Рейтинг
Каталог
Порталус
база публикаций

ТЕХНОЛОГИИ есть новые публикации за сегодня \\ 19.12.18


ПЕРВЫЕ ШАГИ К СОВЕТСКИМ КОСМИЧЕСКИМ ДВИГАТЕЛЯМ (1941-1947 гг.)

Дата публикации: 10 февраля 2018
Автор: А. М. ИСАЕВ
Публикатор: Шамолдин Алексей Аркадьевич
Рубрика: ТЕХНОЛОГИИ
Номер публикации: №1518264723 / Жалобы? Ошибка? Выделите проблемный текст и нажмите CTRL+ENTER!


А. М. ИСАЕВ, (c)

найти другие работы автора

В ноябре 1941 г. к небольшой железнодорожной станции на Среднем Урале подошел эшелон. Это был один из многих эшелонов, тянувшихся тогда с запада на восток с людьми и техникой, чтобы в глубоком тылу ковать оружие для борьбы с врагом. Конструкторы и рабочие, выгрузившиеся у старого труболитейного заводика, должны были как можно скорее завершить начатое ранее создание нового типа истребителя. Это был первый советский самолет без винта. Жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) мог сообщить ему чудовищную скороподъемность. Такому истребителю не нужно барражировать в ожидании вражеского бомбардировщика, да у него на это и не хватило бы топлива. Он может и должен ждать врага на земле. Старт - когда противник уже над головой. 2 - 3 минуты почти вертикального полета, и всего одна неожиданная и неотвратимая атака двумя авиационными пушками. С пустыми баками - вниз, для новой заправки и для нового полета-выстрела.

На станции разгрузилось опытно-конструкторское бюро (ОКБ) главного конструктора В. Ф. Болховитинова. В этом бюро работал и автор идеи1 о ракетном перехватчике А. Я. Березняк. Еще в начале 1941 г. он предложил Исаеву как своему другу разработать проект такой машины. Вдвоем принялись они строить графики перехвата, центровать и компоновать разные варианты странной машины, установили связь с двигателистами. На тихой улочке, за зеленым забором, в небольших круглых постройках размещалась группа во главе с Л. С. Душкиным2 - конструктором жидкостных ракетных двигателей. Они показали Исаеву и Березняку целый набор стальных сосудов с узкими горлышками и коническими раструбами: "Вот это двигатель на "тягу 150 кг; этот, побольше, - на 300 кг; это двигатель на 500 кг, а вот этот (мы его еще не закончили) - на тягу 1100 кг". Показали и толстостенные бетонные боксы, где приводились в действие странные сосуды нагнетанием в них керосина и азотной кислоты. Тяга 1100 кг уже подходящая. К этому двигателю душкинцы ралрабатыва-


Алексей Михайлович Исаев (1908 - 1971 гг.) - выдающийся специалист по ракетным двигателям, один из основателей отечественного ракетного двигателестроения, доктор технических наук, Герой Социалистического Труда, руководитель работ по созданию серии двигателей для пилотируемых космических кораблей "Восток", "Восход", "Союз" и автоматических межпланетных станций "Луна", "Марс", "Венера", лауреат Ленинской и Государственных премий. Из написанных им воспоминаний здесь опущены страницы сугубо специального содержания. Автор пишет о себе в третьем лице.

1 Автором общей идеи ракетного истребителя-перехватчика был С. П. Королев, возглавлявший работы по экспериментальным ракетным самолетам, которые велись с 1931 г. Группой изучения реактивного движения (ГИРД), а с 1936 г. - Реактивным научно- исследовательским институтом (РНИИ). Идея ракетного перехватчика обоснована в 1938 г. в статье "Тезисы доклада по объекту 318. Научно-исследовательские работы по ракетному самолету", опубликованной в сборнике "Пионеры ракетной техники. Ветчинкин, Глушко, Королев, Тихонравов" (М. 1972). Хотя идея создания ракетного перехватчика возникла у А. Я. Березняка независимо от работ НИИ, успешное продвижение этих работ и, в частности, летные испытания ракетоплана РП-318 - 1 с ЖРД в 1940 г. создали благоприятные условия для принятия решения о разработке ракетного перехватчика в ОКБ В. Ф. Болховитинова.

2 Группа Л. С. Душкина входила в состав РНИИ и разрабатывала ЖРД для ракетного перехватчика, работы по созданию которого, начатые С. П. Королевым, продолжались в этом институте.

стр. 86


ли и турбонасосный агрегат, который должен был забирать необычное топливо из баков и при давлении 50 атмосфер накачивать его в двигатель.

Прячась от своего шефа, Березняк и Исаев рисовали в хвосте своей машины душкинскую камеру сгорания, размещали баки и турбонасосный агрегат. Рисовали на работе и дома. Они уже не могли рисовать ничего другого! И, конечно, такое странное поведение двух конструкторов, когда порученное им дело явно не двигалось, а в то же время они оба трудились, как сумасшедшие, не мог не заметить Виктор Федорович Болховитшочв. Но он решил ждать, когда коллеги придут к нему сами и расскажут. А потом оценил их идею, и с этого момента они работали в открытую, под наблюдением и руководством главного конструктора. Машина все более вырисовывалась, выявлялись ее тактические возможности.

