Для отработки пусков ракет из-под воды под руководством Чарнко были созданы ракеты С4.1 и С4.5. Обе экспериментальные ракеты по своим весогабаритным характеристикам соответствовали первой серийной баллистической ракете Р-11ФМ, но имели приспособления для подводного старта. Ракета С4.1 была снабжена шестью твердотопливными (пороховыми) двигателями ОД-200, а ракета С4.5 имела жидкостно-реактивный двигатель (ЖРД). Таким образом, сразу хотели решить вопрос о преимуществе твердотопливных и жидкостных ракет при подводном старте.
Погрузка ракеты на погружающийся подводный стенд производилась плавучим краном на технической позиции, находящейся в 7 км от полигона. Затем стенд буксировали на полигон для проведения испытаний.
Первый пуск ракеты С4.1 с неподвижного погружающегося стенда, произведенный 23 декабря 1956 г. с уменьшенным количеством топлива, был удачным: подтвердились расчетные параметры выхода из воды и полета ракеты. Второй пуск был произведен 20 марта 1957 г. Его задачи также были выполнены. Третий пуск намечалось производить при волнении моря 5–6 баллов. Такой прогноз метеослужба предсказывала на 2 апреля, и ракету погрузили на стенд, но прогноз не подтвердился. Комиссия перенесла пуск на 5 апреля. Ракета в этот период оставалась на стенде, и в нее попала вода. Поэтому пуск отложили. Только 7 апреля провели третий пуск, а 17 апреля 1957 г. — четвертый.
Ракету С4.1 предполагали запустить более 20 раз. Надеялись, что она после пуска будет сохраняться и можно будет ее переснарядить, но ракеты разбивались при ударе о воду. Пустили только четыре ракеты. Надежда на возможность многоразового использования материальной части не оправдалась. Кстати, и при испытаниях последующих типов ракет так и не сумели производить повторные пуски изделия.
После удачных пусков ракет с пороховым ракетным двигателем комиссия приступила к проведению пусков ракет с ЖРД С4.5.
Первый и второй пуски ракет С4.5 были произведены соответственно 9 февраля и 2 марта 1958 г. при волнении моря 2 балла. Первая ракета после подъема на 100 м успешно приводнилась. Вторая ракета упала, разрушилась и утонула.
Третий пуск проводился 5 марта 1958 г. при волнении моря 3 балла. Ракета после подъема на высоту 80 м, падая, разломилась на две части, которые упали в море. При этом пуске была повреждена пусковая шахта. Обломки обеих упавших в море ракет были подняты и доставлены на техническую позицию.
Четвертый пуск состоялся 18 марта 1958 г. Ракета поднялась на высоту 50 м, затем приводнилась и затонула.
Пуски ракет, проведенные с неподвижного погружающегося стенда, принципиально решили задачу выхода ракеты из-под воды на воздушную траекторию и подтвердили расчетные параметры.
На следующем этапе испытаний предусматривались аналогичные исследования, но с движущегося основания — переоборудованной для этих целей подводной лодки.
Для испытаний ракет типа С4 в ОКБ-16 был разработан проект переделки боевой подводной лодки С-229 из проекта 613 в проект В613. В тактико-техническом задании на опытную лодку имелись требования обеспечить старт ракеты из пусковой шахты подводной лодки во время ее движения в подводном положении на глубине 15–20 м со скоростью 3–4 узла при волнении моря до 5 баллов. (Сх. 12)
Конструктивная и архитектурная особенность этой опытной подводной лодки заключалась в том, что две пусковые шахты на ней были «подвешены» вне прочного и легкого корпусов, они находились в районе прочных наружных цистерн в средней части корабля. Пусковая аппаратура и обслуживающие системы были установлены на освобожденных для них местах в 3-м отсеке. В связи с принятием на корабль дополнительных грузов были сняты торпеды и артустановка.
Переоборудовали подводную лодку С-229 на заводе № 444. После проведения заводских ходовых испытаний в июле 1957 г. лодка была предъявлена комиссии.
Первый пуск ракеты С4.1 с движущейся подводной лодки был произведен 9 июля 1957 г. с глубины 29 м при скорости подводной лодки 2,5 узла в штилевую погоду. Второй пуск состоялся 18 июля с глубины 28,5 м при скорости подводной лодки 3,5 узла и волнении моря 2–3 балла. При третьем (последнем) пуске, произведенном 27 июля с глубины 28 м, скорость подводной лодки составила 4,5 узла. Все три пуска прошли успешно.
Испытания на этом были прерваны из-за отсутствия готовых ракет С4.1. Возобновились они только в следующем году, буквально через две недели после пусков ракет с жидкостным двигателем с неподвижного подводного стенда.
