твердое топливо для ракет что это такое простыми словами
Секретное горючее: Пища богов
Жидкостные ракетные двигатели (ЖРД) — очень совершенные машины, и их характеристики на 90%, а то и больше, определяются примененным топливом. Эффективность же топлива зависит от состава и запасенной энергии. Идеальное топливо должно состоять из легких элементов — из самого начала таблицы Менделеева, дающих максимальную энергию при окислении. Но это не все требования к топливу — еще оно должно быть совместимым с конструкционными материалами, стабильным при хранении и по возможности недорогим. Но ракета — это не только двигатель, но еще и баки ограниченного объема: чтобы взять на борт больше топлива, его плотность должна быть повыше. Кроме топлива ракета везет с собой и окислитель.
Идеальный окислитель с точки зрения химии — жидкий кислород. Но одной химией ракета не исчерпывается, это конструкция, в которой все взаимоувязано. Вернер фон Браун выбрал для Фау-2 спирт и жидкий кислород, и дальность ракеты получилась 270 км. Но если бы ее двигатель работал на азотной кислоте и дизельном топливе, то дальность увеличилась бы на четверть, потому что такого топлива в те же баки помещается на две тонны больше!
Ракетное топливо — кладовая химической энергии в компактном виде. Топливо тем лучше, чем больше энергии запасает. Поэтому вещества, хорошие для ракетного топлива, всегда чрезвычайно химически активны, непрерывно пытаются высвободить скрытую энергию, разъедая, сжигая и разрушая все вокруг. Все ракетные окислители либо взрывоопасны, либо ядовиты, либо нестойки. Жидкий кислород — единственное исключение, и то только потому, что природа приучилась к 20% свободного кислорода в атмосфере. Но даже жидкий кислород требует уважения.
Хранить вечно
Молекула азотной кислоты содержит как балласт лишь один атом азота да «половинку» молекулы воды, а два с половиной атома кислорода могут быть использованы для окисления горючего. Но азотная кислота — очень «хитрое» вещество, настолько странное, что непрерывно реагирует само с собой — атомы водорода от одной молекулы кислоты отщепляются и прицепляются к соседним, образуя непрочные, но чрезвычайно химически активные агрегаты. Из-за этого в азотной кислоте обязательно образуются разного рода примеси.
Кроме того, азотная кислота очевидно не удовлетворяет требованиям совместимости с конструкционными материалами — под нее специально приходится подбирать металл для баков, труб, камер ЖРД. Тем не менее «азотка» стала популярным окислителем еще в 1930-е годы — она дешева, производится в больших количествах, достаточно стабильна, чтобы ею можно было охлаждать камеру двигателя, пожаро- и взрывобезопасна. Плотность ее заметно больше, чем у жидкого кислорода, но главное ее достоинство по сравнению с жидким кислородом состоит в том, что она не выкипает, не требует теплоизоляции, может неограниченно долго храниться в подходящей таре. Только где ее взять, подходящую тару?
Все 1930-е и 1940-е годы прошли под знаменем поиска подходящих емкостей для азотной кислоты. Но даже самые стойкие сорта нержавеющей стали медленно разрушались концентрированной азоткой, в результате на дне бака образовывался густой зеленоватый «кисель», смесь солей металлов, который, конечно же, нельзя подавать в ракетный двигатель — он мгновенно забьется и взорвется.
Для уменьшения коррозионной активности азотной кислоты в нее стали добавлять различные вещества, пытаясь, зачастую методом проб и ошибок, найти комбинацию, которая бы, с одной стороны, не испортила окислитель, с другой — сделала его более удобным в использовании. Но удачная добавка была найдена только в конце 1950-х американскими химиками — оказалось, что всего 0,5% плавиковой (фтористоводородной) кислоты уменьшают скорость коррозии нержавеющей стали в десять раз! Советские химики задержались с этим открытием лет на десять-пятнадцать.