И у Душкина камера как будто начала работать, но отработка турбонасосного агрегата (ТНА) отставала. И однажды Исаев засел за вариант машины без этого агрегата, решив попробовать: а какая получится машина, если вместо ТНА вытеснять топливо из баллонов сжатым воздухом? И если уменьшить машину вдвое: вместо трехтонной сделать ее весом в полторы тонны? Полуторатонная машина получилась. Топлива меньше, время работы двигателя сократилось, траектория стала круче, но догон и встреча с противником обеспечивались, ибо зона перехвата все же оставалась немаленькой. Ночью эскиз был закончен. Наступило воскресное утро. Исаев включил радио... Это было 22 июня 1941 года.

В течение трех недель был оформлен эскизный проект перехватчика с ЖРД, получивший название БИ - по начальным буквам фамилий Березняка и Исаева. Этот проект за подписями самолетчиков Болховитинова, Березняка, Исаева и двигателиста Душкина направили председателю Государственного Комитета Обороны. Довольно скоро авторов вызвал Нарком авиационной промышленности СССР А. И. Шахурин и объявил, что проект одобрен, причем дан месячный срок на его осуществление. Началась лихорадочная работа всего коллектива. Конструкторы делают эскизы и идут в цехи. Еще не закончено проектирование, а из стапеля уже вынимают крыло. Клеится из шпона мояококовый фюзеляж, и в нем прямо по месту устанавливается оборудование. Вот уже готовы стойки шасси, клеится фонарь, ставятся пушки. Небольшой, но сплоченный коллектив рабочих и инженеров, охваченный энтузиазмом, через 30 дней выкатывает первую машину из сборочного цеха. Она идет на продувку в большую новую трубу ЦАГИ. Машина так мала, что вся умещается в трубе. Другая машина готовится к буксировке за самолетом. Затем в ОКБ Болховитинова привозят первый двигатель. Он устанавливается в стальную ферму, начиненную топливными баллонами, перед которыми находятся кресло пилота и сектор газа. Начинается отладка двигательной установки.

Сейчас страшно даже вспомнить, что это была за двигательная установка! Баллоны для азотной кислоты были из хромансиля. Дроссель для регулирования тяги тоже из простой стали. Для редукцирования сжатого воздуха, идущего в топливные баллоны, был установлен маленький кислородный редуктор от сварочного аппарата. Весь монтаж был сделан на 20-миллиметровых трубках из алюминиево-магниевого сплава. Дроссель заклинивал, хромансилевые баллоны бешено корродировали, еоединения по наружному конусу травили. Почему не произошло ни одного несчастного случая, совершенно непонятно. У хвоста колдовали душкинские механики, одетые в клеенчатые куртки, авиационные шлемы и с противогазами на боку. Вокруг толпились конструкторы. Начинали привыкать к парам азотной кислоты, облакам, поднимавшимся над стендом при сливах, и первые "жеэрдиные" механики Болховитинова - А. М. Смирнов и 16-летний Олег Штин. Иногда делались огневые пуски. Огонь, дым, вонь, страшный грохот. А потом механики лезли в сопло длинным скребком и выплескивали на землю скапливавшуюся в камере лужицу черной жижи и считали дырки в критическом сечении сопла. Свечи накаливания, помещенной в центре головки, хватало только на первый пуск. Неделя шла за неделей, а отработка двигателя не продвигалась вперед.

Тем временем начались фашистские воздушные налеты на Москву. Стиснув зубы, стояли конструкторы и механики вокруг своей стреляющей и вонючей установки, поглядывая на изрезанное лучами прожекторов и трассирующих зенитных снарядов московское небо. На заводском аэродроме уже базируются боевые эскадрильи. За-

стр. 87


вод получает срочный фронтовой заказ установить новые пушки на МИГи. Идет подготовка к разрушению всего хозяйства в критический момент, если таковой наступит. Дана команда: грузиться в эшелоны, уезжать на Восток. 25 октября за несколько часов оборудование было снято и погружено вместе с машинами БИ, стендом двигательной установки с бачками, баллонами и трубками. Были погружены работники и их семьи. Болховитиновцы поехали к Уралу.

Отчаянная по напряженности работа привела к тому, что уже 15 мая 1942 г. летчик- испытатель Г. Я. Бахчиванджи впервые в истории авиации совершил полет на первом советском ракетном истребителе. Затем было проведено еще несколько испытательных полетов.

Поняв, что на дальнейшую совместную работу с РНИИ по созданию двигателя рассчитывать нельзя, Болховитинов предложил Исаеву передать заботу о топливной системе другому человеку и вплотную заняться двигателем, чтобы обеспечить дальнейшую работу ОКБ. Особенно трудными были первые дни. Не было ни литературы, ни учителей. Но Исаеву удалось узнать, что существует некто Б. П. Глушко (ныне академик), который работает в этой области. Немедленно Болховитинов и Исаев отправились к нему. На авиационном заводе, в конструкторском бюро, они нашли человека, который знал двигательное дело. В. П. Глушко с готовностью показал СВОЙ стенды, участки производства и конструкции, дал методику термодинамического расчета охлаждения. Под его руководством развернулась такая толковая работа, что прежнее кустарничество не могло идти с ней ни в какое сравнение. Окрыленным вернулся Исаев от Глушко, начал смелее действовать и на ватмане, и в производстве.

