В качестве силовой установки использовался ПВРД, создававшийся в ОКБ М.М. Бондарюка, с лобовым воздухозаборным устройством, на входе которого находилось центральное многоскачковое тело. Внутри последнего размещалась боевая часть весом 3500 кг. Горючее находилось в кольцевых фюзеляжных топливных баках.
Для старта и разгона маршевой ступени «42» до скорости запуска сверхзвукового ПВРД использовались четыре ускорителя «41» с ЖРД тягой по 55 тонн, разработанные на базе самолетных ускорителей «СУМ». После запуска маршевого двигателя ускорители отстреливались, и самолет-снаряд должен был лететь к цели, расположенной на удалении 7500–8000 км, в автоматическом режиме со скоростью 3290 км/ч на высотах 24–25 км.
Поддержание заданного курса осуществлялось с помощью гироинерциальной навигационной системы с астроориентацией от звездных датчиков, размещавшихся в отсеке на верхней части фюзеляжа.
12 сентября 1955 года ОКБ-23 предъявило заказчику эскизный проект МКР, но спустя год 11 августа вышло новое постановление правительства. Документом предписывалось установить на «Буран» более мощную боевую часть весом 5000 кг. ОКБ доработало машину под новые требования, но чего это стоило конструкторам, может представить только участник подобных работ. Мобилизовали все резервы первого варианта «Бурана» и своих инженеров, многие из которых почти сутками не уходили с рабочих мест. В итоге к концу года ОКБ предъявило государственной комиссии во главе с генерал-майором Н.И. Сажиным эскизный проект и макет нового варианта «Бурана», получившего обозначение «40А».
Компоновка и основные технические решения МКР остались прежние. Маршевая ступень «42А» комплектовалась сверхзвуковым ПВРД РД-018А. В пять топливных баков заливалось 51 400 литров керосина, которого должно было хватить для полета на расстояние до 8000 км. Крыло имело относительную толщину три процента и размах 11,22 метра.
Для старта ракеты предназначались четыре ускорителя «41А» с ЖРД Д-13, развивавшие тягу у земли 175 480 кгс, а для управления такой «махины» на начальном участке траектории предназначались сбрасываемые газовые рули.
Макет «Бурана» утвердили в декабре 1956 г. В своем заключении комиссия отмечала, что «…основные характеристики дальней крылатой ракеты (…) соответствуют постановлениям правительства за исключением начальной высоты полета, которая составляет 17,4 км, вместо заданных 18–22 км. Макетная комиссия считает возможным согласиться с заявленной главным конструктором начальной высотой, равной 17,4 км».
В 1957 году опытное производство ОКБ-23 построило одну крылатую ракету «40А». В том же году начались ее стендовые испытания.
В процессе создания «сороковки» удалось получить ответы на множество принципиально новых теоретических вопросов и решить ряд конструктивно-технологических задач. Совместно с институтами авиационных материалов и авиационной технологии создавались новые конструкционные материалы, автоматические станки, технология роликовой и точечной сварки тонкостенных конструкций ракеты. Точнее, последнее было возрождением технологии тонкостенных конструкций, разработанных в довоенные годы и внедренных в самолетах серии «Сталь». Образцы этих конструкций сохранились в ангаре 101-й кафедры МАИ, и в начале 1950-х туда зачастили многие из создателей авиационной и ракетной техники.
Специально для «Бурана» разработали рулевые приводы и смазку, обеспечивающие функционирование органов управления до температуры +400 градусов по шкале Цельсия. В процессе опытно-конструкторских работ для оценки различных характеристик ракеты создавались новые методики, в частности, для определения напряженно-деформированного состояния треугольных крыльев впервые в Советском Союзе в ОКБ-23 разработали алгоритм прочностного расчета, ставшего основой метода конечных элементов.
Создатели «Бурана», хотя и были оптимистами, но прекрасно осознавали, что в случае серийного производства МКР заметно потяжелеет. Это произойдет не только за счет планера, но и оборудования ракеты. В этом случае, чтобы изделие удовлетворяло требованиям заказчика, особенно по дальности полета, рассматривалась возможность использования бороводородных добавок в керосин, повышавших его теплотворную способность, и снижения потерь полного давления в воздухозаборном устройстве.
Баллистические ракеты
В этом же 1957 году в инициативном порядке велась проработка изделий «45А» и «45Б» – баллистических ракет с подвижным стартом. Первое из них представляло собой баллистическую ракету с радиусом действия, в зависимости от веса боевой части, от 2500 до 5000 км. Второе, гиперзвуковая планирующая ракета, имело расчетную дальность 7000–7500 км с полезной нагрузкой 1300 кг. Ожидалось, что с перспективным топливом ее дальность возрастет до 8000–8500 км. Полет «изделия 45А» должен был проходить со скоростью от 16 000 до 7200 км/ч на высотах от 45 до 35 км.
В феврале 1958 года Мясищев писал председателю ГКАТ Дементьеву:
«В течение 1957 года в ОКБ-23 проведены изыскания в направлении создания стратегической ракеты небольшого веса с подвижным стартом, допускающей некоторое программное маневрирование при подходе к цели (проект «45»). В результате (…) нам представляется возможным создание подобной ракеты в два этапа:
1. Первый этап – создание двухступенчатой баллистической ракеты средней дальности (без маневра) на базе существующих топлив, двигательных установок, систем управления и конструкционных материалов (проект «45А»). Основные характеристики этой ракеты:
Стартовый вес – 80 т
Тяга двигателей 1 ступени 4 30 т – 120 т
2 ступени 4 6 т – 24 т
Вес боевого груза 1,3 т 2,45 т 5 т
Дальность 5000 км 4000 км 2500 км
Точность попадания 8 км 7 км 6 км
Небольшой стартовый вес ракеты позволяет использовать для ее запуска подвижные стартовые устройства. Поскольку для создания ракеты не требуется решение принципиально новых вопросов, она может быть спроектирована и построена в течение 2–3 лет, учитывая очень большую загрузку ОКБ, в настоящее время работающего по созданию (…) М-52.
2. Второй этап – на базе баллистической ракеты, путем оперения (установки крыла. – Прим. авт.) создается трехступенчатая (…) стратегического радиуса действия с программным маневром (проект «45Б»). Ускорители первой и второй ступеней обоих типов ракет одинаковы. Планирующая ракета имеет следующие характеристики:
Значительное увеличение радиуса действия, по сравнению с баллистической ракетой того же стартового веса, достигается за счет использования подъемной силы оперенного снаряда на участке планирования. Траектория полета ракеты характеризуется следующими параметрами: начальные высота и скорость планирования – 45 км и 16 000 км/ч, высота над целью при планировании – 35 км, а с динамическим забросом – 50 км, скорость над целью 7500 км/ч. Общее время полета – 40 минут.