Секретные присадки
Тем не менее первый в СССР ракетный самолет-перехватчик БИ-1 использовал именно азотную кислоту и керосин. Баки и трубы пришлось делать из монель-металла — сплава никеля и меди. Этот сплав получался «естественным» образом из некоторых полиметаллических руд, поэтому был популярным конструкционным материалом второй трети ХХ века. О его внешнем виде можно судить по металлическим рублям — они сделаны из почти «ракетного» сплава. Во время войны не хватало, однако, не только меди с никелем, но и нержавеющей стали. Приходилось использовать обычную, покрытую для защиты хромом. Но тонкий слой быстро проедался кислотой, поэтому после каждого запуска двигателя остатки топливной смеси приходилось скребками удалять из камеры сгорания — техники поневоле вдыхали ядовитые испарения. Один из пионеров ракетной техники Борис Черток однажды едва не погиб при взрыве двигателя для БИ-1 на стенде, этот эпизод он описал в своей замечательной книге «Ракеты и люди».
Добавка АТ в азотную кислоту увеличивает эффективность окислителя сразу по многим причинам — АТ содержит меньше «балласта», связывает попадающую в окислитель воду, что уменьшает коррозионную активность кислоты. Самое интересное, что с растворением АТ в АК плотность раствора сначала растет и достигает максимума при 14% растворенного АТ. Именно этот вариант состава и выбрали американские ракетчики для своих боевых ракет. Наши же стремились повысить характеристики двигателей любой ценой, поэтому в окислителях АК-20 и АК-27 было по 20% и 27% соответственно растворенного азотного тетраоксида. Первый окислитель использовался в зенитных ракетах, а второй — в баллистических. КБ Янгеля создало ракету средней дальности Р-12, которая использовала АК-27 и специальный сорт керосина ТМ-185.
Зажигалки
Параллельно поискам лучшего окислителя шли поиски оптимального горючего. Военных больше всего устраивал бы продукт перегонки нефти, но и другие вещества, если они производились в достаточных количествах и стоили недорого, тоже можно было использовать. Проблема была одна — ни бензин, ни керосин, ни дизельное топливо не воспламеняются сами при контакте с азотной кислотой, а для военных ракет самовоспламенение — одно из ключевых требований к топливу. Хотя наша первая межконтинентальная ракета Р-7 использовала пару «керосин — жидкий кислород», стало ясно, что пиротехническое зажигание неудобно для боевых ракет. При подготовке ракеты к пуску требовалось вручную вставить в каждое сопло (а их у Р-7 ни много ни мало 32−20 основных камер и 12 рулевых) деревянную крестовину с зажигательной шашкой, подключить все электропровода, которыми шашки воспламеняются, и проделать еще много разных подготовительных операций.
Гиперголики
Химики назвали пары веществ, самовоспламеняющихся при контакте, «гиперголическими», то есть, в приблизительном переводе с греческого, имеющими чрезмерное сродство друг с другом. Они знали, что лучше всего воспламеняются с азотной кислотой вещества, имеющие в составе, кроме углерода и водорода, азот. Но «лучше» — это насколько?
Очень быстро был обнаружен «идеальный гиперголь» — гидразин, старый знакомый химиков. Это вещество, имеющее формулу N2H4, по физическим свойствам очень похоже на воду — плотность на несколько процентов больше, температура замерзания +1,5 градуса, кипения +113 градусов, вязкость и все прочее — как у воды, но вот запах.
Гидразин был получен впервые в чистом виде в конце XIX века, а в составе ракетного топлива впервые употреблен немцами в 1933 году, но в качестве сравнительно небольшой добавки для самовоспламенения. Как самостоятельное горючее гидразин был дорог, производство его недостаточно, но, главное, военных не устраивала его температура замерзания — выше, чем у воды! Нужен был «гидразиновый антифриз», и его поиски шли непрерывно. Уж очень гидразин хорош! Вернер фон Браун для запуска первого спутника США «Эксплорер» заменил спирт в ракете «Редстоун» на «гидин» (Hydyne), смесь 60% гидразина и 40% спирта. Такое горючее улучшило энергетику первой ступени, но для достижения необходимых характеристик пришлось удлинить баки.
