Страница 15 из 17
Герметичная кабина суборбитальной пилотируемой ракеты «ВР-190» («Победа»)
Подытоживая, министр предлагал принять проект к реализации. На начальном этапе следовало изучить собранные материалы по немецкой ракете «А-4», а создание и испытание летных образцов провести непосредственно в Германии. Затем планировалось изготовить 10–15 корпусов ракет со всеми необходимыми изменениями, предложенными группой Тихонравова-Чернышева. При этом министр отмечал, что опыт работы с немецкими ракетами есть только у Тихонравова, а значит, в два года, запрошенные конструкторами на реализацию проекта, уложиться вряд ли получится.
Сталин положительно отозвался о проекте «ВР-190». Но работа всё равно не сдвинулась с мертвой точки, поскольку авторы суборбитального корабля и Министерство авиапромышленности долго не могли прийти к взаимопониманию.
Тогда Тихонравов и Чернышев обратились к начальнику Научно-исследовательского института № 4 Министерства обороны (НИИ-4 МО) Алексею Ивановичу Нестеренко[76] – тот отнесся к их затее с благосклонностью, и в том же 1946 году группа перебралась к нему «под крыло».
Сначала работы над проектом шли по основному целевому назначению – обеспечению вертикального ракетного полета пилотов в верхние слои атмосферы. Однако вскоре вокруг проекта, за которым было зарезервировано новое название «Победа», сложилась весьма неблагоприятная обстановка, потому что он не соответствовал общей тематике института. Дело доходило до жалоб в Центральный Комитет КПСС. По свидетельству одного из участников тех давних событий, сам Сергей Павлович Королёв высказывался в кулуарах против «ВР-190».
Учитывая осложнение ситуации, руководство института поменяло направленность проекта. Он получил название «Ракетный зонд» и с 1947 года был нацелен на изучение парашютных систем спасения отработавших ступеней и их головных частей в процессе проведения испытаний. После принятия этих поправок проект получил официальную положительную оценку НИИ-88, подписанную Королёвым.
Однако Тихонравов потерял интерес к проекту и устранился от этих работ. Тему довели до итогового отчета другие. «Ракетный зонд» прошел натурные испытания на реальной технике, в результате чего ряду сотрудников НИИ-4 была присуждена Сталинская премия.
Пилотируемая ракета «Победа» (рисунок А. Шлядинского)
Отказ Королёва поддержать «Победу» легко объясним. Главный конструктор терпеть не мог прожектерства в любом виде и понимал, что, пока баллистические ракеты не поставлены на «поточное» производство, планировать пилотируемый суборбитальный полет преждевременно. Кроме того, грузоподъемность «А-4» (и, соответственно, «ВР-190») не соответствовала амбициозной программе экспериментов. Время пилотируемых ракет пришло позже – когда Сергей Королёв с коллегами взялись за реализацию проекта, получившего обозначение «Р-5»[77].
Штаты НИИ-88 и подчиненного Королёву отдела № 3 очень быстро росли. К началу 1950 года в отделе трудилось уже 278 человек, а фронт работ резко расширился. Поэтому 26 апреля 1950 года приказом министра вооружения было создано Особое конструкторское бюро № 1 (ОКБ-1) по разработке ракет дальнего действия. Одной из первых задач, которую должно было решить новоиспеченное бюро, стало создание стратегической ракеты для доставки атомного заряда на расстояние свыше 1000 км.
Немецкая компоновка, реализованная в ракетах «А-4», «Р-1» и «Р-2», не подходила для ракеты, рассчитанной на такую дальность, и ее пришлось пересмотреть. Прежде всего следовало максимально облегчить саму ракету. Для начала конструкторы отказались от герметичного и тяжелого приборного отсека. Все приборы системы управления, за исключением чувствительных элементов (гироприборов и интеграторов), размещались в отсеке, который был прямым продолжением хвостового. Чувствительные же элементы во избежание влияния вибраций отодвинули подальше от двигателя, в межбаковое пространство, закрепив на специальных кронштейнах.
Затем была реализована старая идея, возникшая еще при проектировании «Р-2», – оба топливных бака (этиловый спирт и жидкий кислород) сделали несущими, что позволило дополнительно разгрузить ракету.
Опыт работы с трофеями показал, что бак с жидким кислородом можно избавить от массивной теплоизоляции, которую ставили немцы. Испарения оказались не столь значительны, как думали раньше, и вполне могли быть компенсированы за счет подпитки на старте. С тех пор такая конструкция бака с жидким кислородом стала типовой, и можно увидеть, как на готовой к старту ракете в месте его расположения оболочка белеет от инея[78].
Был закрыт и еще один важный вопрос. Отделяемая боеголовка «Р-5» входила в атмосферу со скоростью 3 км/с – понятно, что при этом она сильно нагревалась. Для защиты ее от термического разрушения были созданы специальные «уносимые» теплозащитные покрытия – избыточная тепловая энергия поглощалась за счет испарения поверхностного слоя покрытия и отводилась потоком воздуха. Ныне этот принцип теплозащиты широко используется в ракетно-космической технике.
В 1953 году, перед началом полигонных запусков, в филиале № 2 НИИ-88, расположенном в комплексе новых зданий под городом Загорском[79], провели огневые стендовые испытания с целью определения реальных температур компонентов топлива в баках ракеты, проверки двигательных систем, отработки циклограммы запуска[80]. Впоследствии огневые испытания («прожиги») узлов и элементов новых ракет в полном сборе на стенде станут в бюро Королёва обязательными.