Появились первые проекты отдельных узлов. Начала отрабатываться новая система зажигания - при помощи форкамеры с авиационной свечой, воспламеняющей бензовоздушную смесь. Эта форкамера была закреплена на березе, что росла на берегу заводского пруда. Она с шумом извергала огонь, являя собой первый объект огневых испытаний. Забота о будущих огневых стендах весьма занимала Исаева тогда. На Первоуральском новотрубном заводе Исаев вытаскивал на свалке нержавеющие трубы, похороненные под горой лома. Шло в дело все, что могли достать. Между тем конструктуры, овладев глушковокими расчетными методиками, развивали их дальше.

В мае 1943 г. ОКБ вернулось с Урала на старую базу; началась организация отдела двигателей. В нем стали работать: Л. А. Пчелин, А. А. Толстов, В. Ф. Берглезов, И. И. Райков, Г. Г. Головинцова, В. Г. Ефремов, Н. И. Коровин и другие. В северной части территории завода высились три стены недостроенного ангара. К средней стене пристроили из шлакоблоков помещение в 300 кв. м, куда летом 1943 г. переехал весь двигательный отдел. В северном торце расположили огневой стенд на два рабочих места. В средней части находились компрессор, помещение для приборов, кладовка, гидравлический стенд для проливки форсунок. Затем следовало конструкторское бюро и далее - мастерская с двумя токарными станками. Все были очень довольны сооружением: удобно, автономно и комплексно! А зимой было даже тепло. Были построены две печки, которые из-за отсутствия дров топились кирпичами, смоченными в керосине. Оставалось неясным, почему такая топка насыщала все комнаты летающими хлопьями сажи. Экспериментальная же база в целом с современной точки зрения и по своим техническим параметрам и по измерительным системам была чрезвычайно примитивна, а по технике безопасности, санитарно-гигиеническим условиям и огнеопасности просто недопустима.

К весне 1944 г. в основном налаживание стендов было закончено, и отдел почувствовал себя способным на серьезную, самостоятельную работу. Болховитинов решился оформить через правительство первое задание: разработать и предъявить в октябре того же года авиационный ЖРД с многократным включением на диапазон тяг от 400 до 1100 кг, с плавным регулированием, с удельной тягой не ниже 200 секунд и ресурсом не менее 30 минут. Он предназначался для замены на самолете БИ двигателя конструкции РНИИ с целью продолжения отработки машины, прерванной гибелью Бахчиванджи в 1943 году. Основными работниками расчетной группы были Г. Г. Головинцова и А. С. Гвоздева, а Л. А. Пчелин и В. Ф. Берглезов стали основной конструкторской силой по камерам сгорания. Они пересмотрели прежнюю конструкцию, нашли ряд оригинальных решений как по конструкции, так и по технологии. Н. И. Новиков получил навык проектирования разного рода дросселей и создал первые воз-

стр. 88


душные редукторы и обратные клапаны. Была проведена экспериментальная работа по зажиганию компонентов топлива при пуске двигателя. И вот начал создаваться первый двигатель, который получил индекс РД-1.

Он отрабатывался с весны до октября 1944 г., когда был предъявлен на государственные стендовые испытания. Их он отлично выдержал. На отработку было израсходовано всего два двигателя. Двигатель N 3 был предъявлен государственной комиссии, а двигатель N 4 пошел на летные испытания. Программа государственных стендовых испытаний предусматривала проведение 10 пусков без подхода к двигателю. Это требование было неукоснительно выполнено. За весь период испытаний к двигателю не приближались с ключом. Он проработал заданное время, потом был разобран и продефектирован. Никаких дефектов не было обнаружено. Снятые характеристики подтвердили выполнение задания. Конструкторы торжествовали победу, коллектив был награжден крупной денежной премией, а через год все, кто входил в его состав, получили ордена и медали. Одновременно правительственных наград были удостоены разработчики ЖРД - сотрудники ОКБ Глушко и Душкин.

С двигателем РД-1 на самолете БИ была выполнена серия полетов. В акте, подписанном главным конструктором Болхювитиновым, говорится, что двигатель при проведении летных испытаний работал устойчиво. Переход с одного режима на другой происходил плавно, следуя за сектором управления двигателем. Автоматический запуск двигателя происходил безотказно, переход с пускового режима на рабочий - плавный. Управление двигателем, электросхема, автоматика и агрегаты двигательной установки работали удовлетворительна. Полученные при испытании данные двигателя соответствовали расчетным, а также полученным при государственном испытании на стенде.

В конце войны из Кенигсберга были привезены немецкие турбокомпрессорные двигатели ЮМО-4 и БМВ-003. В Советском Союзе А. М. Люлька уже много лет успешно работал над такими двигателями, и трофеи лишь подтвердили актуальность его работ. Стало ясно, что авиация должна базироваться именно на турбокомпрессорных двигателях. Пилотируемые аппараты с ракетными двигателями, не успев сколько-нибудь развиться, уже теряли почву под ногами. Но коллективу Болховитинова предстояло еще построить свой второй самолет с ЖРД. Весной 1944 г. на базе предприятия Болховитинова и РНИИ был организован новый НИИ. Болховитинов стал научным руководителем этого института и отошел от конструкторской работы, а второй ракетный самолет (с индексом 02) строился под руководством И. Ф. Флороеа. Двигательный же отдел завода Болховитинова, получивший название ОКБ нового НИИ, должен был создать для этого самолета двигатель. Конечно, на новом самолете можно было использовать и двигатель РД-1, но двигателисты, почувствовавшие вкус к работе, не смогли удержаться от его модернизации. И хотя помыслы их были направлены на другое, чисто ракетное направление, они стали отрабатывать, по сути дела, новый авиационный многоразовый двигатель РД-1М. Отработка его затянулась. Лишь в июле 1946 г. он прошел, на этот раз без всякой помпы, стендовые испытания, а в декабре самолет 02 с двигателем РД-1М сделал первые пробежки.

