Станислав Архипов - Записки ведущего. Часть 2

Начало работ было положено в соответствии с поручениями Правительства СССР наиболее полно использовать опыт немецких разработчиков ракеты Фау 2 на основе имеющихся материалов и деталей конструкции, с целью создания отечественной ракеты, способной нести ядерный заряд. Сначала был создан двигатель 8Д51 (РД-100) для ракеты Р – 1 (8А11), который отличался от немецкого варианта, только тем, что в нём использовались отечественные материалы и конструкторская документация использовала советские нормали. Однако эта ракета не решала полностью всё возрастающие требования к средствам доставки ядерного заряда и дальности полёта. Следующей этапной задачей был уже двигатель 8Д52 (РД-101), в котором были сделаны существенные изменения как в конструкции, так и в применяемом топливе (повышена концентрация спирта в горючем, увеличены обороты турбины, повышено давление в камере сгорания). Двигатель стал мощнее и экономичнее, что позволило повысить тактико-технические характеристики ракеты Р – 2 (8Ж38). Эта ракета достаточно долго стояла на вооружении в ракетных частях. Макеты ракеты 8Ж38 и её двигателя 8Д52 демонстрируются в Военно-историческом музее артиллерии, инженерных войск и войск связи (г. Санкт-Петербург) [6].

Для меня этот двигатель 8Д52 и ракета 8Ж38, были весьма знаковыми, поскольку военную подготовку в ВУЗе и на воинском сборе перед присвоением первого офицерского звания мы проходили на этом двигателе и на этой ракете. В это же время я впервые услышал фамилию главного конструктора двигателя – Глушко. Зажигание топливной смеси в камере сгорания двигателей 8Д51 и 8Д52 осуществлялось, как и у немецкого аналога, с помощью так называемого «креста», который вставлялся в сопло двигателя перед запуском. Это был деревянный шест крестообразной формы, на концах перекладины которого устанавливались два пиропатрона, при последовательной подаче электропитания, на которые, происходило воспламенение топлива и перегорание натянутой фольги, что служило сигналом для системы управления запуском двигателя. Сигналы поступали в систему автоматики, откуда, по заложенной программе, проходили команды на открытие или закрытие соответствующих злектро – пневмоклапанов и двигатель выходил сначала на предварительную ступень, а затем на режим большей тяги. При достижении тяги двигателя, равной весу заправленной ракеты, последняя плавно отрывалась от пускового стола. На режим полной тяги двигатель выходил уже в полёте.

Ещё при разработке двигателей 8Д51 и 8Д52 стало ясно, что дальнейшее использование топливной пары «спирт – жидкий кислород» было бесперспективным для дальнейшего развития. Повышение концентрации спирта в горючем было уже использовано и, насколько позволяло техническое развитие отрасли, было поднято давление в камере сгорания, чтоб улучшить экономичность двигателя.

Начались исследования по переходу на следующую топливную пару «керосин – жидкий кислород». Понятие «керосин» было весьма условным, поскольку здесь рассматривались различные продукты на основе керосина. Также начались и схемные проработки компоновки ЖРД, в которых один или оба компонента сначала переводились в газовую фазу. Полученные газы сначала использовались для привода турбин, а затем дожигались в камере сгорания двигателя. Так возникли схемы смешения топлив в камере сгорания по схемам «газ – жидкость», когда один из компонентов топлива полностью газифицировался, и «газ – газ», когда полностью газифицировались оба компонента. Вот с экспериментального изучения процессов смесеобразования в камере сгорания по схеме «газ – газ» я и начал свои первые исследовательские исследования в Нижней Салде. Двигатели по так называемой открытой схемы, где смесеобразование в камере сгорания осуществлялось по схеме «жидкость – жидкость», также продолжались разрабатываться. Ленинградские двигатели С. П. Изотова (завод имени В. Я. Климова), которые отрабатывались в Салде, работали по этой схеме. В этой схеме, газ для привода турбины вырабатывался в газогенераторе, а после использования, «мятый газ» истекал через сопла, создавая дополнительную тягу.

В 1954–1957 гг. в ОКБ В. П. Глушко были разработаны четырёхкамерные кислородно-керосиновые двигатели РД-107 и РД-108 для первой и второй ступеней РН «Восток», с помощью которой был осуществлён запуск первого искусственного спутника Земли, а также первый полёт человека в космос. Эта же ракета Р -7, могла решать и военные задачи, для чего она, собственно, и разрабатывалась. В ракете применена «пакетная» компоновка, в которой одновременно запускались двигатели «боковушек» (РД – 107) и двигатели второй ступени (РД – 108). Такое схемное решение позволяло для воспламенения топлива использовать самую простейшую схему с «крестом» и пиропатронами.

Ракета пакетной схемы, типа Р-7, могла доставить ядерный заряд практически в любую точку земной поверхности. Казалось бы, что основная задача обороны страны решена. Однако, с развитием авиационных и космических средств наблюдения за земной поверхностью у вероятного противника, такая схема стала достаточно уязвимой для обнаружения готовящегося к запуску ракетную систему. Скрыть стартовую площадку с готовящейся к запуску ракетой стало практически невозможно. Появилась тандемная схема компоновки ракеты, где ступени ракеты располагались последовательно друг за другом. Но, в этом случае традиционная схема воспламенения, при запуске двигателя с «крестом» и пиропатронами, становилась неудобной поэтому, в некоторых случаях, стали применять химическое зажигание. Тандемная компоновка ракеты позволяла перейти к шахтному варианту старта. Одновременно шли поиски новой топливной пары, которая позволила бы решать вновь возникшие вопросы ракетной обороны. Были сформулированы новые требования к ракетному топливу. Конечно, новая топливная пара должна быть высокоэкономичной и позволять ракете находиться в заправленном состоянии практически неограниченное время (более 10 лет) для обеспечения высокой боеготовности. Такое топливо было создано и получило условное наименование «амил-гептил». Самым большим недостатком этой пары была высокая токсичность горючего (гептил), которое представляло собой продукт на гидразинвой основе. В качестве окислителя (амил) применялась высококонцентрированная азотная кислота, что привело к необходимости использовать коррозионностойкие материалы по всему тракту окислителя. Зато такие компоненты топлива были самовоспламеняющимися и проблемы воспламенения при их использовании не существовало. У зарубежного супостата также было подобное топливо, но с существенными отличиями по эксплуатационным свойствам. Так как, в основном, топливная пара «амил-гептил» стали применяться на боевых ракетах, то её часто стала называть «штатной парой» или «штатными компонентами», как это было принято в армейской терминологии.