Первый этап запусков на полигоне Капустин Яр был проведен весной 1953 года. Всего было испытано в полете 8 ракет: на дальность 270, 550 и 1200 км.
Запуски на дальность 270 км прошли более чем успешно, а при испытаниях на 1200 км обнаружились недоработки: на 65-й секунде полета возникла неустойчивость в движении, после чего произошло разрушение «изделия» из-за потери управляемости. Последний пуск первого этапа состоялся 23 мая – условия испытаний для проверки устойчивости движения в этом случае были более жесткими, так как ракету снабдили четырьмя подвесными головными частями, которые увеличивали величину воздушного сопротивления. Несмотря на опасения, полет на дистанцию в 550 км прошел нормально.
Баллистическая ракета «Р-5» на старте (© РКК «Энергия»)
Хотя полигонные испытания были признаны в целом успешными, стало ясно, что необходимо гарантировать устойчивость ракеты при движении. В конструкцию и в управление был внесен ряд изменений. К примеру, серьезной доработке подвергли систему отделения головной части: для ее крепления использовались инерционные болты, из-за чего в полете наблюдались колебания боеголовки относительно корпуса, – в дальнейшем их заменили стяжными болтами с пневматическим разъемом.
Второй и третий этапы испытаний «Р-5» начались поздней осенью 1953 года, а завершились в феврале 1955 года. Ракета показала себя очень хорошо, но пришлось дорабатывать систему радиоуправления дальностью.
Система радиоуправления была впервые применена еще на немецких ракетах «А-4», чтобы снизить рассеивание при полете к цели[81]. Сотрудники НИИ-885 освоили ее во время испытаний на полигоне Капустин Яр и после модернизации использовали для боковой радиокоррекции траекторий «Р-1» и «Р-2». Для ракеты «Р-5» одной радиокоррекции оказалось недостаточно, требовалось управлять еще и дальностью – ведь точность попадания снижалась с повышением расстояния полета. Новая система должна была решать очень важную задачу – выдавать команду на выключение двигателя в тот момент полета, после которого боеголовка, летя по инерции, с гарантией попадет в цель. Исследования показали, что для этого достаточно знать два параметра: радиальную скорость ракеты и истинное расстояние до нее. Соответственно, требовалось четыре прибора: два приемо-передатчика на земле и два ответчика на борту ракеты.
76
Нестеренко, Алексей Иванович (1908–1995) – советский военачальник. В вооруженных силах с 1925 года по 1966 год. Участник боев с белокитайцами во время конфликта на КВЖД, Советско-финской и Великой Отечественной войн. Командовал подразделениями гвардейских минометных частей («БМ-8», «БМ-13»), дослужившись до заместителя командующего артиллерией фронта. В 1943 году получил звание гвардии генерал-лейтенанта артиллерии. В 1955–1958 годах стал первым начальником полигона Тюра-Там, возглавлял НИИ-4 и ракетный факультет Академии имени Ф. Э. Дзержинского.
77
Перед «Р-5» в бюро С. П. Королёва прорабатывался проект баллистической ракеты «Р-3» на дальность полета 3000 км. «Р-5» родилась как модификация экспериментальной «Р-3А» – для экономии времени и ресурсов вместо экспериментальной сразу решили делать боевую ракету.
78
Благодаря «кислородному» инею возникла одна из традиций современных ракетчиков. Военнослужащие космодрома Плесецк выводят на нем имя «ТАНЯ». Кто придумал эту традицию и кто такая Таня, никто уже не помнит, но однажды имя не написали – и «семерка» взорвалась на старте.
79
Испытательный комплекс под Загорском (Сергиев Посад) функционирует и сегодня. В 1956 году это предприятие получило название НИИ-229, а в 1967 году – Научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения (НИИхиммаш).
80
Циклограмма запуска – таблично-графическое изображение последовательности операций подготовки к запуску и запуска с указанием времени, затрачиваемого на каждую операцию. Применительно к ракете циклограмма начинается с операции ее установки на пусковое устройство и заканчивается ее пуском. За нуль отсчета времени принимают момент отрыва ракеты от пусковой установки (Т 0.00.00). Время свершения событий, происходящих до момента «нуль отсчета времени», обозначается на временной оси со знаком «минус». Если, например, заправка баков окислителем должна начаться за 5 часов 31 минут 12 секунд до взлета ракеты, то это событие на временной оси циклограммы происходит в момент времени Т-5.31.12. Время свершения событий, происходящих после нуля отсчета времени, обозначается со знаком «плюс». Например, если отделение первой ступени происходит на 123-й секунде после подъема ракеты, то это событие на временной оси циклограммы происходит в момент времени Т+0.02.03. Применительно к двигателю или другому устройству циклограмма отражает последовательность команд на срабатывание его элементов, обеспечивающих заданный режим работы.
81
На ракетах «А-4/V-2» использовалась система боковой радиокоррекции «Гавайя-Виктория» («Гавайя» – наземный передатчик, «Виктория» – бортовое приемное устройство). Система имела малую помехоустойчивость и с ее помощью было трудно перенацелить ракету, поэтому от нее быстро отказались, заменив более совершенной отечественного производства.