Несмотря на отличные, казалось бы, качества двигателя РД-1, модернизировать в нем было что. Он был тяжел (почти 100 кг), сложен и дорог, имел слишком много элементов автоматики, чересчур сложную электрическую схему и не очень большой для авиационного двигателя ресурс - всего 33 минуты, слишком высокое давление подачи топлива - 43,5 атм. при 16 атм. давления в камере. После доработки появился РД-1М: уменьшен вес, упрощена конструкция, увеличен ресурс, снижено давление подачи. Лишь удельная тяга не увеличилась, причина чего осталась невыясненной. В отчете о заводских испытаниях стоит цифра "196", то есть удельная тяга РД-1М уменьшилась на несколько единиц. Может быть, и следовало заплатить этими единицами за весь снятый урожай? Конструкторы считали (наверное, справедливо), что следовало.

А ОКБ еще осенью 1944 г. начало определять свою настоящую техническую линию, дальнейшую перспективу.. Все более прояснялось, что она лежит не в многоресурсных двигателях, а в двигателях разового применения. И в соответствии с этим начались поиски таких решений, которые отвечали бы этой задаче. Поэтому параллельно с отработкой РД- 1М велась другая работа: по созданию перспективного упрощенного

стр. 89


цельносварного двигателя на тягу 1250 кг (У-1250). Эта работа и поглотила целиком все творческие силы коллектива.

Летом 1944 г. в конференц-зал НИИ внесли груду искореженного железа, перемешанного со стекловатой, электрическими проводами и сплющенными коробками, туго начиненными электронной аппаратурой. Это были обломки немецкого Фау-2, привезенные с той части освобожденной территории Польши, которой фашисты пользовались ранее как полигоном. Конференц-зал на два месяца превратился в мастерскую-лабораторию, где конструкторы (подобно палеонтологу Ж. Кювье, восстановившему по одной кости скелет бронтозавра) по рваным кускам листового железа и алюминия, по разбитым агрегатам и катодным лампам восстанавливали секретное оружие Гитлера. Это удалось сделать. Бригада, где работали И. Ф. Флоров, К. Д. Бушуев и другие, определила баллистические характеристики ракеты, ее назначение и геометрию. Конструкторы сделали даже общие чертежи, воспроизвели пневмогидравлическую схему двигательной установки и разобрались в системе управления. После этого у двигателистов ОКБ еще больше окрепло желание разрабатывать свои ракетные двигатели, которые они представляли себе как простейшие по конструкции одноразовые и нерегулируемые. Рабата над двигателем упрощенной конструкции одноразового действия началась тут же после отработки двигателя РД-1.

К июню 1945 г. удалось достать у Глушко около двух литров зажигательной жидкости. Такое ничтожное количество не позволило как следует развернуть огневую работу. Установили лишь, что тонкораспыленная зажигательная жидкость в воздухе не дает воспламенения и для вспышки необходим экран, смачиваемый зажигательной жидкостью, и что при соприкосновении кислоты с зажигательной жидкостью внутри закрытой полости происходит взрыв. Опыты закончились взрывом головки в одной из полостей, в которой из-за негерметичности мембранных клапанов образовалась смесь. Далее возник перерыв в работе с У-1250, продлившийся до декабря 1945 года. Он был вызван поездкой группы руководящих работников в Германию. После этой поездки Исаеву стало ясно, что нам незачем заимствовать конструкцию двигателей у немцев, свои образцы казались более перспективными. И Исаев уехал из Германии, пробыв там три с половиной месяца, чтобы продолжить уже начатые работы. Вслед за ним выехали на родину и другие члены коллектива. К концу 1945 г. все вернулись домой и с новой силой взялись за работу по созданию У-1250.

Следующий этап работы ОКБ имел особое значение. Он утвердил нашу генеральную техническую линию, обеспечив в дальнейшем выход серийных двигателей, и создал данному ОКБ стойкую репутацию. На выработку генеральной линии, новых традиций, на создание своей школы большое влияние оказали внешние условия. Располагай ОКБ хорошей производственной базой, представляй себе лучше его работники возможности налаженного серийного производства, воспитайся они на хороших заводах с высоким уровнем технологии - наверное, другими были бы и их конструкции. Но они располагали весьма малым количеством универсальных станков, простейшим видом сварки, испытывали трудности с выполнением кузнечных работ и вовсе не имели литья, даже самого простого. Всякий заказ производству ущемлялся до минимума и выполнялся с опозданием. Поэтому первая задача конструктора в таком ОКБ - добиться максимальной простоты, создать конструкцию, которая не потребовала бы специальной оснастки, была бы изготовлена из подручных материалов и не требовала бы освоения новых технологических процессов. Зато простота в производстве, как казалось, приносила надежность действия. Параллельно с максимальным упрощением самих агрегатов стремились сократить их количество. Всякая лишняя связь и блокировка считались смертным грехом. Каждый узел "обсасывался" до предела, упрощался до примитива. Так создавались первые конструкции и вырабатывались те традиции, которые культивировались в течение всех последующих лет истории ОКБ, несмотря на непрерывный рост производственных возможностей и обогащение новыми технологическими процессами.

