MiG-21FL i użyte do zestrzelenia co najmniej dwóch do czterech pakistańskich myśliwców F-104 Starfighter. Były używane podczas wojny Jom Kipur przez arabskie siły powietrzne w 1973 roku oraz podczas wojny iracko-irańskiej przez irackie siły powietrzne w latach 1980-1988.
W dniu 19 sierpnia 1981 roku, podczas tzw. incydentu w Zatoce Sydra, libijski samolot Su-22 wystrzelił pocisk rakietowy R-13M w kierunku zbliżającego się samolotu F-14A Tomcat marynarki wojennej Stanów Zjednoczonych. Dzięki sprawnym manewrom samolotu, pocisk rakietowy nie trafił celu.
Bibliografia:
-
Tomasz Szulc, Uzbrojenie lotnicze w Oleśnicy, Czasopismo Nowa Technika Wojskowa Nr. 10/1994, Magnum-X, Warszawa
-
Robert Gurzęda, Pocisk rakietowy R-13M, Czasopismo Aeroplan Nr. 3/2004, Biblioteka Narodowa, Warszawa
-
Robert Gurzęda, Kierowany pocisk rakietowy R-13S/R (AA-2, Atoll), Czasopismo Aeroplan Nr. 2/2005, Biblioteka narodowa, Warszawa
-
https://dziennikzbrojny.pl/artykuly/art,6,29,3373,lotnictwo,uzbrojenie,pociski-rakietowe-powietrze-powietrze-rodziny-k-13
-
http://www.samolotypolskie.pl/samoloty/2472/126/R-3-R-13-K-132
-
Lubuskie Muzeum Wojskowe – Drzonów
-
Muzeum Lotnictwa Polskiego – Kraków
-
https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Vympel_R-13?uselang=pl