Гидразин, как и аммиак NH3, состоит только из азота и водорода. Но если при образовании аммиака из элементов энергия выделяется, то при образовании гидразина энергия поглощается — именно поэтому прямой синтез гидразина невозможен. Зато поглощенная при образовании энергия выделится потом при сгорании гидразина в ЖРД и пойдет на повышение удельного импульса — главного показателя совершенства двигателя. Пара кислород-керосин позволяет получить удельную тягу для двигателей первой ступени в районе 300 секунд. Замена жидкого кислорода на азотную кислоту ухудшает эту величину до 220 секунд. Такое ухудшение требует увеличения стартовой массы почти в два раза. Если же заменить керосин гидразином, большую часть этого ухудшения можно «отыграть». Но военным было нужно, чтобы горючее не замерзало, и они требовали альтернативу.
Пути разошлись
Поэтому поиски продолжались. Американцы одно время очень широко использовали «Аэрозин-50» — смесь гидразина и НДМГ, что было следствием изобретения технологического процесса, в котором они получались одновременно. Позднее этот способ был вытеснен более совершенными, но «Аэрозин-50» успел распространиться, и на нем летали и баллистические ракеты «Титан-2», и корабль «Аполлон». Ракета «Сатурн-5» разгоняла его к Луне на жидком водороде и кислороде, но собственный двигатель «Аполлона», которому нужно было включаться несколько раз в течение недельного полета, должен был использовать самовоспламеняющееся долгохранимое топливо.
Тепличные условия
Но дальше с баллистическими ракетами произошла удивительная метаморфоза — они спрятались в шахты, для защиты от первого удара противника. При этом уже не требовалось морозостойкости, так как в шахте воздух подогревался зимой и охлаждался летом! Топливо можно было подбирать, не учитывая его морозоустойчивости. И сразу же двигателисты отказались от азотной кислоты, перейдя на чистый азотный тетраоксид. Тот самый, что кипит при комнатной температуре! Ведь давление в баке повышенное, а при повышенном давлении и температура кипения нас беспокоит гораздо меньше. Зато теперь коррозия баков и трубопроводов уменьшилась настолько, что стало возможным хранить ракету заправленной на протяжении всего срока боевого дежурства! Первой ракетой, которая могла стоять заправленной 10 лет подряд, стала УР-100 конструкции КБ Челомея. Почти одновременно с ней появилась гораздо более тяжелая Р-36 фирмы Янгеля. Нынешний ее потомок, последняя модификация Р-36М2, кроме баков, мало имеет общего с первоначальной ракетой.
По энергетическим характеристикам пары «кислород — керосин» и «четырехокись азота — НДМГ» очень близки. Но первая пара хороша для космических ракет-носителей, а вторая — для МБР шахтного базирования. Для работы с такими ядовитыми веществами была разработана специальная технология — ампулизация ракеты после заправки. Смысл ее понятен из названия: все магистрали перекрываются необратимо, чтобы избежать даже малейших утечек. Впервые она была применена на ракетах для подводных лодок, которые тоже использовали такое топливо.
Твердое топливо
Американские же ракетчики для боевых ракет предпочли твердое топливо. Оно имело несколько худшие характеристики, зато ракета требовала гораздо меньше подготовительных операций при запуске. Наши тоже пытались использовать твердотопливные ракеты, но последнюю ступень все равно приходилось делать жидкостной, для того чтобы скомпенсировать разброс работы твердотопливных двигателей, которые невозможно регулировать так, как жидкостные. А позднее, когда появились ракеты с несколькими боеголовками, на последнюю жидкостную ступень легла задача «разведения» их по целям. Так что пара «АТ-НДМГ» без работы не осталась. Не остается и сейчас: на этом топливе работают двигатели космического корабля «Союз», Международной космической станции и многих других аппаратов.
Твердое топливо Холодной войны
В первой половине прошлого века Советский Союз достиг определенных успехов в разработке ракетного вооружения. Было принято на вооружение большое количество разных неуправляемых твердотопливных ракет.
Наиболее известными из них стали ракеты М-13, использовавшиеся на легендарных установках залпового огня “Катюша”. Считалось, что СССР превосходит другие страны в ракетной области. Но вторая мировая война расставила все по своим местам. Оказалось, что Союз преуспел только в тактических ракетных системах, а первенство в тяжелой ракетной технике принадлежало Германии.
