В этот день… №3-06 (21-31 декабря)
Двадцать лет после Второй Мировой войны запомнились грандиозным рывком человечества в науке и технике. Связано это было также с освоением достижений инженеров нацистской Германии. Занимались этим освоением не только учёные США и СССР, но и других стран-победительниц, в частности Великобритании.
23 декабря 1946 года — был представлен проект суборбитального пилотируемого полёта Megaroc (Великобритания).
В рамках британской программы под кодовым названием «Операция «Ответный огонь» (Operation Backfire) был произведён ряд запусков трофейных «Фау-2» с территории Нидерландов к нижней границе космоса с последующим приводнением в Северном море. Эксперимент оказался удачным — ракеты приводнялись в радиусе 5 км от заданной точки, то есть с большей точностью, чем та, которой достигали немецкие обстрелы этими ракетами во время войны.
Инженеры, представляющие Британское межпланетное общество в Лондоне, посчитали, что немецкая технология способна помочь им в постройке космического корабля, что всего за пять лет до того считалось неосуществимой мечтой. В 1946 г. член общества Ральф Смит (Ralph Smith), конструктор и художник, разработал детальный проект ракеты, основанной на технологии «Фау-2», для полёта человека в космос.
Проект Megaroc предполагал укрупнение и усиление корпуса ракеты, увеличение объёма топлива на борту и замену боевой части весом в тонну на капсулу пилота. Мощности ракеты не хватило бы для выхода на орбиту — вместо этого она должна была доставить пилота (обязательно мужчину) по параболической траектории на высоту около 300 тысяч метров над поверхностью Земли. При запуске ракета должна была находиться в положении, отклонённом от вертикального на 2°. После выхода за пределы атмосферы носовой обтекатель должен был отделиться от ракеты и раскрыться, обнажив капсулу.
Проект Смита предусматривал два иллюминатора в корпусе капсулы. По его задумке, за несколько минут нахождения в космосе первый астронавт, облачённый в высотный лётный костюм, мог бы провести наблюдения за Землёй, её атмосферой, а также за Солнцем. Учитывая, что между Западом и СССР уже начиналось противостояние, которое в конечном счёте вылилось в холодную войну, проект Megaroc также идеально подошёл бы для шпионажа за советской территорией.
Проведя в невесомости около пяти минут, капсула должна была вновь войти в земную атмосферу. Для защиты от перегрева капсулы при трении об атмосферу был предусмотрен тепловой экран, а для обеспечения мягкой посадки — система парашютов. Предполагался и парашют для самой ракеты — таким образом, весь комплекс задумывался как многоразовый.
«Это был очень рациональный проект, — говорит Дэвид Бейкер (David Baker), историк и редактор журнала Spaceflight, которому довелось ознакомиться с чертежами Megaroc. — Все необходимые технологии на тот момент уже существовали, и для его воплощения понадобилось бы от трёх до пяти лет». Бейкер, изучавший технологии «Фау-2» в США и много лет проработавший в качестве инженера НАСА над программой «Спейс Шаттл» (Space Shuttle), отмечает, что Megaroc на 10 лет опережал своё время: «В случае его реализации Британия могла бы уже к 1951 г. регулярно отправлять людей в космос по баллистической траектории».
Смит представил проект в британское министерство запасов и снабжения в декабре 1946 г., но несколько месяцев спустя получил отказ. Тогда он забросил Megaroc и переключился на разработку концепций космопланов и гигантских орбитальных станций.
Несмотря на впечатляющий старт в виде «Операции «Ответный огонь», Великобритания в конечном счёте отказалась от использования технологии «Фау-2», сосредоточив ограниченные исследовательские ресурсы на развитии авиастроения и ядерной техники.
25 декабря 1909 года — родился Г. Е. Лозино-Лозинский (Российская Империя).
Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский родился в Киеве в семье государственного адвоката Евгения Лозино-Лозинского, столбового дворянина.
