28 июня 1954 года было выпущено секретное постановление Совета Министров СССР «О плане НИР по специальным изделиям», которым среди прочего определялся порядок и сроки выполнения работ над баллистической ракетой с прицельной дальностью 8000 км. В этом документе советское правительство указывало, что от теории пора переходить к практике и проект «чудо-оружия», которое ещё вчера считалось невозможным, должен стать приоритетным в деле укрепления обороноспособности страны.
Ракеты Дальнего Действия
Вторая мировая война породила множество технических новинок, которые заставили иначе взглянуть на условное поле боя. Атомные бомбы, реактивные самолёты, установки залпового огня и баллистические ракеты поменяли не только тактику, но и стратегию. Если говорить о видах оружия, использующих реактивное движение, то в Советском Союзе перед войной наиболее перспективными считались ракетные перехватчики и мобильные миномётные установки. К примеру, будущий главный конструктор ракетно-космической техники Сергей Павлович Королёв полагал, что самым прямым путём к достижению запредельных высот и скоростей полёта станет строительство ракетоплана — самолёта с ракетным двигателем на жидком топливе. Однако восторженное освещение военных побед гвардейских реактивных миномётов БМ-13 («Катюша»), которое ширилось с осени 1944 года, и сведения о новом немецком оружии, применяемом против западных союзников по антигитлеровской коалиции, побудило советских специалистов внимательнее отнестись к баллистическим ракетам.
Изменение взглядов можно проследить по инициативам Королёва. В январе 1943 года он возглавил группу №5 Опытно-конструкторского бюро 4-го Спецотдела НКВД СССР при Казанском авиамоторном заводе №16 (ОКБ-16), которая занималась самолётными реактивными установками, и активно продвигал свой проект истребителя РП с ракетным двигателем. Однако 14 октября 1944 года в письме заместителю наркома авиационной промышленности Петру Васильевичу Дементьеву он предлагал начать работы по «Ракетам Дальнего Действия» (РДД). Позднее Королёв перешёл к конкретике, выдвинув на рассмотрение начальства два предэскизных проекта: неуправляемого оперённого ракетного снаряда Д-1 и управляемого крылатого ракетного снаряда Д-2.
«Объект Д-1» предлагалось создать на основе реактивных снарядов РС, которые к тому времени производились серийно и прошли испытания как в гвардейских миномётных частях, так и в авиации. Д-1 со стартовым весом 1000 кг, запускаемый с особого наклонного станка, должен был иметь дальность полёта до 13 км и предназначался для решения задач артиллерии (его действие можно было бы сравнить с артиллерийским снарядом калибра 305 мм), но превосходил её в мобильности и мощности огневого налёта.
В основу «объекта Д-2» была положена схема крылатой ракеты 217/II, с которой в 1935-1936 годах проводились экспериментальные работы на полигоне Реактивного научно-исследовательского института (РНИИ, НИИ-3). Снаряд со стартовым весом 1200 кг, запускаемый вертикально без станка, при дальности полёта 76 км превосходил артиллерию, поэтому, как отмечал Королёв в описании, его можно было рассматривать в качестве боевого средства, позволяющего «наращивать артиллерийский огонь» или вступающего «во взаимодействие с бомбардировочной авиацией оперативного тыла». По сравнению с последней Д-2 имел преимущества в независимости от погодных условий, скрытности сосредоточения, тактической внезапности и мощности огневых налётов, которые можно осуществлять в течение нескольких минут.
В качестве ракетного топлива на начальном этапе Королёв предлагал использовать существующие пороха (П1). При замене на пороха замедленного горения при пониженных давлениях (П2) ожидалось улучшение характеристик: дальность Д-1 увеличивалась до 60,5 км, а Д-2 — до 115 км. Кроме того, Королёв указывал, что применение для «объектов Д» жидкого топлива позволит увеличить дальности полёта до 150 км.
30 июня 1945 года конструктор вновь обратился в Наркомат авиационной промышленности с предложением об организации Специального бюро по ракетам дальнего действия. На этот раз он сформулировал свои перспективные планы более конкретно, остановившись на разработке «объекта Д-2» как ближайшей задаче на 1945-1946 годы. Подчёркивая реалистичность своих предложений, Королёв предлагал начать работы над ракетным снарядом с продувок моделей в аэродинамических трубах Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ).
В «объектах Д» проявлена преемственность советской школы ракетостроения: от реактивных снарядов залпового огня к «изделиям», запускаемым вертикально на большую дальность. Однако к тому времени военные инженеры успели познакомиться с немецкими баллистическими ракетами А-4 («Фау-2») и убедиться, что те намного превосходят самые смелые отечественные инициативы.
