Первушин Антон. Битва за звезды: Ракетные системы докосмической эры

Подождите немного. Документ загружается.

252 Глава 3

Жидкостный ракетный двигатель «ОР-2» на испытательном стенде

жений РККА Михаил Николаевич Тухачевский — один из

тех крупных советских военачальников, кто мнил себя ре-

форматором армии, а следовательно, интересовался любы-

ми перспективными инженерными разработками, которые

могли бы иметь применение в военном деле. Именно Туха-

чевский выделил ГИРДу полигон в Нахабино, где проводи-

лись все огневые испытания, включая и тесты по отработке

элементов двигателя «ОР-2».

Первые испытания полностью собранного двигателя со-

стоялись 18 марта 1933 года, но в ходе их двигатель взорвал-

ся, а испытательный стенд был разрушен.

Впоследствии первая бригада ГИРДа усовершенствовала

двигатель, заменив бензин этиловым спиртом для снижения

температуры газов и облегчения охлаждения (эта модифика-

ция получила обозначение «02»). В течение 1933 года было

проведено еще три испытания двигателя, но он продолжал

вести себя капризно: не удавалось добиться устойчивого го-

рения. Максимальная продолжительность работы составила

35 секунд, полученная тяга — примерно 40 килограммов.

Несмотря на проблемы с двигателем, надежда на то, что

ракетоплан «РП-1» будет достроен, все еще оставалась. Сек-

ретарь ГИРДа писал Константину Циолковскому:

«Наши опытные работы по ракетоплану ГИРД-РШ под-

ходят к концу. <...> У нас работает много высококвалифици-

рованных инженеров, но лучшим из лучших является пред-

седатель нашего техсовета инженер С. П. Королев. <...>

Он-то и будет пилотировать первый ракетоплан».

Тем временем у деревянного планера приближался к

концу паспортный срок эксплуатации. Чтобы четвертая бри-

гада не простаивала, инициативный Королев переориенти-

ровал ее на исследования по теме обеспечения жизни чело-

века при полете в стратосфере и выше. В этих исследованиях

бригада действовала в содружестве с лабораторией летного

труда Военно-воздушной академии имени Жуковского. Были

рассмотрены особенности полета в скафандрах, в герметиче-

ских кабинах с регенерацией воздуха и так далее.

В архиве сохранился отчет об одном из исследований, вы-

полненных в Академии имени Жуковского и посвященных

обеспечению дыхательной функции экипажа на «стратоса-

молете». В отчете говорится: «В целях разрешения поставлен-

ного ГИРДом перед лабораторией вопроса раньше всего бы-

ли изучены явления, создающиеся в герметической кабине.

Для этого были проведены опыты в сварной железной гер-

метической кабине объемом 1,37 куб. метра с пребыванием

в ней двух человек в течение различного времени».

В конце концов Королев и остальные «гирдовцы» были

вынуждены отказаться от идеи создания «РП-1». Измени-

лась конъюнктура, изменились и дальнейшие планы. Ракето-

план «РП-1» («Имени XIV годовщины Октября») так и

остался проектом, а Сергей Королев так и не стал первым

советским пилотом, поднявшим в воздух самолет с реактив-

ным двигателем.

Позднее на планер «БИЧ-11» установили двигатель внут-

реннего сгорания «Скорпион» мощностью в 27 лошадиных

сил, превратив его тем самым в авиетку. В таком виде

«БИЧ-11» совершил несколько удачных полетов, став одним

из первых самолетов типа «летающее крыло».

Ракеты Михаила Тихонравова. Среди «гирдовцев» го-

раздо больших успехов добилась вторая бригада, возглавляе-

мая Михаилом Клавдиевичем Тихонравовым.

Ракеты и ракетопланы Советской России 253

254

Глава 3

В бригаде работали способные инженеры с отличной фи-

зико-математической подготовкой. Они вели следующие те-

мы: двигатель «РД-А» («РДА-1») с насосной подачей компо-

нентов для ракетоплана «РП-2» (модификация ракетопла-

на «РП-1» с двигателем Тихонравова и двумя кислородными

баками), ракета «ГИРД-05» под азотно-кислотный двига-

тель «ОРМ-50» конструкции Валентина Глушко, ракета

«ГИРД-07» с двигателем на жидком кислороде и керосине,

ракета «ГИРД-09» с использованием топлива смешанного

агрегатного состояния.