Через некоторое время семья Лозино-Лозинских переехала в Кременчуг и поселилась в пятикомнатной квартире дома, рядом с которым был городской суд, где, возможно, работал отец. Детство и юность Глеба проходили в бурные и тяжёлые годы начала ХХ века. В 1914 году началась Первая Мировая война. Возможно, из-за этого пришлось уехать из Киева. 1917 год — Февральская и Октябрьская революции. Будучи уже гимназистом, последнюю Глеб принял восторженно и гораздо позже скажет: «Её великая заслуга в том, что она показала: достойные люди есть в любых классах общества».
1918 год — Гражданская война. 9 января 1918 г. в Кременчуге устанавливается Советская власть, но уже 25 марта город заняли австро-германские войска, которых 30 ноября сменили петлюровцы. 1 февраля 1919 г. в город вновь вернулась Красная Армия, но ненадолго, т.к. 10 августа город захватили деникинцы. И только 20 декабря 1919 г. в Кременчуге была окончательно установлена власть Советов. Вот как об этом вспоминает Г. Е. Лозино-Лозинский: «… началась Гражданская война, и власть в городе стала то и дело меняться. Кто только у нас не был… То зелёные, то красные, то белые, то Махно, то атаман Григорьев…» Трудно было разобраться в этой круговерти, кто с кем и за кого!
В таких условиях не могло быть и речи о нормальной учёбе в гимназии, и с Глебом по всем предметам занимался отец. Когда начала налаживаться мирная жизнь, благодаря домашним занятиям, в 1923 году Глеб пошёл сразу в 7-й класс трудовой школы. Затем — два года учёбы в профтехшколе г. Кременчуга, где получил специальность слесаря. Для юноши, воспитанного просвещёнными родителями, этого было мало. Юридическая профессия отца его не привлекала, а отец и не пытался переубедить сына, чувствуя, что наступила эпоха технических специалистов. И действительно, созданный в 1922 году Советский Союз взял курс на индустриализацию страны. Глеба очень интересовала энергетика и проектирование промышленных предприятий. По совету родителей, в 1926 году он становится студентом Политехнического института (ХПИ) в Харькове — тогдашней столице Украины. Институт был создан на базе одного из старейших ВУЗов — Харьковского практического технологического института, основанного в 1885 году. Занимаясь в институте, Глеб проявляет ту же настойчивость в преодолении трудностей. После первого и второго курсов обучения дважды едет на Кавказ, добираясь до Терскола на крышах вагонов, и совершает с товарищами восхождения на Эльбрус. Мало того, что это высочайшая вершина Европы, так ещё и полное отсутствие в те годы специального альпинистского снаряжения… В 1930-м ХПИ реорганизуется в 5 самостоятельных отраслевых институтов и в этом же году Глеб Лозино-Лозинский стал выпускником одного из них — Харьковского механико-машиностроительного института, получив квалификацию инженера-механика по специальности «Паротехника».
 |
|
Памятная доска на стене моторного корпуса ХАИ. К сожалению, о работе другого выдающегося конструктора, Глеба Евгеньевича Лозино-Лозинского, никакого упоминания нет |
По окончанию института он распределяется на Харьковский турбогенераторный завод. Сам завод ещё только строился, его заложили год назад, в 1929-м. В то время в СССР реализовывался план электрификации всей страны — ГОЭЛРО, резко возросла потребность в турбогенераторах для тепловых электростанций и руководство государства приняло решение о строительстве в Харькове завода по производству турбин небывалой по тем временам мощности 50-100 МВт.
На должности инженера-расчётчика Глеб активно включился в работу по сооружению гиганта социалистической индустрии. Он участвует в проектировании первой отечественной паровой конденсационной турбины большой мощности. Кроме того, преподаёт на курсах для квалифицированных рабочих. Г. Е. Лозино-Лозинский разработал новую методику расчёта турбин и, будучи ещё довольно молодым специалистом, завоевал немалый авторитет среди старших коллег. Он стоял у истоков предприятия, с заводского стенда которого в 1935 году сошла первая паровая турбина мощностью 50 МВт и которое сегодня называется «Турбоатом» — один из крупнейших в мире турбостроительных заводов.