8 сентября Королёв в составе группы специалистов выехал в Германию. В марте следующего года его назначили главным инженером института «Нордхаузен», организованного для изучения и обобщения опыта создания А-4.
Проблема выбора
Надо сказать, что у советских ракетчиков послевоенного времени довольно долго не было единого руководства. Первоначально Сталин собирался поручить работу по освоению трофеев Наркомату боеприпасов (НКБ). Например, 21 марта 1945 года вождь подписал постановление Государственного комитета обороны №7876сс «О вывозе оборудования по производству реактивных снарядов с немецких заводов “Гута Банкова” в г. Домброво Гурне и “Ферум” в г. Катовице», в котором наркому боеприпасов Борису Львовичу Ванникову предписывалось заняться проблемой и принять ракетные трофеи под свою ответственность. 19 апреля появилось постановление ГКО №8206сс «Об организации в системе Наркомата боеприпасов конструкторского бюро и опытного завода по реактивным снарядам», а 31 мая — постановление ГКО №8823сс «О вывозе оборудования, материалов и образцов узлов реактивных снарядов с германского реактивного научно-исследовательского института в г. Пенемюнде (остров Узедом)». И, наконец, 3 августа 1945 года было подписано постановление ГКО №9716сс «О вывозе оборудования и материалов с немецкого подземного завода в районе г. Нордхаузена для Наркомата авиационной промышленности и Наркомата боеприпасов».
Для изучения ракетных трофеев в Москве было создано Государственное Центральное конструкторское бюро реактивных снарядов (ГЦКБ-1) с опытным производством на базе завода №67 НКБ. В качестве основной испытательной станции подчинённые Ванникова собирались использовать авиабомбовый полигон, расположенный в восточной части Крыма. В то же самое время проблемой занимались специалисты из Научно-исследовательского института №1 Наркомата авиационной промышленности (НИИ-1 НАП), которые по решению наркома Алексея Ивановича Шахурина отправились в Германию с целью сбора информации о многочисленных ракетопланах, созданных инженерами Третьего рейха, и тоже претендовали на свою часть находок.
Чтобы как-то скоординировать деятельность групп, представлявших разные наркоматы, потребовалось учредить Комиссию по сбору материалов и изучению немецкого опыта создания реактивной техники. Соответствующее постановление ГКО за №9475сс появилось 8 июля 1945 года. Среди её членов был генерал-майор артиллерии Лев Михайлович Гайдуков, который активно занялся организацией работ на оккупированных территориях и в марте 1946 года возглавил институт «Нордхаузен». В свою очередь, именно более успешная деятельность его подчинённых в сравнении с теми, кто оставался в Москве, показала военно-политическому руководству страны, что имеющегося опыта конструирования реактивных миномётов и ускорителей для самолётов при освоении передовой ракетной техники явно недостаточно.
historykorolev.ru
17 апреля 1946 года наркомы, причастные к стратегическим программам и ставшие месяцем ранее министрами, направили Сталину докладную записку, в которой отмечали, что количество реактивных «изделий», доставшихся «в наследство» от Германии, велико, но «неотложный теоретический и практический интерес» представляют ракеты дальнего действия с жидкостными двигателями, особенно в свете того, что ими плотно занялись англичане и американцы. Поэтому воспроизведение «Фау-2» следует выделить в особое научно-исследовательское и опытно-конструкторское направление, которое готово взять на себя Министерство вооружения во главе с Дмитрием Фёдоровичем Устиновым.
29 апреля по поводу записки состоялось вечернее совещание в кремлёвском кабинете Сталина, на котором вождь поддержал инициативу. 13 мая вышло постановление Совета Министров №1017-419 «Вопросы реактивного вооружения», которое сегодня принято называть «историческим». В нём предписывалось создать Специальный комитет по реактивной технике под председательством Георгия Максимилиановича Маленкова, который должен был осуществлять:
«а) наблюдение за развитием научно-исследовательских, конструкторских и практических работ по реактивному вооружению, рассмотрение и представление непосредственно на утверждение Председателя Совета Министров СССР планов и программ развития научно-исследовательских и практических работ в указанной области, а также определение и утверждение ежеквартальной потребности в денежных ассигнованиях и материально-технических ресурсах для работ по реактивному вооружению;
б) контроль за выполнением Министерствами и ведомствами заданий Совета Министров СССР о проведении научно-исследовательских, проектных, конструкторских и практических работ по реактивному вооружению;
в) принятие совместно с соответствующими Министрами и руководителями оперативных мер по обеспечению своевременного выполнения указанных заданий».
