Авиация и космонавтика 1998 08

К сожалению, мы не могли воспользоваться нахождением заправленной ракеты на заводе для экспериментального исследования динамических свойств сложнейшей системы, состоявшей из пяти упруго связанных блоков и восьми упругих ферм пусковой установки. При быстром наборе тяги и последующем резком ее спаде при аварийном выключении двигателей должны были возникать ее колебания, которые могли создавать дополнительные напряжения в частях конструкции и ракеты, и ферм. В стране не было оборудования для возбуждения ее резонансных колебаний и соответствующей измерительной аппаратуры.

Из-за большой загрузки С.О.Охап-кин отказывался определять нужные для их расчетов жесткости блоков и силовых связей, а Бармин - ферм пусковой установки. Да они и не верили, что такую систему можно раскачать. Оставалось надеяться на Пилюгина, который мог уяснить суть проблемы и поднять ее на должную высоту. Я высказал ему сомнение в целесообразности использования на ракете Р7 выскочувствитель-ных гироскопов, которые будут воспринимать углы поворота конструкции корпуса второй ступени, обусловленные его изгибом и деформациями связей блоков, в качестве углов поворота ракеты и выдавать ложные команды. Он понял опасность такого взаимодействия системы управления с упругими колебаниями ракеты в области частот ее функционирования. Убедился и в нереальности повышения частот колебаний конструкции до нужного ему уровня. Королев удивился: "Что произошло? Звонил Пилюгин. Говорит: приехал твой Гладкий и остановил работу по выбору параметров автомата стабилизации. Требует новые исходные данные по ракете. Какие-то уравнения колебаний ее конструкции."

Королев велел мне представить соответствующую справку. Читать ее, конечно, не стал, а решил посоветоваться с наукой. К удивлению, последняя отнеслась индифферентно к этой проблеме. Отделы НИИ-88 и ЦАГИ заявили, что у них нет специалистов по динамике конструкций, и на совещание прибыли лишь представители МВТУ проф. В.И.Феодосьев и К.С.Колесников, которые предложили предварительно исследовать ее существование на летающей ракете Р5. Их охотно поддержали все присутствовавшие замы главного конструктора.

У нас не имелось времени на подобный академический подход к ее решению. Уравнения колебаний конструкции Р7 нужны были и для нормирования прочности ее частей. Со мной соглашался лишь С.СЛавров. Выразив крайнее неудовольствие отсутствием единого мнения, Королев подчеркнул, что автопилоты нормально работают на тяжелых самолетах без всяких проблем. Однако не взял грех на свою душу: "Пусть Пилюгин продолжает пользоваться старыми исходными данными, а кандидаты наук займутся своими уравнениями: Гладкий для ракеты Р7, а Колесников -для Р5. Сергею Осиповичу подготовить нужные им жесткости для всех частей конструкций.

Пока я выводил уравнения, С.П.Богомолов определил жесткости связей блоков, а Г.М.Гречко (которому еще и не снился полет на этой ракете) - формы и частоты их колебаний без связей. Громоздкие расчеты велись вручную на электрических машинках техниками Р.Залогиной, Н.Прозоровой, В.Бурдако-вой, В.Золотаревой. Выявление параметров колебаний конструкции посредством решения системы, содержавшей более двух десятков дифференциальных уравнений второго порядка стало возможным только благодаря вводу в строй большой электронной вычислительной машины в Академии наук, на которой нам выделялось время по ночам. Его полностью использовал молодой инженер О.Д.Жеребин, быстро освоивший основы программирования.

В итоге мы успели скорректировать нормативные требования к прочности конструкции ракеты и свести до минимума дополнительное нагружение второй ступени при старте путем выбора порядка включения двигателей. Параллельно проходило аналоговое моделирование упомянутой системы уравнений у Пилюгина совместно с натурной системой управления. Исследования, проведенные Г.М.Годжелло, установили, что для устранения нежелательного влияния на ее работу колебаний конструкций нужно перенести гироскопы из приборного отсека, расположенного внизу второй ступени, в верхнюю ее часть.

Необходимость такой перекомпоновки ракеты Королев встретил с возмущением и недоверием. Легко сказать: перенести приборы! Требовалось ведь сооружать и соответствующую ферму для их предстартового обслуживания. Но Пилюгин был непреклонным.

Интерес к Р7 резко подскочил после взрыва в феврале 1956 г. атомной бомбы, доставленной ракетой Р5 в заданное место. Буквально через неделю сборочный цех нашего завода посетил Президиум ЦК во главе с Н.С.Хрущевым -пришли посмотреть на ее макет. Заинтересовался им и академик А.Н.Туполев. Обошел его несколько раз, потрогал тоненькие стержни нижних связей ускорителей, сел рядом на стул и. поразмыслив, промолвил: "Она не полетит!"

Выходила ракета Р7 на летные испытания почти одновременно с американской межконтинентальной ракетой "Атлас", которая состояла из двух последовательно соединенных ступеней и была оснащена более легкой головной частью. Ее проект предвещал недолгую жизнь в качестве стратегического оборонительного оружия нашей тяжелой "семерке". Главный конструктор М.К.Янгель уже приступал к разработке подобной ракеты. Скороспелый прогноз академика Сахарова на счет массы водородного заряда не оправдался. Она оказалась намного меньшей.

Стартовая позиция располагалась в пустынной части южно-казахстанского края, в сорока километрах от железнодорожной станции Тюра-Там, недалеко от которой вдоль берега мутной и быстрой реки Сыр-Дарья создавалась хозяйственная база полигона. К нашему приезду последняя состояла из десятка бараков для солдат, нескольких домиков для офицеров, столовой и двухэтажного кирпичного расчетного бюро, предназначенного для обработки показаний датчиков, установленных на ракете.

Экспедиция разместилась в шести щитовидного типа бараках-гостиницах на самой позиции, дорога к которой бдительно охранялась сидящими на кочках степными орлами. Главные конструкторы поселились в финских домиках. Работали мы в отлично сделанном мон-тажно-испытательном корпусе. На непривычно суровый климат, обилие фаланг, соленоватую воду и плохое питание в офицерской столовой никто не жаловался - ведь полигон для ракетчиков являлся фронтовой полосой.

Подготовка к первому пуску велась тщательно и медленно, ибо по объему она была эквивалентна подготовке пяти одноступенчатых ракет типа Р5. Так что нам удалось в процессе заправки измерить и фактические жесткости ферм пусковой установки.

Одновременное включение всех двигателей "семерки" представляло исключительно красочное зрелище, сопровождаемое вдохновляющим ревом. Хотя в общем ее полет оказался неудачным, задача его в части отработки старта ракеты была полностью выполнена. Мы получили много ценнейшей информации о работе конструкции и систем, о характере их нагружения при запуске двигателей и их выключении, а также данные, необходимые для уточнения математических моделей, используемых для описания динамических свойств пакетной системы.