Решение о создании нового ракетного комплекса К-22 было принято Постановлением партии и правительства № 426–201 от 17 июня 1958 г. авиационно-ракетный комплекс К-22 включал самолет Ту-22 и авиационные крылатые ракеты Х-22 «Буря», разработка которых поручалась ОКБ-2—155, а также систему управления, ответственным исполнителем по которой выступало КБ-1 Госкомитета по радиоэлектронике. Комплекс К-22 предназначался для поражения наземных площадных и морских радиолокационно-контрастных точечных целей.
Первый ракетоносец Ту-22 К, переделанный из бомбардировщика, был подготовлен в 1961 г. На нем переоборудовали грузоотсек для размещения крылатой ракеты, подвешивавшейся в полуутопленном положении. Прежнюю навигационно-бомбардировочную РЛС «Рубин» заменили на станцию «ПН».
Испытания первого опытного Ту-22 К начались 1 июля 1961 г. в ГНИКИ ВВС в Ахтубинске. Там одновременно находилось до трех Ту-22, основную работу на которых вели экипажи летчиков С.Л. Тимонина, Ю.М. Сухова и В.И. Кузнецова. На некоторых этапах подключались и другие пилоты, в т. ч. заслуженный летчик-испытатель СССР А.Я. Никонов. Он вспоминает: «…испытания ракетоносцев проходили очень тяжело как по собственно самолету, так и по пускам ракет. На сверхзвуке из-за неравномерного нагрева обшивки фюзеляж деформировался, что приводило к перемещению тяг управления бустерами. В результате рулевые поверхности отклонялись, вызывая большие кренящие и разворачивающие моменты. Для их парирования, к примеру, штурвал иногда приходилось выворачивать на 90°. В таких условиях не то что производить пуски – летать было опасно!»
Пуски ракет начались в 1962 г., а первый пуск X-22 ПГ в штатном режиме состоялся 2 ноября 1963 г. Председателем госкомиссии по испытаниям комплекса К-22 был командующий ДА маршал авиации Ф.А. Агальцов.
Все эти замечания, безусловно, имели существенное значение и ограничивали боеспособность нового самолета. Однако на совещании 17 января 1962 г. Туполев сказал: «Самолет хороший, мотор хороший. Нужно машине давать ход, нужно летать и набирать опыт эксплуатации. Аварийных дефектов нет, реверс обследуем и дадим рекомендации». Самолет взяли. В 1962 г. начались пуски ракет, первый пуск X-22 ПГ в штатном режиме состоялся 2 ноября 1963 г. Первый ракетоносец Ту-22 К, переделанный из бомбардировщика, был подготовлен в 1961 г.
В 1970 г. группа создателей комплекса во главе с А.Я. Березняком была удостоена Государственной премии.
Первый пуск ракеты в войсках выполнил в 1968 г. экипаж командира 203-го гв. тбап п-ка Волкова А.Н. В дальнейшем 203-й гв. тбап выполнил пусков: 1970 г. – 4, 1974 г. – 3, 1975 г. – 2, 1976 г. – 3, 1978 г. – 1, 1979 г. – 1. За освоение самолета Ту-22 К значительная часть личного состава 203-го гв. тбап была награждена правительственными наградами.
На вооружение самолет Ту-22 К был принят в декабре 1968 г., а весь комплекс К-22 – в феврале 1971 г.
В создании ракеты на начальном этапе принимало участие микояновское ОКБ-155, специалисты которого под руководством М.И. Гуревича обеспечивали проработку эскизного проекта и сопровождение летных испытаний опытных образцов. По мере развертывания работ все большая инициатива переходила к дубнинскому ОКБ, в конечном счете получившему статус самостоятельной организации с приданным опытно-производственным заводом № 256. В ходе переименования предприятий МАП приказом министерства от 30 апреля 1966 г. предприятие получило название Дубнинский машиностроительный завод (ДМЗ), а конструкторское бюро А.Я. Березняка – Дубнинское машиностроительное КБ «Радугa», при этом на заводе сохранялся филиал микояновского «Зенита», которые в 1972 г. были объединены, а в 1982 г. вновь разъединены.