Хотя ознакомление с трофейной техникой не сбило ОКБ с той конструкторской линии, которая была избрана еще до поездки в Германию, знание немецкой техники расширило кругозор и на многие вещи заставило смотреть по-иному. Один из ее элементов мог быть заимствован сразу: самореагирующее с кислотой горючее. Исаев не собирался применять эту синтетическую жидкость в качестве основного горючего и

стр. 90


придерживался точки зрения, просуществовавшей у нас много лет: основное горючее и может и должно быть не синтетическим, а нефтепродуктом, керосином. А в качестве зажигательной жидкости разумно применять самореагирующее горючее.

Началась отработка охлаждения, то есть работа над головкой двигателя. При проектировании головки У-1250 весной 1945 г. пошли еще дальше по тому направлению, которое приняли в двигателе РД-1М, увеличив количество форсунок и доведя их до 120. Первые запуски такой головки на неохлаждаемой камере показали весьма высокие средние тепловые потоки. Для их измерения применялись неохлаждаемые камеры с толстыми стенками. Цилиндрическая часть камеры состояла из нескольких кольцевых секций, связанных фланцами, так что можно было собирать камеры различной длины. По кольцевым сечениям и по образующим были сделаны резьбовые гнезда, в которые ввертывались "калориметры", стальные цилиндрики с приваренной к наружному торцу термопарой. Эксперименты на неохлаждаемой камере позволяли сразу получать эпюру тепловых потоков по длине камеры и солла по разным, характерным для испытуемой головки образующим. Этот способ оказался довольно точным и сразу давал качественную картину.

К весне 1946 г. начался второй подъем работы по двигателю У-1250. Если зимой производственные возможности были весьма ограничены и собственными силами изготовлялась вся материальная часть, то после получения правительственного задания на отработку этого двигателя работа развернулась полностью, и далее высокий темп уже не снижался. Конструкция двигателя была снова полностью пересмотрена. Был выпущен и сдан в производство полный набор экспериментальных элементов двигателя, позволивший опробовать серию вариантов. А пока изготовлялась новая материальная часть, удалось развернуть огневую работу на тех изделиях, которые были изготовлены весной и летом 1945 г. и доделывались в течение зимы.

После испытания новой матчасти пришлось, однако, снова полностью перепроектировать двигатель. И только новый его вариант успешно прошел все предварительные испытания. Тем временем Болховитинов, став научным руководителем созданного им научного института, организовал подразделение, которое должно было развивать научную работу по ЖРД. Работать были приглашены научные сотрудники Центрального котлотурбинного института Г. Ф. Кнорре, А. А. Гухман и Л. А. Вулис. Их глубокие знания в области горения и теплопередачи помогли конструкторам. Организация Болховитиновым в НИК лаборатории нанесла, однако, ущерб данному ОКБ, ибо к нему перешли И. И. Райков и Г. Г. Головинцова. ОКБ лишилось главного испытателя и одного теоретика. Были выдвинуты другие люди, рабочий процесс не затухал, и довольно быстро был отработан двигатель У-1250, ставший исходным образцом для целого семейства двигателей. Впервые появилась конструкция камеры со связанными оболочками. Этот принцип с тех пор прочно внедрился в отечественное двигателестроение.

В сентябре 1946 г. У-1250 прошел заводские испытания, что принесло глубокое моральное удовлетворение, ибо все понимали значение У-1250 для последующих разработок. Ведь У-1250 разрешил проблему устойчивости камеры и открыл возможность увеличивать тягу в одном агрегате. Новые детища, одинаковые по конструкции, могли теперь иметь широкий диапазон тяг. Далее ОКБ продвинулось в поисках наилучшей схемы двигательной установки и определило типовые конструкции ее узлов. И к концу этого периода наступило определенное упоение успехами, конструкторы стали заявлять, что уже научились делать ракетные двигатели. Между тем У-1250 не был еще привязан к определенному объекту; он был сделан "для души", нося учебный характер. Ведь в 1946 г. и объектов-то ракетной космической техники практически не существовало. Ракетные ОКБ еще не были организованы. Однако чувствовалось, что организация их не за горами. Все готовились к будущим крупным заказам, которые, как Исаев предполагал, должны были охватить любые классы ракет. Камера сгорания У-1250 дала возможность обосновать двигательный комплекс, который, по их мнению, обеспечивал энергетику ракет любых классов более экономичным образом, обеспечивал также большую надежность и был более эксплуатационным, чем у немцев.

ОКБ не только определило свою линию в ракетном двигателестроении, но и начало ее пропаганду. Вот основные положения этой линии: 1) Топливо. Конечно, никакой специальной химии, только керосин и азотная кислота. Специальную химию-

стр. 91


лишь для зажигания. 2) Подача. Только вытеснительная. Она наиболее проста и надежна. При ней получаются вполне приличные в весовом отношении ракеты. 3) Двигатели. Под двигателем понимали тогда, в сущности, одну камеру. Созданная этим ОКБ камера с плоской головкой, с разумно расположенными на ней центробежными форсунками, обеспечивавшими малое "альфа" в пристеночном слое, коническая камера со связанными оболочками (здесь самое важное - именно связанные оболочки, ее цельносварная конструкция) могла быть осуществлена по одному типу на весь мыслимый тогда диапазон тяг - от 400 кг до 9 тонн. Технологически такие камеры элементарны, или, как говорили, доступны для производства в любой мастерской. 4) Арматура. Разработанные узлы автоматики многоразового и одноразового действия были просты, надежны и позволяли осуществлять схемы для силовых ракетных установок - как однорежимных, так и регулируемых и с повторными пусками. Вот кредо двигателистов в 1946 году. О многом тогда не подозревали, упомянутые положения были частично дальнейшим развитием ракетной техники отвергнуты. Но зато другие легли в основу отечественного двигателестроения, и оно базируется на них до сих пор.

