EL COHETE R-3



El R-3 fue un misil balístico soviético cuyo desarrollo fue autorizado al mismo tiempo (en abril de 1947) que los cohetes R1 y R-2, a su vez desarrollados a partir del cohete A-4 alemán. El 14 de abril de 1948 se especificó además que el nuevo cohete debía tener el alcance suficiente (3000 km) para alcanzar cualquier punto de Europa desde territorio soviético con una cabeza nuclear de tres toneladas.

Cohete R-3, de Wikipedia.
Traducción libre de R-3 rocket, del sitio web RussianSpaceWeb, de Anatoly Zak.


Antecedentes
Participación alemana
Versión final
En el Kremlin
Diseño de R-3A
El R-3 y el Sputnik
Cancelación del proyecto R-3
Características generales


ANTECEDENTES

En 1947, a la primera copia del cohete alemán A-4, denominado R-1 y con un alcance de 280 kilómetros, le quedaba todavía un año para su primer lanzamiento, mientras que su sucesor, el cohete R-2 con un alcance 600 kilómetros, solo existía en el papel. No obstante, la URSS ya había considerado construir un cohete capaz de alcanzar Inglaterra. Como ya reveló su biógrafo, Yaroslav Golovanov, Sergei Koroliov ya había pensado en 1947 en el futuro cohete R-3. Al describir los sucesos de aquel año, pero sin mencionar fechas exactas, el autor mencionó el informe de prospectiva de Koroliov sobre diseño de misiles balísticos de largo alcance. El documento recogía las experiencias habidas en el desarrollo del cohete R-2 y establecía las bases para conceptos más avanzado. Sin embargo, el propio Golovanov se contradice más adelante en el libro al decir que Koroliov concibió el R-3, con un alcance de 3.000 kilómetros, en abril de 1948.

La historia oficial de RKK Energia, publicada en 1996, afirma que el cohete R-3 de 3.000 kilómetros de alcance fue "uno de los temas principales" de una reunión celebrada en el Kremlin entre Koroliov y Joseph Stalin en abril de 1947. Sin duda, el proyecto había obtenido el visto bueno del gobierno soviético, habida cuenta de los dividendos estratégicos que traerían las inversiones en tecnología de misiles. De hecho, el programa del R-3 podría haber sido aprobado por el Kremlin incluso antes de que el mucho menos ambicioso R-2 hubiera obtenido luz verde. De acuerdo con declaraciones de Cherlok, fue Koroliev quien insistió en desarrollar primero el R-2 como un paso previo al desarrollo del R-3. Las fuentes de la era post-soviética afirman que la fecha de comienzo del proyecto R-3 fue a finales de 1947.

Parece claro que inicialmente el proyecto del R-3 contempló un diseño en dos fases. Por un lado, el instituto NII-88 realizaría una serie de estudios conceptuales sobre diferentes diseños de un vehículo capaz de alcanzar los 3.000 kilómetros de distancia, incluyendo un cohete balístico y otro de crucero, ambos de una y de varias etapa. Por otro lado, se estudiarían aspectos fundamentales del desarrollo de misiles de largo alcance.

Muy pronto el programa del R-3 incluyó a más instituciones y organizaciones además del NII-88. El desarrollo del sistema de radio control a larga distancia fue asignado al instituto de investigación NII-20 dirigido por Boris Konoplev, quedando el NII-885 como alternativa. El desarrollo del motor se asignó a la oficina OKB-456 dirigida por Valentín Glushko y al instituto NII-1 del ministerio de Aviación Industrial dirigido por Polyarni, en concepto de competición. Parece ser que fue entonces cuando se decidió reemplezar el alcohol por keroseno como combustible.


PARTICIPACIÓN ALEMANA

En 1949, cuando los trabajos del diseño preliminar del cohete R-3 estaban a punto de finalizar, los ingenieros alemanes retenidos en la isla de Gorodomlya habían perdido toda esperanza sobre la utilidad de su trabajo. Todos sus diseños propuestos habían sido rechazados por los rusos y se sentían cada vez más apartados del esfuerzo soviético de construcción de cohetes. Fue entonces cuando Dimitry Ustinov, ministro de Armamento, interfiriendo en el programa de desarrollo de misiles y sospechando del carácter autoritario de Koroliov, decidió tener una "segunda opinión" sobre el proyecto del R-3.