Стремление ликвидировать это отставание привело к появлению постановления Совета Министров №1017-419 от 13 мая 1946 года по вопросу развития ракетного вооружения. В нем ставилась задача скопировать немецкие ракеты ФАУ-2 и “Вассерфаль”, с жидкостными ракетными двигателями. На это бросались все людские и финансовые ресурсы.
Другое направление развития ракетной техники — твердотопливные ракеты, становилось второстепенным. Руководство страны рассматривало их только в качестве тактического средства дополняющего или заменяющего обычную артиллерию. Такой перекос в пользу ЖРД был вызван не только успехами немецких инженеров, но и большим количеством технических проблем, связанных с использованием твердого топлива на больших ракетах. Например, отсутствием технологии создания стабильно горящих пороховых зарядов диаметром более 600 мм, трудностями управления величиной и направлением тяги пороховых двигателей.
Кроме этого, большинство ученых вообще считало невозможным создание тяжелых ракет с дальностью более 2500 км на твердом топливе, поскольку оно имело низкий удельный импульс по сравнению с топливом для ЖРД.
Удельный импульс, играющий столь большую роль в ракетной технике, представляет собой величину механической энергии, которая может быть получена из химического топлива для образования тяги. Его можно рассчитать по простой формуле: I=T*t/W
где: Т- тяга(кг), t — время горения, W — вес топлива.
Очевидно, что для увеличения удельного импульса (I) необходимо повышать тягу и продолжительность горения, а вес топлива уменьшать. Жидкое топливо идеально вписывалось в это соотношение: большая тяга и продолжительность горения при сравнительно небольшом весе.
Если внимательно рассмотреть таблицу, сразу становится понятно, почему на тяжелых ракетоносителях типа Saturn, Н-1 или “Энергия” использовались жидкие кислород и водород.
Для иллюстрации важности этого показателя можно рассмотреть характер изменения производной дальности полета по удельному импульсу. Оказывается, что для ракеты с дальностью полета 11000 км летящей в вакууме, двигатели которой работают на керосине и кислороде, с удельным импульсом 310 кг*сек/кг, уменьшение удельного импульса на 1 единицу обойдется в 172 км дальности полета.
Теперь можно мысленно заменить жидкое топливо на твердое (при одинаковом весе), а лучшие из твердых топлив того времени имели удельный импульс всего около 150 кг*сек/кг, и подсчитать, насколько упадет дальность. Невозможность создания твердотопливной ракеты дальнего действия будет доказана.
По сравнению с тяжелым артиллерийским орудием того же калибра, стреляющим на 25-30 км, эти характеристики были весьма скоромными. Но по весу и мобильности пусковая установка с ракетами существенно превосходила пушку. Благодаря последним преимуществам, тактические ракеты получили право на жизнь и продолжили свое развитие.
Следующим этапом их совершенствования стало оснащение тактических ракет ядерными боевыми частями. Первыми это сделали американцы. В начале 50-х годов они приняли на вооружение две твердотопливные ракеты с ядерными БЧ Honest John MGR- 1 и Lacrosse М4Е2. Первая с диаметром двигателя 584 мм, а вторая — 520 мм.
В 1953 году разработку подобных ракет поручили Научно-исследовательскому институту пороховых снарядов. Через два года начались испытания неуправляемых ракет аналогичного назначения ЗР-1 “Марс” и ЗР-2 “Филин”, а в 1958 году их приняли на вооружение.
Паритет был восстановлен, но в Союзе еще не знали о том, что Штаты уже ушли далеко вперед в области твердотопливных двигателей, работая над межконтинентальными баллистическими ракетами второго поколения с РДТТ.
Для американцев главными аргументами в пользу применения твердого топлива на больших ракетах стала мобильность и безопасность. Отцом нового направления можно считать американского генерала Бернарда Шривера (Bernard A. Shriever), который возглавлял отдел баллистических снарядов ВВС. В 1955 году он обратился к нескольким американским фирмам с просьбой провести исследования в области РДТТ и найти решения основных проблем. Через два года американцы научились управлять вектором тяги и временем работы двигателей, обеспечили стабильность горения зарядов большого диаметра и нашли подходящие материалы для корпусов РДТТ и стенок камер сгорания.