Согласно постановлению, ракеты дальнего действия доставались Министерству вооружений, а непосредственная работа по их проектированию, изготовлению и испытаниям возлагалась на «Научно-исследовательский институт реактивного вооружения и Конструкторское Бюро на базе завода №88», которые позднее стали ядром ракетно-космической отрасли страны.
sputnik.rusarchives.ru
sputnik.rusarchives.ru
Впрочем, нельзя сказать, что решение о необходимости принятия на вооружение ракет дальнего действия в те дни было принято окончательно. После того как на полигоне Капустин Яр осенью 1947 года состоялись успешные испытания «Фау-2», привезённых из Германии и собранных на заводе №88, встал вопрос о дальнейшем продолжении работ по созданию более совершенных «изделий». В то же время имевшаяся ракета давала более чем скромный результат в качестве оружия, поэтому возникли сомнения, стоит ли продолжать дело, и не лучше ли направить ресурсы на развитие стратегической авиации. Чтобы определиться с выбором, Сталин созвал новое совещание, на которое был приглашён и Королёв — главный конструктор ракеты Р-1 (8А11), которая проектировалась по образу и подобию «Фау-2». Оно состоялось поздним вечером 9 марта 1948 года.
Известный журналист-историк Ярослав Кириллович Голованов рассказал об этом совещании через свидетельство академика Виктора Ивановича Кузнецова (его в тот вечер, согласно рассекреченным документам, в кабинете у Сталина не было, поэтому приходится довериться пересказу пересказа):
«Выступать <…> начали артиллеристы. Больше всех горячился [маршал Николай Дмитриевич] Яковлев:
— Зачем нам ракета с дальностью в 260 километров, если она даёт разброс точности в четыре километра?! Насколько проще в этом случае использовать авиацию! Не только проще, но и дешевле — не надо строить стартовую позицию, кстати, не столь уж мобильную и весьма уязвимую для самолётов противника…
Сталин, как вспоминает Кузнецов, усадив всех, по своему обыкновению молча ходил вдоль стола, посасывая потухшую трубку. <…> Сталин спросил Устинова, какой-то пустяк, что-то о вагонах для транспортировки ракет, и Устинов не просто встал, а стремительно ввинтился в пространство над собой. Рядом с Устиновым сидел Яковлев. Надо сказать, что Королёв очень ценил и уважал Яковлева. Едва ли кто другой помогал ему так в строительстве Капустиного Яра, в работе над Р-1.
— Кто ещё хочет высказаться? — спросил Сталин, на секунду остановившись и оглядывая стол. — Пожалуйста, товарищ Королёв.
Королёв поднялся, не отрывая взгляда от рыжих глаз Сталина, как учил всех Устинов. Он начал крушить Яковлева с первой фразы, обвиняя его в недальновидности, технической отсталости, отсутствии чувства нового. Военные за столом переглядывались. Королёв припомнил Яковлеву всё, даже записку, которую тот написал в начале войны, критикуя «катюши».
— Был ли товарищ Яковлев тогда прав? Да, был. У «катюши» действительно было большое рассеивание. Он был прав тогда так же, как прав сегодня, — правдой только сегодняшнего, текущего дня. К счастью для всех нас, тогда товарища Яковлева не послушались. Думаю, что и сегодня мы не будем руководствоваться лишь данными сегодняшнего дня и не будем слушаться товарища Яковлева… <…>
Сталин продолжал бесшумно ходить. Стояла пронзительная тишина. Наконец он остановился и, плавно поводя мундштуком трубки в воздухе, сказал задумчиво:
— Я думаю, что военные всё-таки правы. Оружие с такими характеристиками нам не нужно. — И опять начал ходить.
Королёв сидел белый как мел. Сталин снова остановился:
— Но я считаю, что у ракетной техники большое будущее. Ракету надо принять на вооружение. И пусть товарищи военные приобретают опыт в эксплуатации ракет. Давайте попросим товарища Королёва сделать следующую ракету более точной, чтобы не огорчать наших военных…»
14 апреля 1948 года было принято постановление Совета Министров №1175-440, которым утверждался план дальнейших опытных работ по реактивному вооружению, предусматривавший в том числе начало испытаний новой советской ракеты Р-1.
Пакетная схема
С самого начала ракетчики думали о том, чтобы увеличить дальность полёта своих «изделий». Однако проблема доставки боевого заряда до территории США, казалось, не имеет решения в обозримом будущем. Для увеличения дальности до 7000-8000 км существовало два варианта: либо снабдить ракету крыльями, либо сделать её многоступенчатой. Оба варианта требовали проведения значительных исследовательских работ.
Шаг в нужном направлении сделал Михаил Клавдиевич Тихонравов — талантливый инженер и давний соратник Королёва. Когда летом 1944 года начался сбор сведений о «Фау-2», он в составе группы от НИИ-1 НКАП отправился на немецкий ракетный полигон Хайделагер (Heidelager), расположенный у польского города Дембица, и одним из первых сумел ознакомиться с секретным оружием гитлеровцев.