Х-22 – сверхзвуковая крылатая ракета воздушного старта, большой дальности с фугасно-проникающей или ядерной БЧ. Конструктивно ракета представляет собой цельнометаллический моноплан с фюзеляжем большого удлинения, треугольным крылом высокой стреловидности и крестообразным оперением, плоскости которого служили рулями, управлявшими ракетой по курсу, крену и тангажу. Фюзеляж Х-22 состоит из 4-х отсеков. Треугольное крыло со стреловидностью 750, по передней кромке имеет сверхзвуковой симметричный профиль с относительной толщиной 2 %. Крыло образовывалось многолонжеронной конструкцией с толстостенной обшивкой. Площадь каждой консоли равна 2,24 кв2. Цельноповоротные консоли оперения симметричного профиля с относительной толщиной 4,5 % осуществляют управление ракетой по курсу, крену и тангажу. Для повышения путевой устойчивости под фюзеляжем имеется гребень, в котором размещается часть антенн оборудования. По прочностным соображениям ракета имеет минимум эксплуатационных и технологических люков.
Ракета имеет четкое деление по функциональным отсекам фюзеляжа: носовой отсек занимает аппаратура ГСН; за ним располагается БЧ с системой подрыва; баки-отсеки с компонентами ракетного топлива; энергетический отсек с аккумуляторной батареей, автопилотом и агрегатами воздушной и гидравлической систем; в хвостовом отсеке находится ЖРД с турбонасосным агрегатом подачи топлива и рулевые приводы. Энергообеспечение осуществляется при помощи «сухой» ампульной батареи с преобразователем (на подвеске все системы ракеты подпитываются от «борта» носителя). Энергоемкость батареи обеспечивает 10-минутное питание потребителей.
ЖРД типа Р201—300, разработанный в ОКБ-300 (с 30 апреля 1966 г. – Тушинское машиностроительное КБ «Союз») имеет двухкамерную конструкцию. С учетом основных полетных режимов АКР каждая из камер сгорания оптимизирована: стартовая камера с форсажной тягой 8460 кгс служит для разгона и выхода на максимальную скорость, после чего полет продолжается с помощью маршевой камеры с меньшей тягой 1400 кгс, достаточной для поддержания скорости и высоты при экономичном расходе топлива. Питание двигателя осуществляется общим ТНА. Двухкамерная конструкция ЖРД обеспечивает требуемый диапазон характеристик и упрощает устройство и управление, позволяя отказаться от сложных систем регулировки. При заправке Х-22 снаряжается 3049 кг окислителя и 1015 кг горючего.
ТТХ ракеты: длина – 11,65 м, размах – 3,0 м, высота с выпущенным килем – 2,448 м, диаметр фюзеляжа – 0,92 м, масса – 5740 кг.
Основной вариант Х-22 разрабатывался с системой управления на основе активного радиолокационного самонаведения (Х-22 ПГ). В систему управления ракеты входила самолетная РЛС «ПН», осуществлявшая поиск цели и целеуказание ГСН ракеты «ПГ», представлявшей собой аналог самолетной станции с приемно-излучающей антенной и координатором цели, и автопилот АПК-22 (АПК-22 А). После захвата цели аппаратура ГСН осуществляла автоматическое сопровождение цели и после пуска управляла наведением ракеты. Станция «ПН» обеспечивала обнаружение радиолокационно-контрастных целей на удалении 350–500 км. В аппаратуру «ПГ» вводились данные о дальности и угловых координатах цели. При взятии цели на автосопровождение головкой ракеты загоралась сигнализация о захвате, и экипаж мог контролировать его с помощью экрана, на который выводилось изображение с ГСН, совмещая его с картиной местности на индикаторе самолетной станции «ПН». При устойчивом захвате штурман включал наддув батарей АКР, ее системы питания выходили на режим, и снималось блокировка управления.
Вместе с аппаратурой ракеты, РЛС «ПН» и ЦНВУ-Б-1 входили в состав системы управления К-22. Пуск мог выполняться в диапазоне высот от 10 км до практического потолка при истинных скоростях 950—1500 км/ч. Дальность высотного пуска Х-22 с головкой ПГ составляла 300–310 км. На практике рубеж обнаружения крупного корабля-цели составлял 350–370 км, а дальность пуска – 260–280 км.
Х-22 ПГ управляется комбинированным способом, сочетая автономное управление по программе и активное самонаведение от радиолокационной головки «ПГ». При отцепке ракета отходила от самолета, просаживаясь на 500–700 м. На 3-й секунде запускался двигатель и снималась первая ступень блокировки БЧ, исключавшая подрыв на подвеске. На 11-й секунде полета ракета начинала набор заданной высоты. С 25-й секунды к управлению подключалась головка «ПГ», начиная самонаведение по курсу методом пропорционального наведения. Стартовая камера ЖРД при этом отключалась, а дальнейший полет на заданной скорости и высоте осуществлялся при работе ЖРД в маршевом режиме.