17 июля 1946 г., еще до официальной сдачи У-1250, министру авиационной промышленности СССР М. В. Хруничеву был направлен трогательный по своей наивности и простодушию документ. В нем конструкторы писали о своих достижениях в разработке новых образцов ЖРД, докладывали о созданной ими первой цельносварной, выполненной из листа камере со связанными между собой точечного сваркой оболочками, камере У-1250. Она явилась качественным скачком в ЖРД, так как благодаря жесткой связи оболочек допускала изготовление тонкой и мягкой внутренней оболочки. А это, в свою очередь, давало возможность неограниченного форсажа камер по давлению и тяге. На базе У-1250 был запроектирован ряд камер тягой до 9 тонн и приведен расчет весов и дальностей ракет, оснащенных ими. Конструкторы просили помощи в строительстве стендов и производственной базы для ОКБ.

Ожидавшегося эффекта письмо не дало. Вскоре филиал НИИ, где базировалось это ОКБ, был передан вновь созданному ОКБ, а первое оказалось чужеродным телом в новой организации. К тому времени ушел заведовать кафедрой конструкций самолетов в Военно-воздушную академию Болховитинов. Начальником НИИ стал М. В. Келдыш, будущий президент АН СССР. Институт все более и более развивал чисто научную работу в области газодинамики и внутрикамериых процессов в ЖРД. А опытно- конструкторская работа в научном институте не имела перспектив. Поэтому институт не смог оказать ОКБ той поддержки, в которой оно нуждалось.

Чтобы жить на прежней территории, надо было заинтересовать нового главного конструктора в нашем пребывании на ней. Так и поступили. С большой готовностью был принят заказ на отработку двигательной установки для летающей модели сверхзвукового самолета. Работа развернулась на том же производстве, с теми лее конструкторами- самолетчиками, с которыми двигателисты работали и раньше, сменилось лишь руководство. Двигатель У-400 - 10 (на тягу 400 кг с высотностью сопла 10 км) уже в феврале 1947 г. прошел заводские стендовые испытания. Несколько позднее была отлажена вся двигательная установка, и в том же году началась эксплуатация летающей модели на полигоне. Ее полеты обогатили тогдашнюю зазвуковую аэродинамику. История этого дела не сохранила сколько-нибудь крупных неудач. Все шло гладко буквально с первого раза. Доводкой установки и ее полигонной эксплуатацией занимался Н. И. Новиков. Ему же принадлежала конструкция узлов автоматики. Сохранившиеся снимки дают четкое представление об этой работе. Позднее, в начале 1948 г., Келдыш представил Исаева к Государственной премии. То была первая в СССР Государственная премия за соответствующую технику.

А пока что, еще в 1946 г., ОКБ начало новую работу: от Военно-Воздушных Сил был получен заказ на стартовую ракету, облегчающую взлет самолета. Задача была поставлена тяжелая: стартовый ускоритель на импульс 30 000 килограммосекунд (1500 кг на 20 сек.) при весе 100 кг (пустая) и 300 кг (взлетная) должен был после взлета сбрасываться на парашюте, заряжаться и опять использоваться (и так до 60 раз). Работа над СУ-1500 затянулась надолго. Конечно, камера сгорания вышла сразу: очень уж была хороша ее основа - камера У-1250. Но отработка оказалась трудоемкой, так как была связана с летным делом.

стр. 92


В конце 1945 г. в ОКБ прибыла группа сотрудников одного из наркоматов с предложением отработать двигатель для морской торпеды. И это предложение было охотно принято. Опять-таки без всяких затруднений отработали двигатель на тягу 1400 кг и спроектировали двигательную установку. 18 июля 1946 г. двигатель с баллончиками на пять секунд работы, заглушённый резиновым листом, обвязанным веревкой поверх сопла, был опущен в пожарный бассейн и закреплен там на глубине около метра. При пуске двигателя можно было заметить кратковременное бурление, даваемое пусковым режимом. После второго командного импульса, давшего полный расход топлива, за двигателем поднялся водяной бугор высотой до 2,5 метра и длиной 15 - 20 метров, ставший черным от поднятого со дна ила. Характерного шума двигателя не прослушивалось. Через восемь секунд бугор спал, разволновавшаяся вода стала успокаиваться, и установка была извлечена. Резиновый чехол оказался сброшенным, но остался целым и висел на веревке, к которой был привязан. Его использовали вторично. Повторный пуск полностью воспроизвел всю картину. Никаких изменений в двигателе и в системе не обнаружили.

Осенью 1946 г. состоялся первый разговор Исаева с людьми, представлявшими тогда "большую" ракетную технику. Ведь ни стартовую самолетную ракету, ни летающую модель, ни морскую торпеду нельзя считать "большой" ракетной техникой. Организационная работа по развертыванию производства ракетной техники была сосредоточена в ЦК партии. Исаева вызвали туда, и ОКБ поручили отработку двигателя на керосине и азотной кислоте для зенитной ракеты. Это определило судьбу и тематику ОКБ на дальнейший период. ОКБ должно было перебазироваться в создававшийся институт, чтобы для разрабатывавшихся в нем зенитных управляемых ракет отработать двигатели данной конструкции.

