Авиация и космонавтика 2002 01

Ракета с двумя ускорителями PJ1A- 110("Гроза") обладала грузоподъемностью большей, чем у "Протона", а с четырьмя PJ1A-120 (названная впоследствии "Энергией") – соответствовала грузоподъемности Н-1. Носитель с восемью ускорителями PJ1A-130 ("Вулкан") предназначался для доставки станции и космонавтов на Луну. При этом пуски всех носителей осуществлялись с одного стартового сооружения, построенного для Н-1.

Конструкция ускорителя унифицировалась с первой ступенью боевой ракеты "Зенит", параметры которой определялись тягой ее сверхмощного кислородно-керосинового двигателя. Унифицировалась и конструкция вторых ступеней всех носителей. Исходя из печального опыта многолетнего поиска полезных грузов для Н-1, Глушко полагал, что пуски ракет-носителей такого класса будут редкими, а потому главное внимание при проектировании нужно уделять обеспечению их надежности даже в ущерб эффективности использования.

В силу этого Глушко считал целесообразным применять унифицированную вторую ступень на всех носителях, а не делать новые для каждого ряда. Он полагал, что при малом числе пусков, затраты на разработку таких ступеней будут намного выше потерь обусловленных снижением их грузоподъемности за счет унификации.

Последняя могла быть осуществлена только на основе второй ступени самой тяжелой ракеты. Такая связь судьбы программы с судьбой "Вулкана", то есть базы на Луне, ослабляла ее позиции. Трезво мыслящие компоновщики полагали, наоборот, что стартов "Грозы" может быть на порядок больше темпа пусков "Вулкана" и выгоднее выводить при каждом ее старте больший груз, чем экономить на унификации второй ступени. Глушко умел внимательно слушать оппонентов и охотно соглашался с их разумными предложениями. Однако он не хотел или, может быть, уже и не мог отказаться от столь сомнительного достоинства своей программы, ведь о нем уже знали члены Политбюро. Поддерживали его конструкторы и технологи, которым сплошная унификация значительно сокращала объем выпускаемой документации и требуемой производственной оснастки. Нравилась она и головным институтам. Расчеты компоновщиков убедили его лишь в целесообразности установки на второй ступени кислородно-водородного двигателя, так как создание последнего только подкрепляло программу. Он сравнительно быстро договорился с А.Д. Конопатовым о его проектировании. Таким образом, гвоздем этой программы стала разработка двух новых мощных жидкостных ракетных двигателей, а основой семейства тяжелых ракет-носителей – унифицированная первая ступень ракеты "Зенит" и унифицированная вторая ступень "Вулкана". База на Луне (из-за отсутствия адекватной программы развития космической техники) выполняла фактически лишь роль путеводной звезды. Во всяком случае, не являлась конечной целью программы.

Строгие дополнительные ограничения на значения параметров ракет ряда, накладываемые условиями унификации, намного усложнили процесс их компоновки. Приходилось заниматься всеми ракетами одновременно, исследуя большое число вариантов конструкций.

Только завязка ракеты "Зенит", проводимая И.П. Фирсовым и Б.П. Сотсковым, проходила по уже отработанной технологии и независимо от носителей. С последними возились все киты проектных подразделений, изрядно поломавшие зубы при разработке Н-1. Но основной объем работ свалился на плечи компоновщиков и специалистов моего отдела строительной механики ракет. Ермолаев П.И., Удальцов В.А., Долгопятов Р.Д., Либерман В.В., Заболотский Л.В. получили возможность в полной мере проявить свою эрудицию и богатый опыт и дать волю фантазии, которая с трудом сдерживалась Жидяевым А.А., Кузнецовым В.В., Волковым A.M., Денисенко А.В., группы которых вели сравнительный анализ схем нагружения конструкций всех вариантов и нормировали прочность частей ракет выбранных компоновок.

Работали вечерами и в выходные дни, сознавая важность задачи. Утверждал тома технических предложений, обосновывавших реальность программы, сам генеральный конструктор. Он делал это в приподнятом настроении, подчеркивая всем своим видом торжественность момента. Однако, когда очередь дошла до прочности, он сник, узнав, причем случайно, что у носителей "Гроза" и "Энергия" нет резерва массы для выведения кораблей с космонавтами, а именно – на обеспечение прочности их вторых ступеней в процессе аварийного выключения двигателя одного из ускорителей, необходимого для безопасного срабатывания системы спасения экипажей.

Замена на ускорителе группы двигателей малой тяги одним двигателем большой тяги (ради повышения его надежности) сопровождалась увеличением массы второй ступени вследствие роста уровня колебаний ее конструкции, вызываемых быстрым спадом тяги любого двигателя при аварийном выключении. И это увеличение было тем больше, чем меньше было число ускорителей у носителя.

– Что же теперь делать? Ведь это погубит всю программу!

Коляко молчал. То ли он упустил данный вопрос, то ли академик не заикался о нем, думая, что на ракету можно ставить любой груз допустимых габаритов, как на телегу. Я ответил, что нужно либо отказаться от пакетной схемы упомянутых носителей, либо существенно снизить скорость изменения тяги при выключении сверхмощного двигателя. Не дело снимать за доли секунды с тонкостенной конструкции несимметрично приложенную огромную силу – семьсот тонн. Встряска второй ступени "Грозы" при таком воздействии будет на порядок интенсивнее, чем при выключении центральных двигателей у ракеты Н-1, о которой до этого шумел Минавиапром.

Глушко смотрел на меня долго, не говоря ни слова, пока не понял, что эта скорость действительно является важной характеристикой сверхмощного двигателя.

– Хорошо. Я введу специальный регулятор спада тяги при штатном и аварийном выключении. Завтра отправляйтесь к Радовскому и договоритесь с ним о допустимой величине ее градиента.

Меня поразила быстрота принятия такого решения, от рассмотрения которого в течение многих лет отмахивались все двигателисты, ссылаясь на то, что процесс спада тяги (то есть догорания топлива после мгновенного прекращения его подачи) является процессом принципиально неуправляемым. Заместители главного конструктора по двигателю и возмущались, и стонали, но все же подписали соответствующую бумагу, на основе которой в технических предложениях отметили, что все ракеты-носители семейства смогут выводить на орбиту Земли космонавтов.

Разослав эти предложения по нужным адресам, КБ приступило к эскизному проектированию "Грозы" с целью поэлементной унификации ускорителя и его систем с первой ступенью "Зенита", разработка которого начиналась в г. Днепропетровске по особому постановлению.