Через год Тихонравов в соавторстве с Николаем Гавриловичем Чернышёвым предложил проект пилотируемого варианта «Фау-2», получивший название ВР-190 («Победа»). Инициатива не была реализована, но способствовала переходу группы Тихонравова осенью 1946 года в Научно-исследовательский институт №4 Академии артиллерийских наук (НИИ-4 ААН), где он, имея звание инженер-полковника, получил должность заместителя начальника института, собственный сектор и возможность реализовать дальние планы.
Одной из главных проблем многоступенчатых ракет была нерешённая задача запуска двигателей второй и последующих ступеней во время полёта. При этом было очевидно, что размеры межконтинентальной или космической ракеты, сконструированной по последовательной схеме, будут титаническими: придётся строить огромную монтажную башню, да и само «изделие» от увеличения длины не станет надёжнее.
В то время Тихонравов занимался подготовкой к изданию собрания трудов Константина Эдуардовича Циолковского. Среди прочего он обратил внимание на статью «Наибольшая скорость ракеты», которую основоположник теоретической космонавтики написал в январе 1935 года. В ней излагалась концепция «эскадры ракет», которая обещала получить любые скорости и дальности полёта — разумеется, применительно к проблеме межпланетных путешествий. Показав, что одиночная ракета «едва достаточна для роли близкого земного спутника», Циолковский сообщал:
«Мы сейчас укажем на иные приёмы получения гораздо больших скоростей ракеты. Они состоят в том, чтобы отправляться в путь нескольким одинаковым и скромным (по скорости) ракетам. Они, кроме последней, расходуют только половину взятого запаса взрывчатого вещества, а остальной половиной снабжают друг друга. Только последняя ракета приобретает необходимую скорость. Остальные освободившиеся от запаса снаряды планированием опускаются на землю. <…>
Имеем много совершенно одинаковых ракет. <…> С помощью эскадры этих ракет путём переливания запасов взрыва мы можем получить высшие скорости, которых одна ракета получить не может».
Тихонравов изучил не только рукопись «Наибольшая скорость ракеты», но и её изложение, которое сделал знаменитый популяризатор науки Яков Исидорович Перельман в книге «Циолковский. Жизнь и технические идеи» (1937). Тот писал, фактически выступив соавтором основоположника:
«Прибавлю от себя следующий вариант осуществления этой счастливой идеи. Разрозненные 512 ракет можно конструктивно соединить в один агрегат. Преимущества проекта сохраняются в полной мере, но процедура переливания топлива значительно упрощается и легко может быть автоматизирована; точно так же может быть сделано автоматическим и отбрасывание опорожнённых ракет».
«Счастливая идея» настолько захватила Тихонравова, что он поручил заняться её проработкой отделу жидкостных ракет, которым руководил Павел Иванович Иванов. Непосредственным исполнителем был назначен только что прибывший в НИИ-4 молодой научный сотрудник Игорь Марианович Яцунский.
В декабре 1947 года был выпущен «Предварительный отчёт об исследовании эффективности составных ракет». В нём отмечается, что современное состояние техники заставляет искать решение вопроса о достижении больших дальностей «при помощи составных ракет, части которых после сгорания топлива постепенно бы отпадали, тем самым облегчая вес ракеты в полёте». Далее Яцунский показывал, что «многоступенчатая ракета предполагает в связи с отбрасыванием отработанных частей возможность уменьшения относительного пассивного веса и, следовательно, значительного увеличения скорости по сравнению с одиночной ракетой. В этом главное преимущество составных ракет перед одиночными».
Вскоре Яцунский получил новое задание. Много позже он вспоминал:
«Мне он [Тихонравов] дал задание — найти закон, по которому надо отбрасывать ракеты после их опорожнения, т.е. найти оптимальное распределение отбрасывания масс. Это задание я выполнил к середине 1948 г. На основании этих расчётов он поручил мне подготовить материал (графики, плакаты) для доклада, который он решил сначала сделать в институте».
Интерпретация идеи «эскадры ракет» состояла в том, чтобы запускаемые одновременно ракеты, имеющие, по Циолковскому, только гидравлические связи, снабдить дополнительно механическими связями, объединив в один «пакет». При этом напрашивалось сразу несколько вариантов соединения однотипных ракет. По схеме «матрёшка» вначале стартовала одна из ракет, в которую вставлены все остальные. Когда первая израсходует топливо, она отпадает, и начинает работать следующая. Собственно «пакетная» схема представляла собой чистое параллельное соединение. Запуск двигателей всех ракет осуществляется одномоментно на старте. Топливо к ним подаётся сначала от одной ракеты, которая после опустошения отваливается; топливное питание двигателей производится из другой ракеты и так далее. Третья схема, названная «ракетным комплексом», похожа на обычную пакетную, но топливо перекачивается в центральные ракеты, когда баки наполовину опорожняются, после чего пустые ракеты опять же сбрасываются.