Труд талантливого инженера не остался незамеченным. В связи с тем, что при разработке авиационных двигателей внутреннего сгорания едва удавалось преодолеть мощность в 1000 л.с., в 1932 году Лозино-Лозинскому предлагают принять участие в создании паротурбинной двигательной установки невиданной по тем временам мощности в 3000 л.с. для бомбардировщика ТБ-4, который с 1931 года проектировал А. Н. Туполев. Для выполнения этой работы он переводится на кафедру моторостроения Харьковского авиационного института (ХАИ), созданного в 1930 году после реорганизации ХПИ. Так Глеб попадает в авиацию, с которой свяжет всю свою последующую жизнь. И он попал очень удачно!
Новый институт развивался очень быстро. В 1932 году взлетел разработанный его преподавателями и студентами-дипломниками первый в Европе пассажирский самолёт с убирающимся шасси ХАИ-1, что стало исключительным фактом в истории авиации. Самолёт оказался настолько удачным, что его практически сразу запустили в серийное производство на Киевском авиазаводе. В сентябре 1934 г. журнал «Самолет» писал: «По размаху авиационной мысли, смелости в решении поставленных проблем, по культуре качества строящихся самолётов конструкторы ХАИ вправе претендовать на первое место в Советском Союзе».
На должности инженера научно-испытательной станции ХАИ Лозино-Лозинский начал работу над новой установкой. Вскоре к нему подключился инженер-конструктор М. Е. Гиндес, с которым отрабатывалась конструкция парового конденсатора — ключевого элемента оборудования «парового самолёта». Было много проблем, и когда в разработку вник молодой преподаватель ХАИ, выпускник Киевского политехнического института А. М. Люлька, было признано, что применение паросиловой установки на самолёте нецелесообразно. Её вес сведёт на нет весь выигрыш в мощности, который может дать паровая турбина. Куда более эффективно использовать для её вращения раскалённый от сжигания топлива газ, чем греть им воду в паровом котле. Идея газотурбинного двигателя витала в воздухе…
В начале 1938 года, будучи уже заместителем начальника Бюро предварительного проектирования ХАИ, Г. Е. Лозино-Лозинский вместе с М. Е. Гиндесом и будущим знаменитым конструктором авиационных двигателей, одним из основоположников теории воздушно-реактивных двигателей — Архипом Михайловичем Люлькой обосновал возможность создания газотурбинного двигателя (ГТД), положив тем самым начало новой эре в развитии авиации. Уже в 1939 году был разработан первый отечественный ГТД «РТД-1». Завязался проект первого в мире турбореактивного двигателя (ТРД) с осевым компрессором «РД-1» с тягой 500 кгс. И тут возникли трудности, ведь ХАИ все-таки был учебным заведением, а не ОКБ или НИИ — требовалась отработка принципиально новых технологий, связанных с жаропрочными материалами.
Дальнейшую разработку газотурбинных двигателей Г. Е. Лозино-Лозинский и А. М. Люлька по решению правительства с 1939 года вели в Ленинградском Центральном котлотурбинном институте (ЦКТИ), созданном в 1927 году в период реализации плана ГОЭЛРО. Поскольку ЦКТИ был в ведении Наркомата электропромышленности, о применении ГТД в авиации там думали в последнюю очередь. Никто, кроме самих конструкторов, не видел тогда перспектив применения воздушно-реактивных двигателей на самолётах и пока они детально прорабатывают проект самолётной силовой установки с поршневым двигателем и форсажной камерой.
В апреле 1941 года А. М. Люлька запатентовал идею двухконтурного ТРД, но, ещё раньше этого, Г. Е Лозино-Лозинский получил приглашение главного конструктора Киевского авиазавода В. К. Таирова, заинтересовавшегося его разработками, и в начале 1941 года решил продолжить работу в авиации, вернувшись на свою родину в Киев. Пути двух великих конструкторов разошлись, чтобы сойтись вновь в 1965 году, когда А. М. Люлька возьмётся делать небывалые пароводородные ТРД для аэрокосмической «Спирали» Лозино-Лозинского.