Первоначально основное внимание в бригаде уделялось

разработке топливного насоса, спроектированного Тихонра-

вовым. В 1932 году были изготовлены рабочие чертежи насо-

са. Но изготовление его, переданное одному из предприятий,

затянулось.

Во второй половине 1932 года центр тяжести работ бри-

гады сместился на создание ракет, причем разработка их

проектов в основном велась комплексно, включая корпус ра-

кеты, двигатель, систему подачи, наземное оборудование, си-

стему спасения.

Ракета «ГИРД-07» была первой ракетой, над которой

начала работать вторая бригада ГИРДа. Ее двигатель дол-

жен был работать на жидком кислороде и керосине.

Топливные баки помещались в стабилизаторах ракеты,

а ЖРД — между ними. Подача топлива осуществлялась

давлением паров кислорода. Однако отработка двигателя

ракеты «07» не была закончена в ГИРДе, и впоследствии

она летала с двигателем, проходившим под обозначением

«10».

Наиболее успешно и быстро второй бригадой были осу-

ществлены работы по ракете «ГИРД-09». Она была спроек-

тирована под топливо, состоящее из жидкого кислорода и

сгущенного бензина. Двигатель ракеты «09» представлял со-

бой камеру из листовой латуни с бронзовой головкой и

бронзовым гнездом для сопла. Сопло было изготовлено из

стали. В головку ввертывался пусковой кран, соединенный

непосредственно с кислородным баком, изготовленным из

дюралевой трубы. Подача жидкого кислорода осуществля-

лась давлением его же паров. Для наблюдения над нараста-

нием давления на ракете был установлен манометр. Сгущен-

ный бензин помещался непосредственно в камере сгорания

между особой цилиндрической металлической сеткой и

стенками камеры. Корпус ракеты, внутри которого были

размещены двигатель и бак, был сделан из дюраля толщиной

0,5 миллиметра. Стабилизаторы были из электрона. Полно-

стью снаряженная ракета весила 19 килограммов, в том чис-

ле 6,3 килограмма приходилось на топливо.

Первые испытания ракеты «ГИРД-09» состоялись на На-

хабинском полигоне 8 июля 1933 года. На нем присутство-

вали многие специалисты ГИРДа, в том числе и Сергей Ко-

ролев. Состоялось два запуска двигателя. При первом запуске

двигатель «09» развил тягу в 28 килограммов, при вто-

ром — 38 килограммов.

Объяснялось это тем, что давление в камере сгорания во

втором случае было на 3 атмосферы выше. Посовещавшись,

«гирдовцы» решили впредь работать при еще более высоком

давлении.

Через месяц, 7 августа 1933 года, на Нахабинском поли-

гоне испытывался двигатель с давлением в камере 13 атмо-

сфер. Тягу удалось поднять до 53 килограммов.

Для будущей ракеты пробовали разные варианты зажига-

ния смеси в камере сгорания. Пытались использовать и мед-

ленногорящий состав на основе пороха. Этот состав в камере

должен был воспламенять топливную смесь. Подобрали нуж-

ный порох, поместили в металлический сосуд. Начали испы-

тывать, как он будет гореть. Но он сразу же взорвался.

Тогда Тихонравов и Королев, используя свой авиацион-

ный опыт, решили применить зажигание от свечи, как это

делается в авиадвигателях. И свеча не подвела, хотя иногда

случались неприятности. Особенно огорчали неудачи в по-

следние дни перед пуском ракеты, из-за чего ее старт при-

ходилось трижды откладывать — 9, 11, 13 августа. Наконец

наступило 17 августа 1933 года — канун Дня Воздушного

Флота, который «гирдовцы», среди которых было много

авиаторов, считали своим праздником.