Составные ракеты, собранные по описанным схемам, теоретически не имеют ограничений по дальности полёта — то есть сначала задаёшь дальность, а потом проектируешь под неё «пакет».
Научно-технический совет НИИ-4 принял доклад насторожённо. Критики указывали на плохую аэродинамику соединения ракет, уязвимость механических соединений и трудность запуска «пакета». Тем не менее, Тихонравов решился представить расширенный вариант доклада под названием «Пути осуществления больших дальностей стрельбы ракетами» на сессии Академии артиллерийских наук, состоявшейся 14 июля 1948 года в Центральном доме Красной армии.
Выступление Тихонравова вызвало бурю негодования. В то время мало кто из военных специалистов верил в практическую возможность достижения дальностей выше 1000 км с помощью баллистических ракет. Поэтому сообщение о том, что «пакет» способен достичь любых дальностей и даже вывести на орбиту искусственный спутник Земли, взбудоражило зал, вызвало отрицательные и даже язвительные отклики. Только два авторитетных конструктора из присутствующих поддержали идею — Сергей Павлович Королёв и Юрий Александрович Победоносцев.
Революционная работа едва не стала катастрофой для научной карьеры Тихонравова. Отдел Иванова был расформирован как «занимающийся неактуальными проблемами», его руководитель в знак протеста покинул НИИ-4. Яцунского перевели на другой проект, и Тихонравов с большим трудом добился, чтобы молодой учёный продолжал работать с ним по тематике «пакета».
В декабре был подготовлен отчёт «Исследование вопроса о дальностях полёта бескрылых составных ракет на жидком топливе». Проделанные исследования были охарактеризованы следующим образом:
«1) решена задача об оптимальном распределении весов ступеней составных ракет с различными значениями скоростей истечения и различными коэффициентами эффективности конструкции для каждой ступени;
2) произведено исследование влияния гравитационного поля Земли;
3) произведено исследование влияние сопротивления воздуха;
4) даны соображения о применении оптимальных соотношений к соединениям одинаковых ракет (пакеты)».
Интересен момент применения пакетной схемы к «Фау-2». Тихонравов писал:
«Расчёт показывает, что мы можем взять 7-7,5 т полезного груза; выпустив пять ракет типа А-4 пакетом, мы перенесём груза больше, чем в случае, если бы выпустили их поодиночке.
Главный вывод, который можно сделать из всего вышесказанного следующий: всю проблему дальней стрельбы ракетами возможно решить с помощью одной рационально выбранной ракеты. Система ракетных пакетов позволяет ограничиться одной ракетой, с помощью которой могут быть достигнуты все дальности стрельбы. Таким образом, проблема создания разных ракет на разные дистанции заменяется проблемой создания одной ракеты, размерность которой должна быть выбрана очень тщательно, так как от неё зависит величина и громоздкость пакетов, в состав которых она должна входить».
В июле 1949 года Тихонравов пригласил Королёва в НИИ-4 и показал ему свои выкладки. Главный конструктор был впечатлён и дал высокую оценку, сказав дословно: «Вы — Инженеры с большой буквы». 16 декабря он направил институту техническое задание на выполнение работ по теме «Исследование возможностей и целесообразность создания составных ракет дальнего действия типа “пакет”».
Межконтинентальная «семёрка»
Для Королёва идея «пакета» представляла большой интерес в связи с работами над ракетой Р-3, создаваемой под дальность полёта 3000 км. Как раз в декабре 1949 года состоялась защита эскизного проекта. В разделе под названием «Анализ схем баллистических ракет» Королёв писал:
«Баллистическая составная схема №3. В этой схеме имеется как бы параллельное соединение ступеней. На первой ступени активного участка траектории все двигатели питаются топливом, находящимся во внешних топливных баках. После того как этот запас топлива израсходован, конструкция этих баков вместе с двумя двигателями сбрасывается, и внутренняя часть продолжает полёт на оставшемся двигателе».
Вслед за Тихонравовым он подчёркивал, что для реализации возможностей «пакета» необходимо разработать одноступенчатую баллистическую ракету, которая «достаточно полно исчерпала бы возможности несоставных ракет», что позволило бы «использовать эту ракету как звено одной из более сложных составных схем». Такой «рационально выбранной» ракетой, по мнению Королёва, могла стать Р-3.