El 9 de abril de 1949 Ustinov aterrizó el Gorodomlya y entregó a los alemanes las mismas especificaciones elaboradas en el NII-88 para el R-3: un cohete capaz de volar hasta los 3.000 kilómetros llevando una ojiva de tres toneladas. Salvo este único requisito, los alemanes quedaron en libertad para tomar sus propias decisiones sobre el diseño del cohete. Les dió tres meses de plazo para entregar un primer informe de su proyecto, que se denominó R-14 o G-4 (German-4).

En Occidente se supo del cohete R-14/G-4 en los años 50, cuando los científicos alemanes regresaron de la URSS. Sin embargo, cuando los escritores rusos tuvieron acceso a los desarrollos del R-3 décadas despues, pudieron enlazar los dos proyectos y considerar el G-4 como una más de las piezas del puzzle dentro del desarrollo de misiles de su país. Por varias fuentes occidentales sabemos ahora que en las fases iniciales del proyecto liderado por Helmut Gröttrup los alemanes consideraron una variedad de conceptos alternativos, como el empleo de diferentes parejas de propelentes, enjambres de motores y configuraciones en varias etapas. Sin embargo, el diseño final siguió empleando alcohol y oxígenos como propelente, un único motor y una sola etapa.

El cohete tendría una forma cónica de 24 metros de alto y 2,74 de diámetro. El peso de la estructura en vacío sería de siete toneladas, incluyendo la ojiva de guerra. Totalmente equipado con el combustible pesaría 70,85 toneladas. La ausencia de superficies aerodinámicas ayudaría a reducir el peso tan solo un 0,1%. Se utilizarían tanques de combustible presurizados de acero inoxidable en la estructura exterior del cohete. Como en el diseño alemán, se propuso emplear madera contrachapada para la protección termal de la ojiva.

La propuesta alemana de cohete R-14 tenía un cohete de 100 toneladas. Su cámara de combustión estaba envuelta en una espiral de tuberías que serían recorridas por un oxidante muy frío antes de alcanzar el sistema de inyección. Los gases calientes producto de la combustión serían recogidos de la cámara de combustión para alimentar las turbo bombas. A su regreso, los gases generados por las turbo bombas serían dirigidos hacia un sistema de toberas para impedir la rotación del cohete a lo largo de su eje axial. Para controlar el cohete en vuelo, el motor principal del R-14 podía ser movido hasta 4 grados mediante un sistema neumático o hidraulico. Para ello se propusieron dos sistemas de suspensión diferentes. Los ejectores de ojiva empleados en un proyecto alemán previo, el R-10, sirvieron para diseñar un sistema más eficaz para el R-14.

Como otros proyectos iniciales de los soviéticos, el R-14 se concibió como un arma móvil, con todos los sistemas de lanzamiento y servicio instalados en vehículos. No obstante, Helmut Gröttrup sugirió que, en el caso del R-14, el aumento en alcance hacía la movilidad redundante. Por ello, como alternativa su equipo de desarrollo en Gorodomlya, liderado por Heinz Jaffke y su asistente Anton Narr, diseñaron un complejo subterráneo para el lanzamiento del cohete, que incluía una planta de montaje, una instalación para la obtención de oxígeno del aire, un almacén para alcohol etílico y, finalmente, un silo desde donde lanzar el cohete R-14.

En paralelo, otro grupo de científicos alemanes de Gorodomlya, liderados por un tal Albring, propuso un vehículo completamente diferente, capaz de satisfacer los requisitos de Ustinov. Albring y sus colegas propusieron un bombardero no tripulado denominado R-15/G-5 y equipado con un motor a reacción. El vehículo podría ser lanzado por un cohete R-10 o un A-4 y, una vez alcanzadas la altura y velocidad adecuada, se separaría del cohete y encendería el motor a reacción. De esta manera, el R-15 podría alcanzar una altitud de 15 kilómetros, desde la cual volaría en crucero hasta el blanco.