Если бы не война, Лозино-Лозинский, сын украинской земли, остался бы работать в Киеве. Но жизнь сложилась по-другому. Об этом, как и о многом другом, Глеб Евгеньевич говорил: «Едва ли не все важнейшие повороты в моей судьбе всякий раз подготавливались цепочкой случайностей. Мне же оставалось только принять решение, полагаясь на свою интуицию».
О важнейшем повороте в своей судьбе, предопределившем причастность Г. Лозино-Лозинского к созданию авиакосмических систем в КБ А. Микояна, он говорил так: «Гитлер выставил меня из Киева, а случайность привела к Микояну». В итоге он проработал в КБ Микояна 35 плодотворных лет.
Перед самой войной главный конструктор Киевского авиационного завода №43 В. Таиров приглашает Лозино-Лозинского на работу в КБ завода для строительства манёвренного истребителя ОКО-4. Но 25 июня 1941 года завод был разбомблен. В первых числах июля семья Лозино-Лозинских выехала из Киева, таким образом, судьба привела его в КБ А. Микояна.
С февраля 1942 года уже в Москве Глеб Евгеньевич продолжает работу в КБ А. Микояна и его достижения впечатляют. На счету конструктора разработки различных вариантов турбинных двигателей. После достижения рекордных показателей в двигателестроении на первое место вышла задача создания высокоэффективного серийного истребителя. Г. Е. Лозино-Лозинский возглавил в ОКБ В. Микояна работы по комплексному сопряжению двигателя с воздухозаборником и форсажной камерой с целью повышения эффективности всей силовой установки. Результатом стал МиГ-19 — первый в мире серийный сверхзвуковой истребитель. На смену ему пришёл лучший истребитель своего времени МиГ-21. В итоге именно мощная и отлаженная силовая установка явилась одним из основных факторов, обеспечивших подавляющее превосходство микояновских истребителей над самолётами потенциальных противников. Это наглядно продемонстрировали послевоенные локальные конфликты: среднее соотношение потерь во Вьетнаме в период с 1966 по 1970 год между советскими и американскими истребителями составило 3,1:1 в пользу МиГ-21. За участие в разработке 3-«махового» истребителя-перехватчика МиГ-25 Глеб Евгеньевич Лозино-Лозинский был удостоен звания Героя Социалистического Труда.
В 1968 году на заседании военно-промышленной комиссии Совета Министров СССР Министерству обороны было поручено сформулировать требования к истребителю нового поколения, который должен был бы прийти на смену МиГ-21, МиГ-23, Су-9, Су-11 и Су-15. Задание на создание нового самолёта под шифром МиГ-29 получило ОКБ Микояна.
Его полномасштабная разработка началась в 1970 году. МиГ-29 оснащался обычной механической системой управления, как базовая модель F-15, но обладал манёвренностью даже лучшей, чем «электрический» F-16. Серийное производство МиГ-29 началось в 1982 году, а в 1983-м первые истребители поступили на вооружение военно-воздушных сил СССР.
В 1971 г. Г. Лозино-Лозинский назначается главным конструктором сверхзвукового перехватчика МиГ-31. Самолёт был создан для использования в системе ПВО страны с целью длительного патрулирования и ведения борьбы со всеми классами воздушных целей, в том числе крылатыми ракетами, вертолётами и высотными скоростными самолётами, в любое время суток, в сложных погодных условиях, при интенсивном ведении радиоэлектронной борьбы.
С дальнейшим ростом скоростей и высоты полётов авиация вышла на порог космоса. В начале 60-х годов в США строится и начинает первые полёты экспериментальный ракетоплан Х-15 (обзор №1-02 16–30.11.2015). В ответ на это в СССР был выдвинут пятилетний Тематический план ВВС по созданию орбитальных и гиперзвуковых самолётов. В 1965 году эти работы были поручены ОКБ-155 А. Микояна, где их возглавил 55-летний главный конструктор ОКБ Г. Лозино-Лозинский. Тема по созданию двухступенчатой воздушно-космической системы (ВКС) получила индекс «Спираль». К сожалению, программа «Спираль» не имела дальнейшего развития, хотя по всем параметрам превосходила американские проекты.
