thumb|100px|izquierda|Vista esquemática
El R-13 (en ruso: Р-13, Designación GRAU: 4К50, Designación OTAN: SS-N-4 y del DoD de los EE. UU.: 'Sark') es un cohete balístico soviético de propergol líquido monoetapa. Como parte del complejo de cohete D-2 (en ruso: Д-2) constituía el armamento principal de los submarinos soviéticos proyecto 629 (Clase Golf) y 658 (Clase Hotel). Su desarrollo comenzó en ОКБ-1 y continuo en СКБ-385. Fue el primer cohete balístico con ojiva nuclear a bordo de submarinos de la URSS. El 20 de octubre de 1960 durante la realización de las maniobras "Arco Iris" el submarino «К-102» en el polígono de Nueva Zembla lanzó un cohete Р-13 con cabeza nuclear. En total durante la explotación del complejo entre 1961 al 1973 se realizaron 311 disparos de cohetes u de ellos 225 se consideraron exitosos, es decir el 72%. Fue retirado en 1969.
Historia del desarrollo
El 26 de enero de 1954 el Consejo de Ministros emitió un decreto en el que preveía el desarrollo del submarino especial diésel porta cohete. En mayo de 1954 la administración central de construcción naval de la Marina asigna a ЦКБ-16 la tarea táctico-técnica (TTZ) de elaborar el proyecto técnico del submarino del proyecto 629. En el TTZ inicial se preveía armar a los submarino con los cohetes Р-11ФМ. Sin embargo el alcance de estos, 150 km., se consideró insuficiente para ataques al interior del territorio del adversario con la amenaza de la defensa antisubmarina.
El 25 de agosto de 1955 se decidió comenzar los trabajos para crear un nuevo cohete con cabeza de combate nuclear y alcance de entre 400 a 600 km. Y el 11 de enero de 1956 salió la tarea cambiada técnica del submarino del proyecto 629 y el complejo de cohete D-2 con un nuevo cohete disparado desde la superficie. El anteproyecto del cohete se realizó en ОКБ-1 bajo la dirección de S. P. Corolev desde finales de 1955 hasta mitad de 1956. Luego todos los trabajos se entregaron al recientemente creado СКБ-385 en Zlatouste, bajo la dirección del jefe de diseño V. P. Makeeva . El 21 de agosto de 1956 el gobierno tomó la decisión N.º 1240-631 referente a la elaboración del armamento para los submarinos de los proyectos 629 y 658 complejos de cohetes D-2 con el cohete balístico Р-13. En los dos tipos de submarinos se previó la instalación en vela de tres rampas de lanzamiento.
A comienzos de 1957 СКБ-385 preparó la documentación de construcción, y en diciembre de 1958 comenzaron las pruebas de los motores del cohete. Las pruebas de vuelo del cohete se realizaron en el polígono Kapustin Yar desde junio de 1959 a marzo de 1960. En total desde plataformas fijas y móviles se realizaron 19 disparos, de ellos 15 se consideraron exitosos. Desde noviembre de 1959 a agosto de 1960 se realizaron las pruebas Р-13 de barco de la Flota del Norte en el submarino Б-62 — el submarino de cabeza del proyecto 629. se realizaron 13 disparos, de ellos 11 se consideraron exitosos.
De agosto a septiembre de 1960 se realizaron las pruebas especiales de la resistencia a las explosiones del complejo de cohetes D-2 . Las pruebas se realizaron en el golfo de Kola, sobre el compartimento del natural del submarino del proyecto 629. A las pruebas se realizaron explosiones imitando las explosiones nucleares submarinas. Según los resultados de seis pruebas se realizaron una serie de recomendaciones para disminuir el riesgo de explosión a bordo. Así, se recomendó almacenar los cohetes en los silos llenos solamente con el oxidante y guardar el combustible a bordo del submarino.
Después de finalizar las pruebas de vuelo comenzaron las pruebas operativas del complejo de cohete en un submarino de Flota del Norte. El cohete se estibó durante tres meses en el portamisiles submarino, después se realizó el lanzamiento del cohete con la cabeza de combate inerte .
Por los resultados de todos los tipos de las pruebas el Consejo de Ministros mediante la decisión N.º 1109-461 del 13 de octubre de 1961 aceptó el complejo D-2 con el cohete balístico R-13 como armamento de la Marina. El cohete recibió el índice 4К50. El complejo recibieron al armamento del submarino del proyecto 629 y el primer submarino del proyecto 658 «К-19».
El verano de 1961 el gobierno decidió disparar cohetes con explosivos nucleares. En octubre se realizaron dos disparos, uno de control con un cohete con la cabeza de combate estándar, y el otro con la cabeza nuclear. Las pruebas se realizaron, el 20 de octubre de 1961, a bordo del submarino proyecto 629 «К-102». La cabeza del primer cohete alcanzó el polígono de tiro con una desviación significativa en distancia y dirección del blanco fijado. Esto sucedió porque el disparo se realizó en condiciones meteorológicas de tormenta y el submarino no pudo precisar sus coordenadas. El lanzamiento del cohete con la carga nuclear se realizó en las mismas severas condiciones meteorológicas. Los aparatos del polígono de tiro en Nueva Zembla fijaron el aérea de la explosión nuclear en un punto con coordenadas que divergía poco del lugar de caída del primer cohete. Esto confirmó la estabilidad de la trayectoria del cohete.