Первый пуск ракеты С4.5 с подводной лодки проекта В613 был совершен 29 марта 1958 г. С глубины 30 м при скорости 3,5 узла и волнении моря 2 балла ракета поднялась на высоту 60 м, а в момент приводнения разбилась. Хвостовая часть ее всплыла, а остальные части найдены не были. В шахте обнаружились незначительные повреждения.
Второй пуск состоялся 4 апреля при тех же параметрах глубины и скорости. На море стоял штиль. Ракета поднялась на высоту 50 м, после приводнения всплыла и благополучно была доставлена на техническую позицию.
Третий (последний) пуск был произведен 11 апреля также с глубины 30 м, но при скорости 4,5 узла и волнении моря 1–2 балла. Ракета поднялась на высоту 60 м, при падении разбилась и затонула.
Итак, первые в мире пуски баллистических ракет с подводной лодки в подводном положении были произведены в районе Балаклавы. В США же запустили свою первую ракету из-под воды 20 июля 1960 г. с подводной лодки «Джордж Вашингтон». Собственно говоря, американцы запуска ракеты не производили, они паром выстреливали ракеты из шахты под водой, а двигатель ракеты запускался только в воздухе.
Всего за 15 месяцев испытаний в Балаклаве со стенда и с подводной лодки С-229 было произведено 14 пусков ракет С4.1 и С4.5.
Эти испытания позволили доработать ракету Р-11ФМ для подводного старта. Новая модификация получила индекс С4.7. Вес ее составил 5470 кг.
Первый этап испытаний комплекса Д-4 с баллистической ракетой Р-21 (несекретное ее название 4К-55) было решено проводить на Балаклавском полигоне.
Сложность и медлительность операций с кабелями при испытании ракет С4.1 подвигли руководство полигона на грандиозный проект. Предусматривалось закрыть вход в балку Мраморную, по дну балки проложить рельсовый ход, установить мощные шлюзовые насосы и работать. Стенд готовится к пуску в верхнем положении, а на пуск спускается по рельсам на нужную глубину. При необходимости можно осушить балку и осмотреть все остатки от ракет. Застопорила этот проект колоссальная стоимость. Хотя, если бы тогда знали, сколько придется построить стендов за историю полигона, то проект, скорее всего, был бы осуществлен.
Параллельно с испытанием баллистической ракеты Р-21 полигон должен был испытывать «Аметист» — первую в мире крылатую ракету, стартующую из-под воды.
Для проведения испытаний этих комплексов в 1959–1960 гг. было проведено большое дооснащение Балаклкавского полигона, капитальное строительство новых сооружений. На полигон поступили новые телеметрические станции «Трал», РТС-5И, передвижные электростанции, компрессоры высокого давления, автобусы, грузовые машины. Были построены основные испытательные сооружения части. На 2-й площадке воздвигли трехэтажный монтажно-испытательный корпус с двумя сборочными цехами и 30-тонными монтажными мостовыми кранами, электроагрегатной спецтоков, профильными лабораториями на 1-ми 2-м этажах и аккумуляторную мастерскую. На 1-й площадке построили служебное здание с аппаратными для телеметрической аппаратуры, в Мраморной балке — новую лебедочную на 2 тяговые лебедки, причал и здание аппаратной.
Были оборудованы две морские позиции, на каждой — центральный массив с поворотным блоком и 4 понтона с ручными лебедками на каждом. Каждый понтон стоял на двух мертвых якорях.
На полигон протянули дополнительную железнодорожную ветку, проложили правительственную связь (на 2-ю площадку).
В городе построили жилой дом для офицеров. В районе штаба были построены гостиница и столовая военторга, в жилом городке поставлены финские домики.
В 1960 г. на полигоне была проведена помпезная операция «Скумбрия» — Всесоюзная выставка новейшего вооружения. На ней побывали руководители государства во главе с Н.С. Хрущевым, руководители стран демократии, министры обороны и командующие флотами.
К приезду Хрущева готовились очень тщательно. В тех местах, где он должен был побывать, на площадках были сделаны шикарные туалеты, но так как канализации на полигоне не было, то они делались на 1–2 посещения. После капитального ремонта штаба полигона в таком туалете разместили партком и машбюро. Пытались восстановить лестницу для спуска к морю. Отдельные марши лестницы валяются на спуске, наверное, и сейчас, но до приезда Хрущева не успели, а потом не было средств.
Для испытаний ракеты Р-21 в ЦКБ-16 был спроектирован погружающийся стенд ПСД-4. Он значительно отличался от первого стенда габаритными размерами, водоизмещением, усложненной конструкцией, большой насыщенностью приборами, увеличенной глубиной погружения.