Вот как рассказывает об этом историческом событии Ни-

колай Иванович Ефремов, сотрудник и секретарь партийной

организации ГИРДа:

Ракеты и ракетопланы Советской России 255

256

Глава 3

«Семнадцатое августа. На испытания поехали немногие,

что способствовало деловой обстановке. Ракету готовили не

спеша, проверялся каждый агрегат по нескольку раз, и толь-

ко к вечеру закончили подготовку. Ракета заправлена бензи-

ном, вернее, остатками бензина, ее опустили в пусковой ста-

нок. Проведена заливка жидкого кислорода, одет носовой

обтекатель. Начинает нарастать давление в кислородном ба-

ке от паров кислорода Теперь надо ждать и следить по ма-

нометру, установленному на ракете, до пускового давления в

18 атм. Стрелка манометра остановилась на цифре 13,5 и не

хочет больше двигаться. По струйке паров видно, что пропус-

кает предохранительный клапан и давление больше не под-

нять. Устанавливается своеобразное равновесие. Что делать?

Решаем произвести запуск, правда, ракета не достигнет

расчетной высоты, но это при первом пуске не имеет

принципиального значения. Главное — полет, в котором бу-

дет проверена работа всех агрегатов. «Добро, пускаем!» - ре-

шает Сергей Павлович. Достаю коробку спичек и передаю

ему. Он поджигает бикфордов шнур. Идем в блиндаж. Ста-

новлюсь у пульта управления, рядом вплотную становится

Сергей Павлович. Смотровое окно узкое, и мы стоим очень

плотно, чтобы видеть ракету и пусковой станок.

Команда «контакт», и сразу же толкаю от себя рукоятку

пускового крана. Взрыв — звучит приятный «голос» нашего

двигателя, и первая советская ракета медленно начала подъем.

Затем будто зависла на верхнем срезе пускового станка. Впе-

чатление такое, что она зацепилась за концы направляющих

труб и только после этого ринулась ввысь. Летит!!! Мы броси-

лись к выходу, чтобы следить за дальнейшим ее полетом.

Нас охватило чувство, которое трудно даже описать. Тут

и нервное напряжение, накопившееся за все предпусковое

время, и восторг, и радость, и еще что-то... Словом, эмоций

больше, чем нужно. Сергей Павлович был ближе к выходу и

первым оказался в проеме выходной двери, да так и застрял

там, загородив собой выход, глядя на летящую вверху ракету.

Тут уж не до вежливости и этикета. Резким толчком плеча я

вытолкнул его наружу, а сам застыл на том же месте, жадно

следя за полетом, стараясь не упустить ни одного колебания

ракеты, которая начала раскачиваться.

Состояние полной отрешенности от всего окружающего,

все внимание только туда — в вышину. Евгений Маркович

Матысик и Лев Алексеевич Иконников, наши слесари-сбор-

щики, забрались на дерево, чтобы лучше следить за полетом.

Когда ракета взлетела, они стали восторженно кричать и

подпрыгивать на своих ветках. В результате Матысик поте-

рял равновесие и свалился вниз.

Ракета поднялась примерно на 400 м и повернула к зем-

ле. Причиной изменения полета послужило повреждение во

фланцевом соединении камеры сгорания с сопловой частью,

за счет чего возникла боковая сила, которая и завалила раке-

ту. До земли ракета летела с работающим двигателем и раз-

рушилась от ударов о деревья.

Ракету увидели издали, она разломилась на несколько час-

тей. Из сопла все еще струился дымок».

Полету «девятки» был посвящен специальный выпуск

стенгазеты ГИРДа «Ракета №9». Во всю ширину газеты при-

ведена слегка измененная фраза из заметки Сергея Короле-

ва: «Советские ракеты победят пространство!» А ниже сама

заметка:

«Первая советская ракета на жидком топливе пущена.

День 17 августа, несомненно, является знаменательным днем

в жизни ГИРДа, и начиная с этого момента советские раке-

ты должны летать над Союзом Республик.

Коллектив ГИРДа должен приложить все усилия для то-

го, чтобы еще в этом году были достигнуты расчетные дан-

ные ракеты и она была сдана на эксплуатацию в Рабоче-Кре-

стьянскую Красную Армию.