Группа Тихонравова приступила к выполнению заказа, и в течение 1950 года провела большое исследование, результаты которого обобщили в отчёте «Исследование возможности и целесообразности создания составных ракет дальнего действия» (первая часть отчёта утверждена в августе, вторая — 5 декабря). Яцунский рассказывал:
«Был исследован двухступенчатый пакет из 3-х мощных ракет последней на тот период разработки ОКБ С.П. Королёва [ракеты Р-2 и Р-3]. Анализ движения такого пакета ракет показал, что он может вывести на орбиту искусственный спутник Земли достаточно большого веса. Пожалуй, это была первая в СССР проработка вопроса создания ИСЗ, базирующаяся на конкретных проектных разработках одноступенчатых ракет, поэтому её результаты были весьма реальны».
В то же самое время бюро Королёва столкнулось с большими трудностями при проектировании конкретных узлов Р-3. В частности, во время экспериментально-доводочных испытаний ракеты Р-2 (8Ж38), проходивших на полигоне Капустин Яр с 21 октября по 20 декабря, было отмечено разрушение стабилизирующей цилиндрической оболочки («юбки») головной части. Доктор технических наук Виктор Фёдорович Гладкий вспоминал:
«То, что каждая вторая машина терпела аварию, не удручало конструкторов. Они оперативно реагировали — устраняли все обнаруженные недоработки, в основном производственного характера. С пониманием относилась к ним и Госкомиссия, так как боевые части остальных машин падали туда, куда нужно. Но вот перед последним пуском один молодой офицер заметил (при посещении района их падения), что образуемые ими воронки меньше, чем у головок экспериментальной ракеты Р-2Э, несмотря на большую скорость «приземления». Баллистики пожимали плечами, а конструкторы посмеивались. Королёв же забеспокоился и попросил начальника полигона В.И. [Василия Ивановича] Вознюка послать туда солдат и прочесать бескрайнюю степь. И солдаты нашли сплюснутую, но целую хвостовую оболочку («юбку») головки, обеспечивавшую её устойчивое движение в атмосфере носиком вперёд. Причём нашли «юбку» довольно далеко от ближайшей воронки, что свидетельствовало о её отрыве в полёте и последующем падении головки плашмя с небольшой скоростью. <…>
Разобраться в причине такого феномена аварийная комиссия не смогла вследствие полного отсутствия телеметрической информации о характере полёта головки, и главный конструктор велел просто увеличить вдвое число [крепёжных] болтов. К великому удивлению, не помогло! «Юбку» снова оторвало, хотя и на несколько меньшей высоте. Ситуация мгновенно обострилась — места для установки дополнительных болтов уже просто не было.
Аварийная комиссия, подтвердив правильность выбора параметров «юбки», пришла к выводу об ошибочном подходе к прогнозированию действующих на неё нагрузок, в частности, изгибающих моментов. <…> Такой момент мог практически возникнуть вследствие мгновенной потери устойчивости движения ОГЧ [отделяемой головной части] при максимальном скоростном напоре (у земли) из-за сплющивания «юбки» в полёте, вызванного разрушением подкрепляющих её шпангоутов от нагрева, который не учитывался при её проектировании.
Я предложил снизить величину этого нагрева путём увеличения вдвое толщины оболочки «юбки». Так и сделали, ибо иных предложений не имелось. И таким образом, эта недоработка, которая показалась всем рядовой, была успешно устранена, что подтвердили последующие в июле [1951 года] испытания второй партии машин Р-2.
Казалось бы, проблема успешно решена. Но <…> фактически ракетная техника подошла к «тепловому барьеру», причём намного раньше, чем предполагалось. И принятый варварский способ его преодоления на ракете Р-2 наносил смертельный удар проекту ракеты Р-3, поскольку масса конструкции её ОГЧ при этом возрастала настолько, что не оставалось места для самого боевого заряда.
Королёв был потрясён тем, что совершенно неожиданно для себя оказался на дне пропасти. И достаточно глубокой. Ведь это происходило в период, когда в стране нарастала очередная волна репрессий. И у него на шее всё ещё висела петля судимости за «вредительство». И за проект отвечал в первую очередь он, а не наука. <…>
Как ни парадоксально, но Королёву сильно повезло, что он очутился в таком положении уже после защиты проекта Р-3. Ведь не было бы у него своего КБ [конструкторского бюро], если бы последний был забракован на корню. Более того, этот «тепловой барьер» мог бы тогда вообще привести к отказу от разработки ракет баллистического типа по примеру американцев.
Воспользовавшись тем, что создание Р-3 официально рассматривалось в качестве промежуточного этапа проектирования межконтинентальной ракеты, Королёв решил привязать к ней все изыскания, связанные с выявлением способов преодоления злополучного «барьера».