Прошел год, прежде чем первая очередь сотрудников переехала на новое место. Там организовался экспериментальный цех, но стендов еще не было, и пришлось сохранить до весны 1948 г. старую базу. Она сама собой закончила существование только после того, как новый восьмитонник тряханул крышу соседнего ангара, в котором размещался сборочный цех. А еще до того на заводе побывали директор нового НИИ и главный конструктор по зенитным управляемым ракетам с заместителями. Директор был поражен жалким видом базы и заверил коллектив ОКБ, что он выстроит для него на территории НИИ дворец. Дворец обернулся затем бугром земли, по которому много лет стреляли из пушек. Около этого бугра ОКБ стало городить из какой-то артиллерийской башни, вытащенной из оврага, и из валявшегося вокруг железа первый стенд на новой территории.

Итак, прежняя работа продолжалась. Отрабатывали двигательную установку для морской торпеды и пять двигателей для нее сдали заказчику, где было налажено дальнейшее их производство. На старом газовом заводе пустили для них стенд и обучили кадры испытателей. На морских испытаниях торпеда ходила с невиданной скоростью, но не очень далеко, из-за чего ее на вооружение так и не приняли. Очень долго шла отработка стартового ускорителя СУ-1500. Без конца его "мутузили" об землю и о бетонные дорожки на испытаниях. Партию в 100 ускорителей изготовили позднее (в 1950 г.) в институте и сдали ВВС. Но славы себе и на этом объекте не заработали, так как успехи турбокомпрессорного моторостроения сделали его не очень-то нужным, и дальше он в дело не пошел.

Затем был получен заказ на двигатель морской ракеты еще от одной организации. Это изделие прожило дольше. Со своей частью двигателисты справились сразу, но летные испытания заняли не один год, и в конце концов это изделие пошло на дно. Наиболее интересной являлась тогда работа со Всесоюзным советом научного инженерно- технического общества (ВСНИТО). В этой общественной организации организовалось конструкторское бюро, поставившее целью сделать зенитную управляемую ракету. Энтузиазм молодых, шедших своим путем, привлек к ним квалифицированных людей из авиации и сведущих в радиотехнических и управленческих делах. ОКБ с большой охотой и по-прежнему чрезвычайно быстро отработало для ВСНИТО двухтонный двигатель и схему силовой установки. Однако эта работа не могла быть завершена без базы. За этими работами последовали другие (не считая основной, обусловившей переход ОКБ в НИИ). Но это было уже после переезда ОКБ в новое НИИ. Практически последний год, проведенный на старой территории, не был потерян

стр. 93


ОКБ для технического роста. В тот год, помимо расширения связей и распространения "своей" техники вширь, удалось сделать кое-что принципиальное.

Как ни странно, это относилось к области химии. Несмотря на простоту отработанных схем одноразовых двигательных установок, конструкторов продолжал глодать червь сомнения. Они не могли смириться с необходимостью давать для запуска два последовательных импульса. Имевшиеся тогда пусковые компоненты - ксилидин и 4- процентный раствор хлорного железа в азотной кислоте требовали пускового расхода, составляющего 25 - 30% от полного. Вот и приходилось городить фор-баллоны, усложнять пневматику, ставить реле времени. Тошно было делать такие вещи! Следовало во что бы то ни стало добиться "пушечного" запуска. И с 1946 г. ОКБ начали посещать химики. Когда они приезжали, то слышали такие речи: "Самореагирующее синтетическое горючее - это роскошь. Достаточно керосина. Но дайте хорошую пусковую пару, позволяющую делать "пушечный" запуск". Химики присматривались, приглядывались, к чему-то готовились, а отдачи пока никакой не было.

ОКБ же для изучения вопросов запуска изготовило специальную установку, названную "химичкой": два топливных баллончика, двухкомпонентный пуско-отсечной кран, монолитная головка с ввернутыми форсунками, к которой четырьмя болтами с проточенными на них калиброванными шейками укреплялась толстостенная камера с соплом. Баллончики заполнялись на одну четверть исследуемыми компонентами. В баллончики подавался сжатый воздух, потом - резкое открытие крана. И тут камера либо оставалась на месте, либо летела, сорвав болты, в песок. Болты не рвались - хорошо, рвались - плохо! Вот какая была техника. Ведь безынерционных датчиков давления еще не существовало.

На этой установке было многое испробовано, пока не появился меланж М50 - великолепный пусковой окислитель, который обеспечивал "пушечный" запуск. Выход на режим с М50 выглядел так: сначала бесшумно выбрасывался серый дым. В течение секунды (время зависело от запаса меланжа) шум плавно нарастал, серый дым на глазах светлел и превращался в настоящий скоростной факел с кольцами Маха. Ни в один момент времени давление в камере (об этом узнали позднее, когда стали пользоваться безынерционными датчиками давления) не переходило режимной величины. Поистине блестящее достижение! Удивительно, что оно явилось чисто доморощенным изобретением, в котором химики не приняли никакого участия. Началось широкое внедрение М50 во все двигательные установки. Ни один запуск на стенде не обходился без меланжа. Меланж просуществовал много лет. Его значение стало уменьшаться лишь с переходом на насосную подачу, которая обеспечивала плавное нарастание расхода при раскрутке насосов. Но на стендах, при отработке камер сгорания, меланж применялся и дальше. Установка для намешивания меланжа была снята со стенда лишь в 1958 году. Десять лет М50 служил ракетной технике верой и правдой.