В частности, особое внимание надо обратить на качество

работы на полигоне, где, как правило, всегда получается

большое количество неувязок, недоделок и прочее.

Необходимо также возможно скорее освоить и выпус-

тить в воздух другие типы ракет, для того чтобы всесторонне

научить и в достаточной степени овладеть техникой реактив-

ного дела.

Советские ракеты должны победить пространство!»

Обратите внимание, Королев прямо пишет о том, что ра-

кета должна встать на вооружение РККА. Это очень симпто-

матично для нового поколения ракетчиков: они уже думали

Ракеты и ракетопланы Советской России 257

258

Глава 3

не столько о полетах на Луну или на Марс, сколько о более

близкой перспективе — создании боевых ракет дальнего дей-

ствия. Они были детьми своего времени, а это было время

войны...

Однако вернемся к основной теме нашего разговора.

Успех первого запуска следовало закрепить, и поздней осе-

нью 1933 года была запущена вторая ракета «ГИРД-09». На

это раз испытания не оправдали ожиданий, после подъема

ракеты на высоту около 100 метров по невыясненной при-

чине произошел взрыв двигателя.

Впоследствии было изготовлено и запущено еще шесть

экземпляров ракеты «ГИРД-09», имевших, правда, индекс

«13». В ходе их пусков выявлялось влияние угла, под кото-

рым ракета пускалась, на характер полета. Большинство из

этих ракет достигло высоты полета в 1,5 километра.

Проектирование ракеты «ГИРД-05» началось после запу-

ска «девятки». Она рассчитывалась под двигатель «ОРМ-50»

конструкции Валентина Глушко, работавший на азотной

кислоте и керосине. Ракета была построена в конце 1933 го-

да в период создания новой организации на базе ГИРДа и

ГДЛ.

В 1934 году ракета с установленным двигателем прошла

пять стендовых испытаний для отладки системы подачи топ-

лива. При попытке пуска ракеты на полигоне, в связи с по-

ниженным давлением подачи топлива из баков, двигатель

развил неполную тягу и выработал все топливо, находясь в

пусковом станке.

Позднее ракета «ГИРД-05» была использована как про-

тотип при проектировании стратосферной ракеты «Авиа-

ВНИТО». Для нее был использован керамический двигатель

«12к», конструкции инженера Душкина, с тягой в 300 кило-

граммов, работавший на жидком кислороде и 96%-ном

спирте, продолжительностью работы 60 секунд.

Среди других изменений, внесенных в конструкцию ра-

кеты «ГИРД-05» при проектировании «АвиаВНИТО», мож-

но назвать установку профилированных пустотелых стабили-

заторов, которые взяли от неоконченной высотной ракеты

«РДД-11». Ракета «АвиаВНИТО» имела длину 3,225 метра,

диаметр — 0,3 метра, начальный вес — 97 килограммов, из

которых 32,6 килограмма приходилось на топливо, а 10 ки-

лограммов — на полезный груз. В головной части ракеты уло-

жили парашют, который должен был открываться по сигна-

лу гироприбора при определенном угле отклонения ее

продольной оси от вертикали. В приборном же отсеке уста-

новили аппарат для замера высоты полета, созданный на

основе барографа.

Первый пуск «АвиаВНИТО» был осуществлен 6 апреля

1936 года из пускового станка ракеты «07» с короткими на-

правляющими. Ракета вышла из него, не набрав большой

скорости, и полетела, поворачиваясь против ветра. В резуль-

тате парашют раскрылся еще до окончания работы двигате-

ля и не дал ей подняться достаточно высоко.

Для последующих пусков, чтобы обеспечить строго вер-

тикальный старт, соорудили деревянную мачту высотой в

48 метров с направляющей планкой, которую охватывали

держатели — «лапки» ракеты. Планкой служил рельс от уз-

коколейки. 15 августа 1937 году был произведен успешный

пуск этой ракеты на высоту около 3 километров с исполь-

зованием мачты в качестве пускового станка.

Крылатые ракеты РНИИ. Успешный запуск «девятки»

побудил первую бригаду ГИРДа ускорить работы над раке-

той «ГИРД-Х», которую проектировал еще Фридрих Цандер

для апробации в условиях настоящего полета отдельных уз-

лов и приборов будущих ракетопланов.