В 1957 году конкретизировались требования к новой универсальной твердотопливной ракете: три ступени с РДТТ, управление при помощи отклонения реактивного сопла, инерциальная система наведения, дальность полета 10200 км, запуск из шахт или железнодорожных платформ. Проект получил обозначение ХSМ-80 Minuteman.
Универсальность ракеты заключалась в возможности ее свободной комплектации ступенями. Если использовались все три ступени, то получался стратегический вариант, если две (вторая и третья) — оперативно-тактический, с дальностью 1600 км, и, наконец, если использовалась только третья ступень, то получалась тактическая ракета с дальностью полета 320 км.
В 1958 году от универсальности отказались и сосредоточили усилия только на трехступенчатом варианте. 10 ноября 1958 года главным разработчиком Minuteman назначили фирму Боинг.
Для проведения испытаний ракет на базе Канаверал был создан стартовый комплекс, включающий две наземные стартовые площадки, две экспериментальные пусковые шахты глубиной 27,4 м и диаметром 7,6 м, две вышки обслуживания, два укрытия и различные вспомогательные сооружения.
Одновременно началась разработка твердотопливной баллистической ракеты Polaris с дальностью 2200 км для вооружения атомных подводных лодок.
24 сентября 1958 года американцы провели первые огневые испытания двигателя для морской ракеты Polaris диаметром 1370 мм. Затем последовали запуски двигателей диаметром 1700 мм для Minuteman.
Такие размеры РДТТ нам даже и не снились. Главный секрет заключался в рецепте топлива, над которым в США работали еще в годы Второй мировой войны. Особенно преуспела в этом направлении Лаборатория реактивных двигателей Калифорнийского технологического института. Разработанное там топливо получило обозначение GALCIT 53. В качестве окислителя в нем применяли перхлорат калия, а качестве горючего использовался особый тип битума с добавлением нефти.
Топливо изготавливалось следующим образом: асфальт и нефть нагревали в смесительном баке до температуры 176° С, а затем в смесь добавляли перхлорат. Прежде чем заполнить камеры сгорания топливом, их смазывали горячей смесью асфальта и нефти. После того, как топливо достаточно остывало, его заливали в камеры сгорания, которые несколько раз встряхивали для обеспечения однородности при затвердевании топлива.
В окончательной форме GALCIT 53 представлял собой твердую черную массу, при обычных температурах напоминающую застывший гудрон. Такое топливо имело ряд преимуществ перед пороховыми смесями: оно не растрескивалось при хранении, и надежно прилипало к корпусу двигателя.
В дальнейших разработках асфальт заменялся полисульфидным полимером или полиуретаном. При использовании перхлората аммония в качестве окислителя можно было получить удельный импульс более 250, а, добавив в смесь металлический порошок, довести импульс до 280.
Немаловажно и то, что изготовленный по такой технологии двигатель был абсолютно безопасен, не требовал дальнейшего технического обслуживания и мог храниться много лет, готовый к немедленному запуску. Преимущества огромные! Ведь большинство жидкостных баллистических ракет Р-7, Р-12, Atlas и Titan-I, стояли на боевом дежурстве в незаправленном состоянии.
Сообщения об успехах американцев привели к появлению двух постановлений Совета Министров СССР. Первое — №1032-492 от 5 сентября 1958 года касалось создания ракетного комплекса Д-6, для вооружения подводных лодок. Разработка ракеты поручалась ОКБ-1 Королева.
Во втором постановлении, от 21 июля 1959 года №839-379, формулировались требования к твердотопливным баллистическим ракетам класса “земля-земля”. Предусматривалось разработать три ракеты с дальностью 600, 2500 и 10000 км.
Поиском рецепта твердого топлива занялись практически все ведущие химические организации: Ленинградский Государственный институт прикладной химии (ГИПХ), Пермский НИИ-130 (НИИ полимерных материалов), НИИ-125 и Алтайский НИИ химической технологии (АНИИ ХТ). Поиски проходили в рамках программы “Нейлон”. Программа имела два направления: “Нейлон-Б” и “Нейлон-С”. Первое направление — традиционное, на базе баллиститного пороха. Второе— исследовательское, имело целью получение смесевого топлива, на базе перхлората аммония, фурфурольно-ацетоновой смолы, тиокола марки “Т” и нитрогуанидина, с удельным импульсом не менее 235 кг*сек/кг.