El 1 de octubre de 1949, el Consejo Técnico Científico del NII-88, del que formaba parte Koroliov, llegó a Gorodomlya. Los alemanes presentaron los diseños de su cohete R-14 a los rusos, quienes se quedaron con todos los planos y documentos técnicos. En noviembre los alemanes recibieron el encargo de modificar el diseño del módulo de la ojiva de guerra con objeto de utilizar su energía cinética para aumentar el poder destructivo en el objetivo, y modificar asímismo la estructura del cohete para utilizar aluminio en lugar de acero inoxidable. Todas las modificaciones fueron finalizadas en febrero de 1950. Despues de esta fecha, los alemanes no tendrías ninguna participación más en los proyectos del R-14 y del R-15.

Muchos años más tarde, el segundo de Koroliov, Boris Chertok, fue el primer autor ruso en mencionar la existencia de los proyectos G-4 (R-14) y G-5 (R-15); pero no reconoció ninguna influencia de ellos en el desarrollo del cohete R-3, diciendo que tales proyectos no pasaron de ideas conceptuales y cálculos básicos.


VERSIÓN FINAL

Según fuentes rusas, el proyecto del R-3 finalizó en junio de 1949, pero no antes de que los trabajos de los alemanes de Gorodomlya hubieran sido analizados por el Consejo Técnico Científico. Casi dos años de investigaciones realizadas por el NII-88 se recogieron en diez volúmenes de informes y docenas de más volúmenes redactados por las instituciones involucradas en el proyecto. La mayoría de ellos fue dividida en dos partes: uno recogía los datos generales más relevantes de los cohetes de lango alcance, y el otro se dedicó exclusivamente el cohete R-3.

Sea cual sea la influencia alemana en el cohete R-3, la versión final del cohete presentada en las sesiones de noviembre y diciembre de 1949 del Consejo Técnico Científico recordaba al cohete alemán G-4. No debe olvidarse que los alemanes nunca supieron nada de los desarrollos rusos, mientras que Koroliov tuvo pleno acceso a los planos alemanes para su G-4.


EN EL KREMLIN

Se sabe que Koroliov se reunió con Stalin en algún momento entre 1948 y 1949, y que discutieron sobre los resultados de las pruebas del cohete R-1 y de los trabajos de diseño de los R-2 y R-3. Además, se cree que Koroliov y Kurchatov se reunieron con Stalin en 1949 para discutir varios temas relacionados con la defensa, incluyendo las perspectivas de obtención de una bomba atómica y sus sistemas de lanzamiento. Existen discrepancias sobre quien asistió a la reunión y cuanto tuvo lugar.

Según Boris Chertok, el ministro Ustinov presentó a Stalin los progresos del cohete R-3 a finales de 1949. Chertok cree que Stalin se quedó con la idea de que los misiles balísticos no jugaban un papel relevante en la carrera de armamentos con los Estados Unidos, y que Rusia necesitaba una nueva generación de defensas antiaéreas.


DISEÑO DEL R-3A

El 7 de diciembre de 1949, justo después de su visita a la isla de Gorodomlya y entre dos series de lanzamientos de prueba del cohete R-2E efectuados desde Kasputin Yar, el Consejo Técnico Científico del NII-88 aprobó oficialmente el proyecto y el diseño del R-3.

El diseño final del cohete R-3 era el de un misil balístico de una sola etapa, una longitud de 27,1 metros, un diámetros de 2,8 metros, un peso de entre 65 y 70 toneladas listo para el lanzamiento, y un motor de 120 a 140 toneladas de empuje (1650 kN).

Al mismo tiempo, vistas las complicaciones que presentaba el R-3, recomendaron diseñar primero un cohete R-3A experimental, como un paso intermedio más hacia el R-3. Heredando las dimensiones del R-2, más pequeño, en el R-3A se probarían algunas de las ideas propuestas para el R-3, siendo el primero de ellos un nuevo motor de 40 toneladas, diseñado, según parece, por la oficina de Isaev en Zagorst. Con un peso en vacío de cuatro toneladas y de 23,4 toneladas listo para el lanzamiento, el cohete podría alcanzar los 935 kilómetros, y contaría con una ojiva de guerra separable de las probadas en el R-1A. Su primer vuelo de prueba se planeó para octubre de 1951.