Согласно проекту, ракета «ГИРД-Х» должна была иметь

длину 2,2 метра, стартовый вес — 29,5 килограмма, из кото-

рых 8,3 килограмма — вес топлива. На ракете был установ-

лен двигатель «10» с вытеснительной подачей топлива (жид-

кий кислород и этиловый спирт) и тягой в 70 килограммов.

Первый пуск ракеты «ГИРД-Х» состоялся 25 ноября

1933 года (то есть уже через три месяца после старта «девят-

ки»). Ракета взлетела вертикально, достигнув высоты в

80 метров.

Осенью 1933 года Газодинамическая лаборатория и

МосГИРД объединились и на их базе начал работать Реак-

тивный научно-исследовательский институт (РНИИ). Идея

объединения созрела давно, когда представители этих двух

Ракеты и ракетопланы Советской России 259

260

Глава 3

коллективов познакомились с результатами работ друг дру-

га. Идея понравилась и «высокому покровителю» Тухачев-

скому, который энергично принялся претворять ее в

жизнь.

В результате 31 октября 1933 года по представлению Ту-

хачевского Совет Труда и Обороны утвердил постановление

об организации РНИИ. Сергей Королев был назначен на

должность заместителя начальника института. При этом он

получил звание дивизионного инженера и стал носить два

ромба на петлицах.

В 1934 году Королев опубликовал свою первую серьезную

работу — книгу «Ракетный полет в стратосфере». Книга эта,

написанная простым доступным языком, популяризировала

идеи ракетной техники; в ней подводился некий промежу-

точный итог работе, проделанной как в ГИРДе, так и в дру-

гих научных группах.

В этой книге Королев приходит к неожиданным выво-

дам:

«Достаточно посмотреть на <...> примеры ракетного

планера и высотного самолета и сравнить их с составной ра-

кетой Оберта и др. В первом случае — неуклюжий тяжелый

взлет перегруженного аппарата, полет в течение коротких

минут на практически ничтожной высоте и затем посадка

туда, куда придется, так как мотор остановлен из-за израсхо-

дования всего горючего. В другом случае — мгновенный лег-

кий взлет, скорости во много сотен метров в секунду и гро-

маднейшие высоты.

Отсюда можно сделать два вывода

Первый — это необходимость и целесообразность при-

менения ракет, сразу развивающих достаточные скорости и

испытывающих поэтому весьма значительные ускорения.

Это — задача сегодняшнего дня.

Второй — полет человека в таких аппаратах в настоящее

время еще невозможен. Повторяем еще раз, что в данном

случае имеется в виду не подъем, а полет по некоторому за-

данному маршруту с работающим мотором.

Понятно, что ракета, благодаря своим исключительным

качествам, т. е. скорости и большому потолку (а значит и

большой дальности полета), является очень серьезным ору-

Модели крылатых ракет РНИИ

жием. И именно это надо особенно учесть всем интересую-

щимся данной областью, а не беспочвенные пока фантазии о

лунных перелетах и рекордах скорости несуществующих ра-

кетных самолетов».

Именно этот фрагмент любят цитировать историки кос-

монавтики, чтобы показать заинтересованному читателю мо-

мент разочарования Королева в идее ракетопланов в пользу

ракет простой схемы. Однако дальнейшая деятельность кон-

структора отвергает этот тезис. Дело в том, что сразу после

организации РНИИ Сергей Королев с соратниками начина-

ет разработку серии крылатых ракет под индексом «06/1»,

«06/2» и так далее (в знаменателе указывался порядковый

номер), которые, по сути, являлись моделями будущих раке-

топланов.

Эти ракеты, как выяснилось, нужны были не только для

экспериментов, они привлекли внимание военных, увидев-

ших в них средство для поражения различных целей на зем-

ле и летящих объектов в воздухе.

Что же такое крылатая ракета в представлении Сергея

Королева? Для того чтобы ответить на это вопрос, обратимся

к его статье «Крылатые ракеты и применение их для полета

человека» (1935 год):

Ракеты и ракетопланы Советской России 261