Конструкция ПСД-4 представляла собой П-образный понтон, в прорези которого была установлена пусковая шахта без крышки, способная изменять свое положение с помощью гидравлики. Она могла занимать горизонтальное положение для погрузки макета на технической позиции и вертикальное положение для пуска на стартовой позиции. В шахте размещались пусковая установка и необходимые приборы.
В бортовых частях стенда размещались 10 балластных цистерн (по 5 с каждого борта) с кингстонами и клапанами вентиляции, приводы которых были сгруппированы и выведены на верхний мостик.
На палубе понтона находились 4 башнеподобные цистерны для обеспечения плавучести, внутри которых размещались электрическая аппаратура, приборы предстартовой подготовки, телеметрических измерений и пуска ракет, а также оборудование систем вентиляции и кондиционирования воздуха.
После затопления всех балластных цистерн (остаточная плавучесть при этом составляла около 5 т) стенд с помощью береговой лебедки и проложенного по дну троса устанавливался на заданной глубине стартовой позиции и удерживался от вращения в горизонтальной плоскости оттяжками с якорями.
Для передачи телеметрической информации во время прохождения ракетой подводного участка стенд соединялся кабелем с антенным плотиком.
Основные характеристики ПСД-4Водоизмещение, т:
в надводном положении — 220
в подводном положении — 650
Основные размерения, м:
длина — 24,0
ширина — 8,6
высота борта — 3,3
внутренний диаметр пусковой шахты — 2,45
Осадка (с ракетой), м — 1,75
Стенд был изготовлен на заводе № 444 в Николаеве.
Параллельно подводная лодка С-229 была вновь переделана, но на сей раз по проекту 613Д4. В 4-м отсеке лодки в диаметральной плоскости установили пусковую шахту длиной 14 126 мм и внутренним диаметром 2450 мм без крышки, для чего убрали часть жилых помещений и одну группу аккумуляторных батарей. Верхняя часть шахты выступала над палубой на 6,8 м, а нижняя — на 2 м за корпус лодки. В пусковой шахте находились пусковая установка, электрические и воздушные разъемы и датчики. Для обслуживания ракеты на лодке предусматривались новые системы заполнения и осушения шахты, автономной гидравлики, подачи сжатого воздуха к шахте и пусковой установке, заполнения (самотеком) кольцевого зазора. Для передачи телеметрической информации на береговые станции был разработан буксируемый плотик с антеннами. Объемное водоизмещение подводной лодки после переоборудования возросло с 1045 т до 1104 т, а осадка увеличилась с 4,55 м до 4,95 м. (Сх. 13)
Завод № 444 закончил изготовление стенда в мае 1961 г., а лодка была сдана лишь в июне того же года.
В Балаклаве проводились испытания макетных образцов ракеты Р-21, получивших индекс К1.1.
Первый пуск ракеты К1.1 со стенда ПСД-4 был произведен 17 мая 1961 г., но ракета так и не вышла из-под воды. Второй пуск 25 мая был удачный. Всего до 22 июля 1961 г. провели 5 пусков К1.1.
Пуски второго этапа испытаний производились с 29 августа по 11 сентября 1961 г. с движущейся подводной лодки С-220 пр. 613Д4. Ракета К 1.1 стартовала с глубины 40 м при скорости лодки 2,5 узла. Старт прошел нормально, движение ракеты в воде, выход из воды и движение на начальном воздушном участке траектории были устойчивыми. Отсечка двигателя произошла в заданное время. Поднявшись на высоту 250–300 м, ракета упала на расстоянии 1500–2000 м от места выхода и при ударе о воду взорвалась из-за смешивания остатков компонентов топлива.
Остальные два пуска второго этапа прошли при аналогичных условиях, за исключением того, что скорость лодки была увеличена до 3,5 узлов.
Испытания доказали надежность старта ракеты из подводного положения с движущейся подводной лодки при скорости не более 3,5 узлов, безопасность личного состава, конструкций подводной лодки, пусковой установки и самой ракеты.
Третий и четвертый этап испытаний проводились опять на стенде ПСД-4 с 21 октября по 3 ноября 1961 г. На третьем этапе была установлена возможность применения для ракеты Р-21 пусковой шахты меньшего диаметра — 2150 мм. А на четвертом этапе испытаний была подтверждена безопасность подводной лодки при пуске из подводного положения в случае заклинивания ракеты в шахте.
В феврале 1962 г. начались совместные испытания комплекса Д-4 на Северном флоте. Всего в ходе испытаний было проведено 27 пусков. В мае 1963 г. комплекс Д-4 был принят на вооружение.
1 апреля 1959 г. вышло Постановление Совмина № 363–170 о разработке первой в мире противокорабельной ракеты «Аметист» с подводным стартом. Головным разработчиком назначили ОКБ-52.