А через некоторое время у конструкторов опять "засвербило". Они начали изобретать такое пусковое горючее, которое могло бы обходиться без пускового окислителя - меланжа. На этот раз при помощи химиков (топливников) такое горючее было изобретено на базе металлического натрия, четыреххлористого углерода и других добавок: так называемая "каша". Хорошо сваренная из свежих продуктов, она отлично справлялась со своей задачей. Однако не была обеспечена ее стабильность, и в дело она не пошла. Имелись и другие предложения, исходившие от химиков: активаторы в виде пропитанных особым составом тканей (так называемые "портянки"), химические дроссели - шашки с дыркой в трубопроводе, размываемые окислителем, и прочие "хитрости". Но из них толку не вышло, и позднее все же удалось обойтись без меланжа на объектах с вытеснительной системой подачи - при помощи механического дросселя-автомата. Это случилось уже в 1952 году.

Заканчивая раздел "древней истории" данного ОКБ, уместно подвести ее итоги, дав общую оценку деятельности маленького коллектива инженеров за первые годы совместной работы. Какой багаж увозили они в новый НИИ? Научились делать весьма простые и надежные одноразовые, однорежимные двигательные установки. Имели прекрасную стендовую арматуру. Были полны решимости не допустить появления

стр. 94


в советской ракетной технике синтетических самореагирующих горючих, доказывая возможность решения задачи на простых нефтепродуктах. Отработали ряд двигательных установок, в которых нашли применение эти принципы: для летающей модели зазвукового самолета, для морской торпеды, для ракеты "воздух - море", для зенитной ракеты ВСНИТО, сделали стартовый ускоритель для самолетов.

Чего они еще не знали? Прежде всего высокой частоты. Параметры имевшихся камер не столкнули их с этим "диким зверем", повергающим в ужас двигателистов вот уже многие годы. Будучи в полном неведении о подстерегающей их опасности, они не сомневались в том, что сделать камеру на 10, 15 или более тонн в принципе так же просто, как и на две тонны; что все дело - в производственных возможностях. Поэтому с легким сердцем нарисовали камеру на восемь томи и изготовили первые образцы в новом экспериментальном цехе в НИИ. Вот тут-то скрывавшееся ранее "чудовище" рыкнуло при первом же пуске так, что вылетели стекла и чуть не рухнула крыша сборочного ангара. "Зверь" выгнал ОКБ со старой территории и последовал за ним в НИИ. Как искали подхода к "зверю", какие приманки подкидывали ему, стараясь задобрить его и снискать его расположение, - особая тема.

Что же мог обеспечить багаж, накопленный ОКБ на старой базе? Многое. Ракеты "земля - воздух", "воздух-воздух", "воздух-земля", "воздух-вода" и даже тактические ракеты "земля-земля" на 100, 300 и 500 километров. Почему же вплоть до 1952 г. ОКБ не могло похвалиться тем, что внесло практический вклад в ракетную технику страны и тем самым оправдало перед Родиной свое существование? Дело здесь не в ОКБ и не в высокой частоте. Ракеты, к сожалению, состоят не только из двигателей и баков. Чтобы получить ракетные системы, нужны радиоэлектроника, гироскопия, качественные элементы электронной аппаратуры, телеметрия, полигоны, ракетные кадры, "наземка". Многое должно было произойти в промышленности, прежде чем она стала способной выполнять все необходимое. "Двигательные дела" благодаря самоотверженному труду небольшой группы людей были впереди в смысле создания образцов и в смысле уровня познаний. Но время жатвы еще не наступило.

Конструкторы данного ОКБ были знакомы с некоторыми образцами немецкой ракетной техники. Но они не пошли по пути их воспроизведения. Очень тяжелая камера, громадный турбонасосный агрегат - им оказались не по душе сии трофеи. И именно не без влияния этого ОКБ ни одна немецкая ракета, кроме Фау-23 , так и не была в СССР воспроизведена. Использовались отечественные ракетные аппараты, снабженные двигателями конструкции данного ОКБ, ничего общего не имевшими с зарубежными. Так подошли к главному этапу деятельности данного ОКБ, приоткрывшему завесу над тем периодом жизни, когда на горизонте уже смутно просматривались контуры двигателей для космических кораблей.


3 Фау-2 была, несмотря на сравнительную сложность, быстро воспроизведена коллективом под руководством С. П. Королева в виде ракеты Р-1 и сыграла вспомогательную роль как учебная машина. В процессе ее изготовления, испытаний и эксплуатации в СССР осваивалась технология производства и накапливался опыт работы с крупными баллистическими ракетами на кислородном топливе. Но уже через год Р-1 стала заменяться ракетой конструкции С. П. Королева с гораздо более высокими летно- тактическими характеристиками.

Опубликовано 10 февраля 2018 года




Ваше мнение?


© Portalus.ru, возможно немассовое копирование материалов при условии обратной индексируемой гиперссылки на Порталус.

Загрузка...

Прямая трансляция:

Сегодня в тренде top-100


О Порталусе Рейтинг Каталог Авторам Реклама