Мы <…> (посвящённые в тайну проекта Р-3) настойчиво твердили о целесообразности полной защиты оболочки головной части от теплового воздействия нанесением соответствующего покрытия, как это делалось в металлургии. Упирали на то, что продолжительность её нагрева, измеряемая секундами, а не часами и сутками, как в домнах, существенно облегчает подобное решение проблемы.
Проведя при посредничестве руководителя отдела материаловедения института В.Н. [Виктора Николаевича] Иорданского серию консультаций в этом направлении, главный конструктор убедился в принципиальной возможности создания такого покрытия из сравнительно лёгких материалов с высокой температурой плавления и низкой теплопроводностью. Металлурги усматривали трудности лишь в обеспечении целостности покрытия при огромных скоростных напорах воздуха, то есть в технологии его нанесения на наружные поверхности конических оболочек».
mil.ru
Несмотря на то, что путь к решению проблемы определился, создание стенда, позволявшего моделировать тепловые процессы на головной части ракет, требовало много времени и сил. Оказывался под угрозой срыва план не только по Р-3, но и по «предварительной» ракете Р-3А. Ситуация складывалась таким образом, что Королёв был заинтересован в том, чтобы свернуть проект ракеты на дальность 3000 км в пользу двухступенчатой ракеты с межконтинентальной дальностью, теоретическое обоснование которой он получил благодаря изысканиям группы Тихонравова.
4 декабря 1950 года бюро Королёва занялось комплексной поисковой работой по теме Н-3 «Исследование перспектив создания баллистических ракет дальнего действия (БРДД) различных типов с дальностью 5…10 тысяч километров и массой боевой части 1…10 тонн». Главный конструктор выдал соответствующее задание НИИ-4 и получил два отчёта под общим заголовком «Исследование принципа ракетных пакетов для достижения больших дальностей стрельбы» (первый был утверждён 30 мая, второй — 24 сентября 1951 года).
В то же время стало ясно, что концепция «эскадры» одинаковых ракет с перетеканием топлива слишком сложна для быстрой технической реализации, поэтому от неё отказались в пользу «простейшего пакета» из ракет, которые унифицированы, но соединены только механическими связями и отличаются друг от друга тем, что в них заливается различное количество топлива, необходимое для сжигания на определённом участке полёта. Варианты новой конфигурации БРДД взялись рассчитать учёные из группы Мстислава Всеволодовича Келдыша в Математическом институте Академии наук (МИАН). В отчёте «Баллистические возможности составных ракет» они показали, что сборка из трёх Р-3 со стартовой массой 200 т при массе полезной нагрузки 3 и 10 т вполне может развить конечную скорость 7,5 км/с и 5,5 км/с, преодолев расстояние 10 000 и 4 000 км соответственно.
В октябре 1951 года Королёв, получив в свои руки научное обоснование, обратился к Устинову с предложением создать ракету средней дальности Р-5, чтобы оперативно решить две задачи: поставить на вооружение носитель атомного заряда и испытать прототип унифицированного блока для «пакета» межконтинентального носителя. Идея выглядела очень привлекательной, и министр дал своё согласие.
Обе задачи были решены успешно. Серийная модификация ракеты Р-5М (8К51) с атомной боеголовкой была принята на вооружение в июне 1956 года, а опытно-конструкторские изыскания в рамках проекта межконтинентальной ракеты были выполнены на ракетах Р-5Р (пуски состоялись в мае-июне 1956 года) и М5РД (пуски состоялись в июле-сентябре 1956 года).
Однако переход от одноступенчатых ракет к многоступенчатым требовал проведения исследований более широких масштабов, чем могли осуществить специалисты НИИ-4 и МИАН. Поэтому 13 февраля 1953 года Сталин подписал постановление Совета Министров №443-213 «О плане научно-исследовательских работ по ракетам дальнего действия на 1953-1955 гг.», в котором «особо важными задачами» признавались изыскания, «обеспечивающие разработку управляемой двухступенчатой баллистической ракеты» с дальностью полёта 8000 км и весом боевой части не менее 3000 кг. При этом первая партия из семи экспериментальных ракет должна была появиться в первом квартале 1955 года.
sputnik.rusarchives.ru
Исследования пакетной схемы были продолжены, теперь — в рамках тем Т-1 и Т-2. Первая предусматривала изучение баллистических ракет с последовательным, параллельным и последовательно-параллельным соединением ступеней, вторая — баллистических ракет с крылатой последней ступенью или крылатой боевой частью. Всего было изучено около шестидесяти различных вариантов. Хотя Королёв, будучи по образованию авиационным инженером, увлекался ракетопланами, в итоге он остановился на чистой баллистической схеме, предусматривавшем соединение пяти однотипных ракет: одной центральной и четырёх боковых.