Construcción
El cohete R-13 era un cohete balístico monoetapa con una ojiva desprendible de una pieza. Llevaba seis estabilizadores en la parte delantera y cuatro en la cola del cohete.
thumb|200px|derecha|Esquema del sistema de control de dirección del motor cohete del R-13
El R-13 estaba equipado un motor cohete de propergoles líquidos con cinco cámara de combustión (ZHRD) С2.713 de 25,7 toneladas de empuje, elaborado en Oficina de Ingeniería Química bajo la dirección de Aleksey Mijáilovich Isáev . El motor consistía una cámara central de marcha estacionaria, y cuatro propulsores vernier para variar la dirección y disponía de dos regímenes de trabajo. El motor empleaba propergoles hipergólicos tóxicos— el combustible ТГ-02 (una mezcla de xilidina y trietilamina) y el oxidante АК-27И (una solución de tetraóxido de dinitrógeno en ácido nítrico concentrado). Para suministrar los comburentes a las cámaras de combustión se empleaban dos conjuntos de turbobombas y dos generadores de gas. Un generador de gas producía el gas con el exceso de combustible, el segundo con el exceso de oxidante. Los gases se usaban para la presurización "caliente" de los depósitos del cohete. La presurización del depósito del combustible se realizaba mediante los gases de escape del generador de gas de la cámara central, y la del depósito del oxidante del generador de gas de las cámaras de dirección. Esto permitió prescindir del sistema autónomo especial de presurización de los depósitos de combustible, que se utilizaba antes. El motor estaba equipado con un sistema de arranque con tanques y depósitos de aire a presión. El uso de las toberas de dirección basculantes hizo innecesario los timones de grafito del Р-11ФМ. Esto permitió reducir también el impulso residual, permitiendo la desconexión escalonada del motor que a su vez permitía desprender de forma segura la cabeza de combate en todo el rango del alcance.
Los depósitos del cohete eran autoportantes (eran elementos estructurales) y están construidos con acero soldado resistente a los ácidos calientes. El depósito superior se destinaba a almacenar el oxidante, y el inferior el combustible. Los depósitos estaban divididos por un compartimento intermedio. El depósito del oxidante se dividía mediante un fondo intermedio en dos semidepósitos. Esto tenía la finalidad de mejorar el control del cohete. El consumo del oxidante se realizaba primero del semidepósito inferior, y luego de superior. Esto permitió reducir el coeficiente del momento de vuelco en más de dos veces. En el compartimento intermedio que por encontrase cerca del centro de gravedad, permitía las mejores condiciones de trabajo, se encontraban los aparatos giroscópicos del sistema de dirección. El sistema de dirección inercial se realizó en ОКБ-626 de Sverdlovsk (el jefe de diseño Nikolay Semihatov). El sistema de dirección se diseñó para estabilizar y controlar el vuelo del misil y realizaba la corrección de las alteraciones iniciales al dispararse desde el submarino y aproximación del cohete a la trayectoria prevista de vuelo. Con la ayuda que proporcionaba era posible un CEP de 4 km en los disparos a la máxima distancia.
En la parte superior del cohete se encontraba una cabeza desprendible con una masa cercana a los 1600 kg y una ojiva termonuclear de una Mt de potencia. La separación se realizaba mediante un empujador pirotécnico. La cabeza era un cuerpo cilíndrico con la parte delantera cónica. La parte trasera del bloque era también cónica, y sobre ella se montaba seis planos en los bordes para su estabilización durante su vuelo en la atmósfera. La ojiva nuclear constructivamente combina con el cuerpo de la cabeza. Fue creada en el I.R.S.-1011 (Cheliábinsk-70) bajo la dirección científica de K.I. Schelkina. A principios de los trabajos se planeaba emplear la carga РДС-4, sin embargo su potencia se consideró insuficiente para contrarrestar la dispersión de los cohetes, se decidido emplear cargas más potentes. Durante el proceso para resolver este problema se desarrollaron en el I.R.S.-1011 cargas para su instalación libre en el cuerpo del cohete, elaborado la carga a su instalación libre en el cuerpo del cohete se decidía la tarea por la separación de energía, pero no se podía sobrepasar los límites dados por las restricciones de masa y dimensiones. Se propuso que se combinaran el cuerpo y la ojiva. El trabajo se realizó por equipos de I.R.S.-1011 y СКБ-385. La carga nuclear tenía forma cónica. La producción de revestimiento y la protección térmica de la ojiva se realizaba en СКБ-385. El cuerpo preparado pasaba a los fabricantes de la ojiva, allí era equipado y ya preparada para la instalación en el cohete, se suministraba a los almacenes correspondientes.
Para las pruebas y el entrenamiento de combate se utilizaba la llamado ojiva inerte, sin ojiva nuclear, pero con una masa de explosivo convencional de 300 kg (la versión estándar que se aplicaba en vez de explosión de la carga nuclear). Las pruebas preliminar de las cabezas de combate se realizaron junto con las pruebas del cohete desde mayo hasta agosto de 1960. Y se realizaron pruebas de resistencia a explosiones de las cabezas de combate. Además, se probó la seguridad de la cabeza de combate en la inmersión del submarino con pérdida de hermetismo del silo del cohete. Una cabeza de combate se bajó a una profundidad de 300 metros (que corresponde a la profundidad máxima de inmersión). También en una torre en el lago Ládoga se realizó la prueba de la cabeza de combate en condiciones del lanzamiento de emergencia del cohete.
Para el lanzamiento de los cohetes estaba previsto un panel para cada uno de los tres cohetes, cada cabeza de combate empleaba su panel. Por medio de él se realizaba el control del estado de los escalones de preservación y las fuentes autónomas de alimentación, se establecía el tipo de explosión y la altura de la explosión con la variante aérea de la explosión.
Se dudaba de la seguridad nuclear en situaciones de emergencia. Por eso la Armada, en condiciones normales, no entregaba las cabezas nucleares a los barcos, sino que las guardaba en arsenales subterráneos. Durante la Crisis de Cuba en 1962 si se instalaron en los cohetes.
El complejo D-2