Авиация и космонавтика 1994 01-02

Полет закончен

Заправка бортовой емкости ГЛЛ жидким водородом на стартовой позиции в полевых условиях проводилась разработанным в ЦИАМ передвижным заправочным комплексом на базе серийного заправщика ЦТВ-25/6.

В результате испытаний получен большой объем информации по рабочему процессу в ГПВРД, разработаны рекомендации по улучшению конструкции камеры сгорания, создан банк данных для совершенствования математического моделирования. Подтверждена состоятельность основных концепций, заложенных на стадии проектирования в конструкцию двигателя.

По программе «Холод» планировалось проведение шести пусков ГЛЛ с различными полетными заданиями, но известные политические события в нашей стране затормозили ее выполнение. Были осуществлены только два пуска, сейчас готовится третий – с большей скоростью полета.

В настоящее время ведутся научные исследования по различным проблемам создания ГПВРД. Так, МАИ, ЦАГИ, ТМКБ «Союз», ЦИАМ испытывали на стендах ГПВРД с каналами прямоугольного сечения, то есть такими, которые подходят для реального ЛА.

В заключение следует добавить, что мы располагаем мощной экспериментальной базой и огромным научным потенциалом аэрокосмических предприятий и организаций. Но для успешного развития исследований в области ГПВРД представляется целесообразным формирование национальной программы и целевое финансирование таких работ.

Автор статьи, которую мы представляем читателям, – Иван Савельевич ПРУДНИКОВ, доктор технических наук, один из ведущих специалистов в области ракетно-космической техники. В ОКБ С. Королева начал работать с 1946 года. В 50-60-х годах руководил проектно-конструкторским отделом головных частей (ГЧ) баллистических ракет. С 1964 по 1966 год возглавлял проектный отдел по космическим пилотируемым кораблям, затем – проектно-конструкторский отдел по лунному кораблю комплекса Н1-Л3. В течение девяти лет, с 1974 по 1982 год, был главным конструктором одного из тематических направлений НПО «Энергия», в задачи которого на первых порах входила разработка лунного экспедиционного комплекса. Интересно, что Сергей Павлович Королев только однажды был научным руководителем – при подготовке И. Прудниковым кандидатской диссертации в 1955 году.

Р-7

В 1954 году ОКБ С. Королева (ОКБ-1) поручается создание межконтинентальной баллистической ракеты (МБР), получившей в дальнейшем индекс Р-7. Эта работа была беспрецедентна.

До этого, как известно, в СССР были разработаны ракеты Р-1, Р-2 и Р-5, максимальная дальность полета которых составляла соответственно 270, 600 и 1200 км. Опыт их создания и проведенные научно-исследовательские работы показали принципиальную возможность разработки в относительно короткие сроки МБР с дальностью полета около 8000 км при массе головной части до 5,5 т и стартовой массе 275 т.

В то время это было сверхзадачей. Проблем хватало, но в статье рассказано о той, над которой работал отдел головных частей. В процессе всего полета надо было обеспечить целостность и нормальное функционирование ядерного боезаряда, кроме того, боеголовки должны были иметь заданные баллистические характеристики. Наверное, у чита т еля возникнет вопрос: разве стоявшие на вооружении ракеты не имели боевых частей? Конечно, имели, но скорость входа ГЧ ракеты Р-7 в плотные слои атмосферы (условно – в 100 км над поверхностью Земли) достигала 7900 м/с, что в 2,64 раза превышало скорость ГЧ ракеты Р-5. При этом кинетическая энергия составляла около 170 млрд. кг- м, что было больше уже в 27 раз. Такой энергией располагает фантастический железнодорожный состав из 20 400 вагонов массой по 60 т, движущийся со скоростью 60 км/ч. Это и обусловливало все трудности.

Резкое торможение в плотных слоях атмосферы приводило к огромным силовым нагрузкам на конструкцию, сопровождавшимся колоссальным нагревом теплозащитного покрытия, чего не мог выдержать никакой применявшийся в то время материал. Вот почему скорость движения головной части «семерки» и ее энергетическая характеристика определяли качественную новизну и научно-техническую сложность ее создания. Это касалось выбора аэродинамической компоновки, разработки методики аэрогазодинамических расчетов и определения тепловых потоков при движении головной части в атмосфере, создания надежных высокоэффективных теплозащитных материалов, определения характера уноса (разрушения) теплозащитного покрытия и расчета его потребной толщины, разработки оптимальных компоновочной и конструктивно-силовой схем ГЧ, обеспечивающих нормальное функционирование спецснаряжения и минимальную массу головной части. Вот почему ее разработка и считалась «проблемой № 1».

К чести всех занимавшихся этой проблемой, она была решена успешно и в короткие сроки (1954-1958 гг.). Причем настолько успешно и надежно в научно-техническом, инженерном и практическом плане, что о ней, во-первых, в скором времени перестали (!) говорить, а во-вторых, основными решениями по «проблеме № 1» пользуются по сей день при создании как головных частей, так и аппаратов, спускаемых на Землю, Марс или Венеру.

С исторической точки зрения интересно не только то, что успех был достигнут, но и то, как он был достигнут.

С учетом всех обстоятельств стало совершенно ясно, что без особых организационно-технических мероприятий с задачей не справиться. Главный конструктор прибег, пожалуй, к единственно правильному решению – организовал в ОКБ-1 специальный проектно-конструкторский отдел, привлек мощные научные силы страны и создал на экспериментальном заводе ОКБ-1 специализированное производство по изготовлению головных частей.

Для решения вопросов аэрогазодинамики, определения тепловых потоков, разработки теплозащитного покрытия постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР были привлечены кафедры МГУ, институты Академии наук СССР и промышленности. В их числе Научно-исследовательский институт тепловых процессов Минвооружения, Всесоюзный институт авиационных материалов Минавиапрома, Физико-технический институт АН СССР, Ленинградский институт огнеупоров, Ленинградский физико-технический институт АН СССР, Научно-исследовательский институт графита Минцветмета, Институт горючих ископаемых АН СССР, Институт порошковых материалов АН УССР, Научно-исследовательский институт пластмасс Минхимпрома, Московский химико-технологический институт имени Д. И. Менделеева.