В 1972 году в США начинаются работы по созданию многоразового космического корабля «Спейс-Шаттл» (космический челнок), задачей которого было военное контролирование из космоса территории СССР. Холодная война набирала обороты. В СССР в 1974 году запускается аналогичная отечественная система. В. Глушко на посту главного конструктора НПО «Энергия» возглавил работы по созданию тяжёлой транспортно-космической системы с многоразовым орбитальным кораблём.
12 февраля 1976 г. выходит секретное постановление правительства СССР №132-51 «О создании многоразовой космической системы в составе разгонной ступени, орбитального самолёта, межорбитального буксира-корабля, комплекса управления системой, стартово-посадочного и ремонтно-восстановительного комплексов и других наземных средств, обеспечивающих выведение на северо-восточные орбиты высотой 200 км полезных грузов массой до 30 т и возвращения с орбиты грузов массой до 20 т». Впоследствии эта многоразовая космическая система получила название «Энергия-Буран». Ответственным за создание планера орбитального самолёта и координацию работ всех подразделений авиационной промышленности определили специально созданное Научно-производственное объединение «Молния» во главе с генеральным директором — главным конструктором Глебом Евгеньевичем Лозино-Лозинским.
В результате многолетней работы корабль был создан. В мировой практике аналогов ему не было длительное время.
Размышляя о будущем, Г. Лозино-Лозинский предрекал «Шаттлу» жить до 2015-2020 года, считая эту программу очень дорогой, а проект воздушного старта «Мрия-МАКС» более перспективным. Он был уверен, что это будет украинско-российский проект, и говорил: «Базируется он на «Мрии», одной России его не поднять. Только бы мы согласились объединить свои усилия…». Но этого не произошло.
В 1998-м, в год 10-летия запуска «Бурана», его назвали неисправимым оптимистом, за уверенность в возобновлении остановленных совместных работ, на что он ответил: «Рано или поздно их придётся продолжить, если оба государства думают расширять использование космоса. Есть несколько причин, по которым не обойтись без подвижного старта. Одна фундаментальная, связанная с наращиванием объёмов информации, получаемой с помощью космических телекоммуникационных систем. Я не сомневаюсь, что нужно делать многоразовые транспортные системы, обеспечивающие завоевание ближнего космоса на основе тех принципов, которые отработаны на «Буране». Нам заказывали орбитальный ракетоносец, а мы сделали уникальный многофункциональный корабль. Я сформулировал своё кредо: крыло обеспечило человеку завоевание атмосферы, обеспечив и использование космоса в его интересах. Кто сильный в космосе, тот сильный и на Земле…»
Но пока ещё далеко не всё мы знаем о Глебе Евгеньевиче. Под его руководством в НПО «Молния» было проработано около сотни проектов, засекреченных до сих пор!
30 декабря 1959 года — в ОКБ-1 утверждён эскизный проект ракеты на основе использования ЯРД (СССР).
Ограниченные возможности химической энергетики были понятны разработчикам ракетной техники давно. В 50-е годы ХХ века в США и в СССР активно занимались поиском возможной альтернативы, а точнее, возможностям применения ядерной энергии. В то время — время научно-технической эйфории, казалось, что скоро полетят ядерные самолёты и ракеты, а по рельсам побегут в далёкий путь поезда с ядерными локомотивами.
Созданию ракеты Н-1 с ЖРД предшествовали исследования по возможности разработки ракет с ядерными двигателями. В соответствии с Постановлением правительства от 30 июня 1958 года в ОКБ-1 был разработан эскизный проект, утверждённый С. П. Королёвым 30 декабря 1959 года, в котором была показана возможность создания ракет с ядерным ракетным двигателем (ЯРД). Для разработки ЯРД были подключены ОКБ-456 (В. П. Глушко) и ОКБ-670 (М. М. Бондарюк).