В мае выбор «пакета» был утверждён. В этом проекте двигатели РД-105 и РД-106 ступеней ракеты, которыми занимался коллектив под руководством Валентина Петровича Глушко, выполнялись в однокамерном варианте. Однако в октябре 1953 года по указанию заместителя председателя Совета Министров Вячеслава Александровича Малышева, который сменил Лаврентия Берию на посту руководителя Первого главного управления, занимавшегося атомной программой, заряд решили заменить термоядерным; при этом масса полезной нагрузки ракеты увеличилась до 5,5 т при сохранении прежней дальности полёта. Королёв обратился к Келдышу с просьбой «пересчитать» ракету, а Глушко пришлось отказаться от однокамерных двигателей в пользу принципиально новой конструкции — блока из четырёх камер сгорания с общим турбонасосным агрегатом.
В декабре был подготовлен проект постановления о создании баллистической ракеты большой дальности 7Р. В январе 1954 года прошли совещания главных конструкторов, на которых были сформулированы технические требования к ракете, согласованы основные тактико-технические характеристики, этапы конструирования и испытаний. Наконец, 20 мая было принято постановление Совета Министров №956-408 о разработке, изготовлении и испытаниях межконтинентальной ракеты, получившей обозначение Р-7 (8К71). Работы, как и ожидалось, были поручены Особому конструкторскому бюро №1 (ОКБ-1) Сергея Королёва.
Эскизный проект Р-7 был готов в июле 1954 года, а 20 ноября, после изучения проекта экспертной комиссией, он получил одобрение правительства. Стремительные темпы работ во многом обеспечивались использованием задела по теме Т-1. Впрочем, конструкторам понадобилось ещё почти три года, чтобы заставить новую ракету летать.
Сегодня пакетная схема представляется чем-то очевидным, однако долгое время она оставалась «фирменным» секретом советских ракетчиков. Только в апреле 1965 года, когда всемирное распространение получил 14-минутный документальный фильм «В скафандре над планетой» о полёте космического корабля «Восход-2», в первых кадрах которого демонстрировался старт ракеты-носителя, представлявшей собой очередную модификацию Р-7, западные коллеги Королёва, наконец, смогли оценить оригинальность этого технического решения.
roscosmos.ru
Источники и литература:
- Академик С.П. Королёв. Учёный. Инженер. Человек. Творческий портрет по воспоминаниям современников: Сб. статей. — М.: Наука, 1986
- Андреев С. Главная ракета ХХ века. — Самара, 2004
- Афанасьев И. «Корни» двигателей для «Семёрки» // Новости космонавтики. 2006. №6-7
- Ветров Г. С.П. Королёв и его дело. Свет и тени в истории космонавтики. — М.: Наука, 1998
- Ветров Г. С.П. Королёв и космонавтика. Первые шаги. — М.: Наука, 1994
- Голованов Я. Королёв: Факты и мифы. — М.: Наука, 1994
- Железняков А. Р-7. Легендарная «семёрка». Ракета Королёва и Гагарина. — М.: Яуза-пресс, 2016
- Задача особой государственной важности. Из истории создания ракетно-ядерного оружия и Ракетных войск стратегического назначения (1945-1959 гг.): сб. док. / сост. В. Ивкин, Г. Сухина. — М.: Российская политическая энциклопедия (РОССПЭН), 2010
- Ерёменко А. История создания межконтинентальной баллистической ракеты Р-7 // Космонавтика и ракетостроение. 2012. №3
- Гладкий В. Загадка проекта ракеты Р-3 // Авиация и космонавтика. 2002. №11
- Кантемиров Б. Михаил Клавдиевич Тихонравов (1900-1974). — М.: Наука, 2014
- Келдыш М. Избранные труды. Ракетная техника и космонавтика. — М.: Наука, 1988
- Максимов А. Восхождение к звёздам // Теплофизика и аэромеханика. 2011. Том 18. №2
- Молодцов В., Дашков А. История создания семейства ракет Р-7 // Космический альманах. 2001. №5
- Первов О., Рябов А. Первая межконтинентальная баллистическая ракета Р-7 (8К71). (К истории создания) // Космонавтика и ракетостроение. 2014. №6
- Первушин А. Красный космос. Звёздные корабли Советской империи. — М.: Яуза, Эксмо, 2007
- Перельман Я. Циолковский. Жизнь и технические идеи. — М.-Л.: ОНТИ, 1937
- Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва. 1946-1996 / Гл. ред. Ю. Семёнов. — М.: Менонсовполиграф, 1996
- Творческое наследие Сергея Павловича Королёва. Избранные труды и документы / Под общ. ред. М. Келдыша. — М.: Наука, 1980
- Циолковский К. Труды по ракетной технике / Под ред. М. Тихонравова. — М.: Оборонгиз, 1947
Комментарии к данной статье отключены.