Poco después del comienzo del desarrollo del R-3A, el instituto NII-88 inició el diseño de un nuevo misil balístico utilizando algunos de los conceptos del proyecto del R-3, de forma que en octubre de 1951 el proyecto R-5 para un cohete de 1.200 kilómetros de alcance estaba listo. La apariencia externa del R-5 era la de un R-3 "adelgazado".


EL R-3 Y EL SPUTNIK

Los entusiastas de los viajes espaciales que había dentro del círculo íntimo del NII-88 tenía su propia "agenda" para el cohete R-3. A principios de 1951 las esperanzas soviéticas de lanzar un satélite artifical descansaban en el proyecto R-3, y contemplaban una serie de tres cohetes iguales basados en el R-3 con un lanzador de dos etapas.


CANCELACIÓN DEL PROYECTO R-3

El proyecto R-3 se basaba en el nuevo motor RD-110 de 120 toneladas de impulso, desarrollado por Valentín Glushko en su oficina OKB-456. Sin embargo, su desarrollo afrontó sus primeros problemas cuando las pruebas de encendido de 1950-51 pusieron de manifiesto que su cámara de combustión era incapaz de sobrevivir a las altas temperaturas y a la gran presión interna. Glushko resolvió el problema de forma teórica: debido a que nadie quería usar juegos de motores ensamblados para evitar el alto riesgo de fallos en las bombas, él decidió multiplicar las cámaras de combustión y alimentarlas con la ayuda de una única bomba turbo de alta potencia. Tal aproximación permitiría conseguir mayor potencia de impulso con un número relativamente pequeño de cámaras de combustión y sin bombas adicionales. Pero los progresos de Glushko en el diseño del nuevo motor sembraron serias dudas en Koroliov sobre la validez del diseño actual del R-3. El tamaño y el peso del cohete, que venía determinado fundamentalmente por la cantidad de combustible necesaria para alcanzar los 3.000 kilómetros, parecían demasiado grandes para usos militares prácticos. No obstante, con el añadido de una segunda etapa, el alcance del cohete podría alcanzar fácilmente más allá de los 3.000 kilómetros.

En 1951, inmediatamente después de la defensa que hizo del proyecto ante una comisión de estado, Koroliov propuso cancelar el R-3 y sustituirlo por un diseño más ambicioso de un misil balístico intercontinental de varias etapas impulsado por un motor de varias cámaras. El nuevo proyecto fue aprobado, no sin antes ocasionar una controversia en el seno del gobierno, debido a la cual el ministro Ustinov estableció una comisión liderada por su segundo, Konstantin Rudnev. Finalmente, Koroliov fue capaz de convencer al gobierno de que el R-3 era demasiado voluminoso e inefectivo con el diseño actual, y que era más factible acometer el desarrollo de un cohete mucho más capaz. De este modo, el proyecto del cohete R.3 se canceló alrededor de 1952, y el proyecto del primer misil balístico intercontinental (ICBM) recibió su aprobación en 1954.

Aunque el cohete R-3 nunca abandonó los tableros de diseño, su influencia en la industria de cohetes soviética fue duradera. Logró desafiar los diseñadores rusos con un nuevo nivel de complejidad técnica y preparó la imparable expansión soviética en este campo, que les llevó al desarrollo del primer ICBM. Además, el R-3 fue el último proyecto ruso que se benefició de la ingeniería alemana de la isla de Gorodomlya.


CARACTERÍSTICAS GENERALES

Número de etapas:

1

Longitud:

27,1 metros

Diámetro máximo:

2,8 metros

Combustible:

Alcohol

Oxidante:

Oxígeno líquido

Motor:

RD-110

Peso de lanzamiento:

65.000 kilos

Alcance máximo:

3.000 km

Apogeo:

Velocidad máxima:

Peso de la carga:

3.000 kilos

Impulso en superficie:

120/140 Ton. kH

Primer lanzamiento:

No se construyó

Cosmódromo:







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