ЯРД представлял собой ракетный двигатель, имеющий ядерный реактор в цилиндрическом корпусе с подогревом рабочего тела до 3000 К, снабжённый четырьмя соплами. В качестве рабочего тела в ЯРД ОКБ-456 предлагалось использовать аммиак, а ОКБ-670 — смесь аммиака со спиртом. Удельный импульс тяги ЯРД при указанных условиях должен был составить не менее 4300 м/с. ОКБ-1 разработало три варианта ракет с ЯРД.
По первому варианту предлагалась схема ракеты ЯХР-2 длиной 48 м, подобная ракете Р-7, но с шестью боковыми ракетными блоками первой ступени, оснащёнными 36 двигателями Н. Д. Кузнецова, и второй ступенью (центральный блок) с ЯРД, развивающим тягу в пустоте 1,37-1,67 МН, который начинал работать в космосе перед отделением боковых ракетных блоков. Стартовая масса ракеты первого варианта должна была составить 850-880 т, масса полезного груза, выводимого на орбиту ИСЗ, 35-40 т.
Второй вариант ракеты представлял собой одноступенчатую МБР со стартовой массой 87 т и массой полезного груза 2,6 т (с ЯРД ОКБ-456) и стартовой массой 100 т и массой полезного груза 4 т (с ЯРД ОКБ-670) при одинаковой дальности стрельбы 14000 км. С экологической точки зрения вариант МБР выглядел достаточно несовершенным, хотя и планировалось объединить стартовое сооружение с искусственным водоёмом.
Третий вариант ракеты представлял собой «суперракету» со стартовой массой 2000 т и массой полезного груза до 150 т. Первая и вторая ступени должны были иметь на первой ступени большое количество ЖРД НК-9 тягой по 510 кН. Вторая ступень включала четыре ЯРД суммарной тягой 8,34 МН, удельным импульсом тяги в пустоте до 5500 м/с при температуре нагрева рабочего тела до 3500 К. Жидкий водород в качестве рабочего тела в ЯРД в то время ещё не предлагался. Перспективность использования жидкого водорода в смеси с метаном в ЯРД была показана в дополнении к указанному эскизному проекту «О возможных характеристиках космических ракет с использованием водорода», утверждённом С. П. Королёвым 9 сентября 1960 года. Однако в результате дальнейших проработок была показана целесообразность создания тяжёлых РН с использованием на всех ступенях ЖРД на освоенных компонентах топлива с применением в последующем водорода в качестве горючего и только в перспективе — ядерных двигательных установок.
Постановлением Правительства от 23 июня 1960 года «О создании мощных ракет-носителей, спутников, космических кораблей и освоении космического пространства в 1960-1967 гг.» предусматривалось проведение в 1960-1962 гг. проектно-конструкторской проработки и необходимого объёма исследований в целях создания в ближайшие годы новой космической ракетной системы со стартовой массой 1000-2000 т, обеспечивающей вывод на орбиту вокруг Земли тяжёлого межпланетного космического корабля массой 60-80 т, мощных жидкостных ракетных двигателей с высокими характеристиками, ЖРД на жидком водороде, ядерных и электрореактивных двигателей, высокоточных систем автономного и радиотехнического управления, систем космической радиосвязи и т.п.
Многое из этого Постановления так и не было реализовано. Но ЯРД разрабатывались и испытывались на стендах. И о некоторых конструкциях мы расскажем в будущих обзорах.
При подготовке материалов были использованы следующие источники:
- И. Б. Афанасьев, Д. А. Воронцов. Золотой век космонавтики: мечты и реальность. — М.: Фонд «Русские витязи», 2015.
- М. И. Осин. Будни российских аэрокосмических инженеров. — М.: «АИР», 2013.
- Журнал «Техника-молодежи», №3, 1955.
- Журнал «Техника-молодежи», №1, 1960.
- Ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени С. П. Королева 1946-1996. Под ред. Ю. П. Семенова. — М.: РКК «Энергия», 1996.
- http://www.bbc.com/russian/science/2015/09/150903_vert_fut_british_plan_to_use_nazi_rocket
| « | В этот день… №3-05 (11-20 декабря) | В этот день… №3-07 (1-10 января) | » |