Пока в СССР собирались с силами, по ту сторону океана твердотопливное направление развивалось семимильными шагами.
Разработка Minuteman была закончена и началось производство небольшой серии ракет для проведения летных испытаний.
Двигатель первой ступени работал на более совершенном топливе, состоящем из полибутадиеновой акриловой кислоты, перхлората аммония, алюминиевого порошка и эпоксидной смолы. Металлический корпус двигателя изготавливался из шести свариваемых цилиндрических секций (толщина стенок 3,7 мм) и двух днищ. Верхнее днище приваривалось к цилиндрической части корпуса, а нижнее — привинчивалось на многозаходной резьбе, после заливки топлива.
На внутреннюю поверхность нижнего днища наносилось теплозащитное покрытие, состоящее из слоя асбеста и слоя армированной стекловолокном фенольной смолы. Такое же покрытие наносилось на небольшие выхлопные трубы, соединяющие камеру сгорания с четырьмя соплами. Затем в эти трубы устанавливались графитовые вставки толщиной 25 мм.
Перед заливкой топлива в корпус помещался алюминиевый стержень с сечением в форме шестиконечной звезды, который служил для образования внутренней полости в топливном заряде. Топливо затвердевало в течение двух суток, затем следовал 48-часовой период постепенного охлаждения заряда до комнатной температуры.
Фирма Тиокол, главный разработчик двигателей, утверждала, что топливо в корпусе двигателя не изменит своих характеристик в течение, как минимум, пяти лет.
В конце техпроцесса изготовления из РДТТ вынимался алюминиевый стержень, и двигатель отправляли на гигантскую ренгеновскую установку, для поиска трещин и пустот. После проверки, с торца топливного заряда срезался излишек топлива и к корпусу привинчивалось нижнее днище.
Вторая ступень отличалась тем, что нижнее днище корпуса крепилось болтами, а корпус РДТТ третьей ступени изготавливался из стекловолокна, пропитанного эпоксидной смолой, методом намотки на гипсовую оправку.
Каждая ступень имела четыре отклоняющихся сопла. Два сопла отклонялись дифференциально вверх и вниз для управления ракетой по тангажу, и два — отклонялись в одном направлении для управления по курсу и в разных направлениях для управления по крену.
Ступени соединялись болтами, через переходники в виде усеченных конусов.
Инерциальная система наведения ракеты обеспечивала точность с вероятной круговой ошибкой попадания в цель менее 1600 м.
15 сентября 1959 года на базе ВВС Эдвардс состоялось первое испытание ракеты Minuteman, с целью определения оптимальной формы и размера пусковой шахты. Топлива в двигателе первой ступени было всего на несколько секунд горения, что обеспечивало ее подъем только на несколько десятков метров над землей. Для того, что бы ракета не упала обратно в шахту после прекращения работы двигателя, ее поддерживали несколько нейлоновых тросов. Всего провели 18 подобных «пусков”.
С февраля 1961 года начались реальные пуски ракет с наземных пусковых установок. Первые два были успешными и один оказался неудачным. Затем приступили к пускам из шахты — четыре успешных и один неудачный.
На боевых позициях десять шахт управлялись из одного подземного центра управления. Центр управления имел свою кислородную систему, систему водоснабжения, запас продовольствия и независимый источник электроэнергии. Таким образом, личный состав центра управления мог автономно существовать под землей в течение нескольких недель. По проекту, пусковые шахты не имели внешней охраны и были связаны с центром управления только специальной системой связи. Проверка ракет должна была проводиться раз в три года, а текущее техническое состояние — контролироваться автоматическими датчиками.
Одновременно с шахтным отрабатывался и железнодорожный вариант Minuteman. Планировалось поставить на вооружение более ста ракетных железнодорожных составов. Каждый состав состоял из 11 — 15 закрытых платформ с тремя или пятью ракетами. Ракетные поезда должны были курсировать в северной части железнодорожной системы США, это объяснялось тем, что дальность полета не позволяла запускать Minuteman из южных штатов.