По мере сближения с целью зеркало антенны «ПГ» наклонялось, и достижение угла в 30 градусов служило командой для перехода в пикирование. Удаление от цели в этот момент составляло 60 км. Переход в пикирование дублировался дальномерным устройством головки. На пикировании ЖРД отключался. Скорость Х-22 на снижении и без работы двигателя составляет М=2,04 (700 м/с), и весь этап пикирования к цели занимает немногим более минуты. На 20-й секунде пикирования ГСН начинала самонаведение ракеты по тангажу, а затем – и коррекцию по курсу до самого попадания.
После отцепки ракеты самолет остается на курсе еще 50–60 км, и экипаж контролирует полет ракеты, убеждаясь, что она ушла к цели. При отцепке на высоте 10–12 км ракета набирает высоту 22,5 км и летит на скорости 1000 м/с (М = 3,6).
С появлением модернизированных ракет и доработки станции «ПН» нижнюю границу высотности удалось довести до 1000 м, скорость при пуске с малых высот ограничивалась 900 км/ч. Дальность пуска за счет более раннего захвата цели головкой ракеты и оптимизации траектории возросла до 350 км. Радиус действия комплекса К-22 на дозвуке составлял 2500–2700 км, на сверхзвуковых режимах – 1100–1300 км.
Помимо боевых ракет серийно производился имитатор – аналог Х-22, содержавший аппаратуру управления без БЧ, двигателя и топлива. Использование учебных ракет позволяло выполнять тактические пуски со всех трех точек Ту-22 М и учебных Ту-134 УБК, обеспечивая тренировки экипажей и экономя боевые Х-22. Ракеты типа Х-22 послужили также основой при постройке беспилотных ракет-мишеней, имитировавших полет сверхзвуковых АКР при тренировках расчетов ЗРК и истребителей.
В соответствии с Постановлением СМ СССР от 24 августа 1962 г. разрабатывалась система К-22 П в противорадиолокационном варианте, предназначенная для поражения работающих РЛС. Научно-исследовательские работы по ее созданию велись в подмосковном НИИ-2 (позже ГОСНИИАС). Ракета Х-22 П оснащалась пассивной пеленгационной головкой ПСН, наводившейся на радиоизлучающие объекты – наземные и корабельные импульсные РЛС. Их поиск и целеуказание обеспечивались самолетной системой «Курс-Н» и данные вводились в ГСН. Созданием головки и системы «Курс-Н» занималось омское ОКБ-373 ГКРЭ (ЦКБ автоматики). Х-22 П могла применяться с ядерной БЧ или облегченной осколочно-фугасной БЧ, несшей 1200 поражающих осколочных элементов. Главным конструктором по системе являлся Г. Бронштейн. Эскизный проект «Курс-Н» был подготовлен в 1964 г. Совместные госиспытания системы завершились в 1973 г. «Курс-Н» обеспечивал ведение попутной радиотехнической разведки по маршруту полета. Испытания противорадиолокационного комплекса К-22 П начали в 1968 г. на первом опытном самолете Ту-22 К-ПСН. Самолет был запущен в серию как Ту-22 КП, испытания завершились в 1973 г., а в строю первые самолеты оборудовали серийной аппаратурой только в 1976 г.
Третий вариант системы наведения ракеты был «автономный». Вариант ракеты Х-22 МА (ПСИ) комплектовался головкой самонаведения «ПСИ» с инерциальной системой и счислителем пути, служивших для поражения площадных объектов с известными координатами. В систему управления перед пуском вводились данные о географической широте и долготе точки старта и положении цели – начальной дальности и бортовом пеленге на нее. Счислитель в полете ракеты к цели учитывал скорость, время и угол сноса, определявшиеся допплеровским измерителем, на основании чего корректировался маршрут полета ракеты. На заданной дальности до цели ракета переходила на пикирование. БЧ – только ядерная.
Для обслуживания ракет Х-22 в полках создавалась новое подразделение – специальная инженерная служба (СИС). По тревоге ракеты готовились к боевому применению конвеерным способом в 4 линии заправки окислителем и горючим, снаряжались боеприпасом, а затем подвешивались на самолеты двух эскадрилий.
В 1970-е гг. комплексом Ту-22 К были оснащены три полка ДА: 341-й гв. тбап 15-й гв. тбад 2-го отбак (г. Озерное), 121-й гв. тбап (г. Мачулищи) и 203-й гв. тбап (г. Барановичи) 22-й гв. тбад (Бобруйск) 6-го отбак. Две эскадрильи каждого полка имели на вооружении Ту-22 К и одна – Ту-22 П. Кроме того, в полку имелось по 2–3 «спарки» Ту-22 У.
Казанский авиазавод до 1969 г. выпустил 76 ракетоносцев (из общего числа 311 серийных самолетов этого типа).