В 1947 г. фирма «Норт-Америкен Авиэшн Инкорпорей-шен» (позже получившая название «Рокуэлл Интернэшенел») начала разработку двухступенчатой крылатой ракеты «Нава-хо». Первая, разгонная ступень ее имела ЖРД на базе двигателя ракеты ФАУ-2, работавший на жидком кислороде и этиловом спирте и развивающий тягу в 34 тонны. Вторая степень имела ПВРД, развивавший маршевую скорость порядка 1300 км/час Дальность крылатой ракеты должна была составлять 805 км.
Впоследствии проект «Навахо» был пересмотрен, и фирма «Рокетдайн» в 1955 г. начала разработку нового ускорителя с ЖРД на керосине и жидком кислороде тягой 61,3 т.
В окончательном варианте разгонная ступень представляла собой сигару с тремя трапециевидными стабилизаторами в хвостовой части. Маршевая ступень была построена по аэродинамической схеме «утка» с треугольным низкорасположенным крылом, имевшим стреловидность 60°. Вертикальное хвостовое оперение состояло из двух трапециевидных линей.
Два ЖРД разгонной ступени работали в течение 45 с, развивая тягу до 122 т. Затем включались два прямоточных двигателя маршевой ступени, и разгонная ступень отделялась.
Запуск ракеты «Навахо» (SM-64A) производился вертикально со специальной пусковой установки на мысе Канаверал в штате Флорида. Внешне ПУ была очень похожа на ПУ баллистических ракет средней и большой дальности.
Вот хронология пусков крылатых ракет «Навахо»:
06 ноября 1956 г. — Ракета упала через 26 с после пуска.
22 марта 1957 г. — ПВРД не включился.
25 апреля 1957 г. — Взрыв на стартовом столе.
26 июня 1957 г. — Отказ ПВРД вскоре после его включения.
12 августа 1957 г. — Отказ ПВРД через 56 с после включения.
18 сентября 1957 г. — Полет в течение 17 мин 55 с. 13 ноября 1957 г. — Полет в течение 75 с после старта.
10 января 1958 г. — Достигнута дальность 1990 км. 25 февраля 1958 г. — Взрыв через 20 с после старта.
11 сентября 1958 г. — Отказ ПВРД в полете.
18 ноября 1958 г. — Ракета упала после включения ускорителя.
Решением Министерства обороны США от 11 июля 1957 г. разработка проекта «Навахо» была приостановлена, однако программа летных испытаний продолжена для получения «необходимых данных о характеристиках крылатых аппаратов при полете на больших скоростях». Однако интересных данных получено не было. Семь запусков оказались полностью неудачными, и только в четырех был испытан (да и то не по полной программе) ПВРД. После двух последних неудачных полетов все последующие старты были отменены.
Американцы окончательно решили отказаться от стратегических крылатых ракет в пользу баллистических ракет «Атлас» и «Титан».
В СССР разработка крылатых ракет с ПВРД началась в конце 1940-х годов. Уже в 1951 г. в ОКБ-1 под руководством С. П. Королева был разработан аванпроект двухступенчатой крылатой ракеты дальностью 1300 км. Схема ракеты классическая для баллистических ракет — внизу первая ступень, сверху вторая ступень. Принципиальной же разницей было то, что первая ступень оснащалась однокамерным азотно-кислот-но-поршневым ЖРД, а вторая — прямоточным воздушно-реактивным двигателем.
Стартовый вес ракеты составлял 5930 кг, длина 13,6 м, вес боевой части 500 кг. Стартовая ступень весом 850 кг имела ЖРД с тягой 7850 т и должна была отделяться на высоте 20 км. На этой высоте включался маршевый прямоточный двигатель, и ракета переходила в горизонтальный полет со скоростью 3160 км/час.
31 января 1953 г. Королев утвердил эскизный проект новой крылатой ракеты большей дальности. Стартовый вес ракеты должен был составлять 7874 кг. В качестве разгонной ступени предполагалось использовать двигательный отсек баллистической ракеты Р-Н. На стыке разгонной и маршевой ступеней был сделан кольцевой проток для запуска прямоточного двигателя до разделения ступеней. Новая крылатая ракета проектировалась не как боевая, а как экспериментальная для отработки технических решений для межконтинентальных крылатых ракет.
Согласно Постановлению Совмина от 13 февраля 1953 г. была начата разработка двухступенчатой крылатой ракеты с дальностью полета 8000 км. ОКБ-1 было слишком занято работами над баллистическими ракетам, да и Королев презрительно относился к «крылаткам». Результатом этого стало Постановление Совмина № 957–409 от 20 мая 1954 г. о передаче работ по стратегическим крылатым ракетам Министерству авиационной промышленности. В связи с этим из ОКВ-1 в МАП ушел ряд разработчиков крылатых ракет — А. С. Будник, И. И. Моишеев, И. М. Лисович и др.
Межконтинентальная крылатая ракета разрабатывалась в двух вариантах — более легкую (весом 60 т) делал С. А. Лавочкин в ОКБ-301, а более тяжелую (весом около 152 т) делал В. М. Мясищев в ОКБ-23. Научным руководителем обоих этих проектов был назначен М. В. Келдыш.
Крылатая ракета Лавочкина получила название «Буря» и индекс «350», а крылатая ракета Мясищева — «Буран». Кроме того, «Буран» имел заводской индекс «40», его стартовая ступень — индекс «41», а маршевая — «42». Обе ракеты имели сходные конструктивные схемы. Оба аппарата были двухступенчатыми. Треугольное крыло маршевой ступени имело стреловидность 70° с прямой задней кромкой. Сравнительно тонкое крыло было «пустым», то есть не заливалось топливом.
Для обоих аппаратов сверхзвуковые прямоточные воздушно-реактивные двигатели разрабатывались в ОКБ-670 М. М. Бондарюка. Жидкостные двигатели стартовой ступени «Бурана» делало ОКБ-456 В. П. Глушко, а для «Бури» — ОКБ A. M. Исаева.
ЦАГИ занималось вопросами аэродинамики, а НИИ М. В. Келдыша — тепловыми процессами новых сверхзвуковых аппаратов. Маршевые ступени крылатых ракет должны были летать на большой высоте со скоростью почти в три раза превышающей скорость звука. Нагрев поверхностей планера до температуры свыше 200 °C исключал возможность ри-менения привычного дюралюминии в конструкция фюзеляжа и крыла. Потребовалось освоить такие новые тогда для авиастроителей материалы, как нержавеющая сталь и титан, а также разработать конструктивные средства борьбы с деформациями планера при нагреве.
Впервые в истории управляемых ракет в стратегической крылатой ракете была применена автономная система управления с астрокоррекцией. Применить обычную инерциальную систему наведения в стратегической крылатой ракете было невозможно, так как с учетом дальности стрельбы вероятное отклонение от точки прицеливания составило бы десятки километров. Поэтому во всех американских и советских крылатых ракетах была принята инерциальная система наведения с астрокоррекцией.
Суть астрокоррекции заключается в том, что специальная оптическая система автоматически находит две определенные звезды, а затем автоматически следит за ними. Таким образом, постоянно производится замер «высоты» звезды над горизонтом и на карте строится так называемая окружность равных высот. Пересечение таких окружностей для двух звезд дает точное положение ракеты в данный момент. Далее данные передаются автопилоту, который производит коррекцию курса ракеты, а по достижении географического места цели переводит ракету в пикирование.