Для обеспечения скрытности, внешний облик платформ был максимально приближен к обычным железнодорожным вагонам. Разработка и производство шестиосных пусковых железнодорожных платформ, весящих при полном оборудовании по 136 т и имеющих длину около 27 м, заняла несколько лет. Испытания первой платформы начались 26 января 1961 года.
Вибрации при перевозке по железной дороге заставили разработать специальный контейнер, в котором ракета предохранялась от ударных и вибрационных нагрузок по всем трем осям. В контейнере поддерживалась постоянная температура и давление.
Во время транспортировки контейнер находился в горизонтальном положении на подъемнике пусковой установки. По сигналу на запуск состав останавливался, а колеса платформ закрывались специальными панелями. Одновременно по бокам каждой платформы на железнодорожное полотно выдвигались двенадцать гидравлических опор, которые немного поднимали платформу над рельсами. Крыша платформы открывалась и подъемник устанавливал ракету вертикально на пусковую установку. Двенадцать регулируемых домкратов обеспечивали строго горизонтальное положение пусковой установки. Для предохранения платформы и железнодорожного полотна от повреждения выхлопными газами, применялись отражатели, направляющие пламя в обе стороны от платформы. Подготовка Minuteman к запуску требовала всего 15 минут.
Для предотвращения несанкционированного запуска предусматривались две соединенные последовательно панели управления. Для запуска было необходимо, чтобы все переключатели на обеих панелях находились в одном положении. Панели управления стояли в разделенном перегородкой помещении с разными входами. Процедура пуска начиналась только после получения кодированного сигнала из штаба командования стратегической авиации.
Военные считали, что для предотвращения уничтожения железнодорожных составов в результате внезапной атаки совсем не обязательно, чтобы они были все время на ходу. Предполагалось, что железнодорожные составы большей частью будут находиться на многочисленных стоянках. Через регулярные промежутки времени составы намечалось возвращать на базы для обслуживания.
Однако несмотря на то, что подвижной системе Minuteman уделялось особое внимание, в декабре 1961 года министерство обороны США прекратило работу в этом направлении, в пользу увеличения количества ракет шахтного базирования. Обосновывая причину этого решения, министр обороны США заявил, что эта система будет стоить в несколько раз дороже, чем система стационарных баз, и ее эксплуатация потребует гораздо больше средств. Кроме того, подвижная система менее надежна и точна и вызывает множество сложных эксплуатационных проблем. Помимо этого система, размещенная на железнодорожных составах, курсирующих по стране, легче выводится из строя диверсионными группами. Ракету приняли на вооружение под обозначением LGM-30A Minuteman-1. Серийное производство ракет началось 12 апреля 1962 года, а через девять месяцев в США уже развернули первые боевые подразделения новых ракет. Каждая ракета несла одну мегатонную боеголовку.
Для полноты картины развития стратегических ракет в США необходимо упомянуть о еще одном важном обстоятельстве — появлении у США модернизированного варианта жидкостной баллистической ракеты Titan.
Titan II была первая в мире баллистическая ракета с ампулизированными топливными баками. В качестве топлива и окислителя на ней использовались несимметричный диметилгидразин и тетраксид азота. Эти жидкости заливались в баки, после чего они наглухо закрывались стальными мембранами. В таком виде ракета могла находиться на дежурстве в шахте несколько лет. В нужный момент мембраны прокалывались, компоненты смешивались, самовоспламенялись и ракета устремлялась к цели. На процедуру пуска уходило буквально несколько минут. Ракета имела орбитальную боеголовку мощностью 10 Мт и могла атаковать заданную цель с любого направления. Успешные запуски нескольких таких ракет американцы провели осенью 1960 года. В начале 1963 года новые “Титаны” поставили на боевое дежурство.
Разработка подобных ракет ГР-1 и Р-36 в СССР начнется только в 1962 году. Причем, ГР-1 (глобальная ракета ОКБ Королева) вообще не полетит, а Р-36 (по западной классификации SS-18 “Сатана”) будет испытываться аж до 1966 года.