Ракета «Аметист» проектировалась для двух режимов дальности стрельбы: 40–60 км при высоте полета 60 м и 80 км на больших высотах. Длина ракеты 8,2 м, диаметр корпуса 650 мм, стартовый вес 3,7 т.
«Аметист» была первой твердотопливной ракетой, разработанной в ОКБ-52. Замечу, что там ни до «Аметиста», ни после особых симпатий к твердотопливным крылатым ракетам не питали, предпочитая ракеты на жидком топливе. (Сх. 14)
Первый этап испытаний ракет «Аметист» состоял в отработке подводного старта ракет, в ходе которой производились так называемые бросковые пуски. Для таких пусков в ЦКБ-16 в 1959 г. спроектировали специальный погружаемый стенд ПСА (погружаемый стенд «Аметист»), на котором пусковые контейнеры ракет СМ-10 располагались под углом 32,5°. В 1960 г. стенд ПСА был изготовлен заводом № 444. В июне 1961 г. ПСА был сдан судоремонтному полигону. Стенд базировался на Балаклаву, а пуски с него производились в бухте Мраморной у мыса Фиолент. Стрельбы обеспечивались кабельным судном КС-4, на котором находился пост дистанционного управления стендом.
Первый пуск в Мраморной бухте состоялся 24 июня 1961 г. Фактически вместо ракеты «Аметист» стреляли габаритно-весовым макетом (ГВМ). На нем из штатного оборудования имелся только стартовый агрегат. Испытания прошли успешно — ГВМ прошел по расчетной подводной траектории и нормально вышел из воды. Через два дня провели повторный пуск ГВМ и снова удачно.
После этого было решено перейти к пускам ракет, полностью укомплектованных бортовой аппаратурой, за исключением головки самонаведения. Кроме того, маршевый двигатель был снабжен одной шашкой смесевого топлива вместо двух. Длительность горения этой шашки составляла всего 25 с. В апреле — мае 1962 г. со стенда ПСА было запущено 6 таких ракет, из них 4 пуска прошли успешно, а 2 — нет.
Для испытания ракет «Аметист» в ЦКБ-16 в июле 1960 г. закончили технический проект 61 ЗА, по которому должны были переделать штатные подводные лодки проекта 613. На лодки устанавливались две пусковые установки типа СМ-107.
К переоборудованию лодки С-72 (командир — капитан 2-го ранга Н.Б. Столяров) по проекту 61 ЗА приступили в 1961 г. на заводе № 444. Закончить переоборудование планировалось в конце того же года, но из-за многочисленных изменений, вносимых ОКБ-52 и НИИ-49, заводские и ходовые испытания были закончены в июне 1962 г. Во время ходовых испытаний подводная лодка перешла в Балаклаву.
На проведение первого пуска «Аметиста» с подводной лодки в Мраморную бухту прибыло все начальство Черноморского флота во главе с командующим С.Е. Чурсиным. Начался отчет оперативного времени. До пуска оставалось 2 часа. С-72 маневрировала по Мраморной бухте в подводном положении. Вдруг раздался телефонный звонок из штаба флота: «Пуску с лодки пока “дробь”». Оказывается, вскоре должен был подъехать Сергей Никитич Хрущев.
Хрущев с сопровождавшим его руководством из Крымского обкома проследовал на смотровую площадку в Мраморную бухту.
Пуск «Аметиста» с С-72 прошел нормально. Не поблагодарив руководство полигона за отлично проведенную работу, Сергей важно сказал: «Разрешаю делать второй пуск», — и убыл в неизвестном направлении. Между тем программа пусков была рассчитана до мелочей заранее, и время второго пуска никак не зависело от результатов первого.
Второй пуск в том же июле 1962 г. прошел удачно. В обоих пусках ракеты 4К-66 имели ту же комплектацию, что и в предыдущие 6 пусков со стенда ПСА. На этом экспериментальные испытания закончились, и дальнейшие работы по «Аметистам» были перенесены на полигон «Песчаная Балка».
Летно-конструкторские испытания ракет «Аметист» проводились на «Песчаной Балке» с декабря 1962 г. по декабрь 1964 г. в объеме 15 пусков (с 12 декабря 1962 г. по 15 декабря 1964 г.). Из них три пуска было по подвижной мишени КЦ-183Ц, шедшей со скоростью около 30 уз., и 4 пуска по групповой цели. Группу целей составляли мишень пр. 1784, БКЩ пр. 436бис и тот же катер-цель КЦ-183Ц. Дальность стрельбы — до 70 км.
6 ноября 1967 г. одновременно были подписаны два акта — акт о приемке комплекса «Аметист» на вооружение и акт о вводе в строй головной атомной подводной лодки проекта 670 К-43. Вслед за головной лодкой в строй вошли еще 10 атомоходов проекта 670 с ракетными комплексами «Аметист».