В этот день… №3-31 (1-10 сентября)



Александр Грищенко Начинается новый учебный год! Шестьдесят лет тому назад, в далёком 1958 году Вернер фон Браун выступил по приглашению Комиссии конгресса по образованию и труду с предложениями по усовершенствованию системы образования в США. Как актуально они звучат сегодня: «Во-первых, мы должны увеличить набор молодых людей для обучения профессиям, связанным с наукой и техникой. Во-вторых, мы должны сделать эти профессии более привлекательными, чтобы молодые люди их выбирали. В-третьих, необходимо постоянное стимулирование как в школе, так и дома; необходимы квалифицированные учителя, хорошие лаборатории и библиотеки, материальная помощь тем, кто нуждается в ней для получения высшего образования, стипендии и дотации для стимулирования учёбы в аспирантуре».
 

2 сентября 1908 года – родился Валентин Петрович Глушко (Российская империя, СССР).

Академик АН СССР, действительный член Международной академии астронавтики, дважды Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и дважды Государственных премий, главный конструктор ОКБ-456 (НПО «Энергомаш»), Генеральный конструктор и генеральный директор НПО «Энергия» – это далеко не полный перечень должностей и наград Валентина Петровича Глушко.

Родился будущий академик 2 сентября 1908 года в Одессе в зажиточной семье уволенного в запас прапорщика. Как и многие пионеры ракетного движения в разных странах мира, он заинтересовался проблемами космонавтики после прочтения книг Ж. Верна и Я. И. Перельмана. В 1923 году он начал переписываться с К. Э. Циолковским.

В. П. Глушко (2.09.1908 – 10.09.1989)В 1925 году Глушко поступил вольнослушателем на физическое отделение физико-математического факультета Ленинградского университета, а через год стал полноправным студентом второго курса. Будучи дипломником, разработал проект гелиоракетоплана с электротермическим ракетным двигателем (ЭРД) (обзор №2-17 11–20.04.2017). С 15 мая 1929 года В. П. Глушко работал в ГДЛ, куда был приглашён для организации сектора по разработке ЭРД. С начала 1930 года, по совету руководства, ГДЛ Глушко переключился на разработку ЖРД. В январе 1934 года он вместе с лабораторией переехал в Москву для продолжения работ в составе РНИИ (обзор №2-07 1–10.01.2017). В ГДЛ под руководством В. П. Глушко были созданы опытные ракетные моторы (ЖРД) от ОРМ-1 (тяга 200 Н) до ОРМ-52 (тяга 3 кН), а в РНИИ – от ОРМ-53 до ОРМ-70. Но у всех этих двигателей был один существенный недостаток – они не использовались ни на одном летательном аппарате.

Одной из самых серьёзных ошибок на пути развёртывания работ по созданию ракетной техники в середине 30-х годов стало решение руководства РНИИ в лице его директора И. Т. Клеймёнова и главного инженера Г. Э. Лангемака на фактическое свёртывание в институте работ по кислородным ракетным двигателям. И это притом, что топливная пара «жидкий кислород – этиловый спирт» на то время обеспечивала один из самых больших удельных импульсов ракетного двигателя (порядка 3150 м/с). Не приняли во внимание даже те факты, что жидкий кислород и спирт использовал в своих работах, как практических, так и теоретических один из основоположников теоретической астронавтики, австрийско-румынский физик и инженер Герман Юлиус Оберт. Другой основоположник теоретической астронавтики, француз Робер Эно-Пельтри, после ряда практических опытов свой выбор также остановил на кислороде, а германскими инженерами Клаусом Риделем и Рудольфом Небелем в 1931 году был запатентован ракетный двигатель, работающий на жидком кислороде и 70% спирте. Мало того, о начале широкого использования этой топливной пары в ракетном двигателестроении с приходом тридцатых успела проинформировать открытая печать передовых капиталистических государств. Именно работы немецких конструкторов по кислородно-спиртовым двигателям позволили им занять передовые позиции в мире.

Рабочий кабинет В. П. Глушко в музее космонавтики и ракетной техники им. В. П. Глушко (Петропавловская крепость, Санкт-Петербург)И, тем не менее, без учёта общемировой конъюнктуры в ракетостроении, только лишь на основе мнения Георгия Эриховича Лангемака и ведущего инженера Реактивного института Валентина Петровича Глушко о том, что наиболее перспективным горючим для ракет являются топливная пара «азотная кислота – горючее углеводородной группы», было принято решение о фактическом свёртывании в институте работ по кислородным ракетным двигателям. Причём на тот момент не являлось тайной, что удельная тяга двигателя, работающего на азотной кислоте и керосине имела меньшее значение, чем аналогичный показатель у двигателя, работающего на жидком кислороде и спирте, или другим языком – эффективность оставляемых в разработке двигателей была заведомо более низкой, чем эффективность отвергаемых.

Хотя, казалось бы, первоначально у Реактивного института имелись все возможности для успешного создания баллистических ракет на жидком топливе. Ракеты ГИРД Р-1(09), ГИРД-X, а также спроектированные в ГДЛ реактивные летательные аппараты РЛА-1, РЛА-2, РЛА-3, РЛА-100 давали тому немалый задел. Но И. Т. Клеймёнов и Г. Э. Лангемак приняли решение ограничиться лишь конструированием двигателей, причём приоритетным видом топлива для них определили пару азотная кислота – керосин. В то же время двигателем, имеющим лучшую тягу, в РНИИ стал всё-таки работающий на жидком кислороде и 96% спирте – 12к (обзор №1-11 1–15.04.2016) конструкции Л. С. Душкина. Он имел массу в 15 кг и обеспечивал тягу до 2940 Н.

Технологический макет ЖРД ОРМ-1Более того, его применили в ракете «АвиаВНИТО», которая при пуске 15 августа 1937 года взлетела на высоту порядка 3000 метров. Кстати, ракета «АвиаВНИТО» была единственно созданной в стенах Реактивного института с 1933 по конец 1937 года, показавшей столь высокий результат. При всём притом разрабатывалась она группой М. К. Тихонравова на общественных началах, то есть не в рамках плановой работы. Но выдающийся для своего времени результат её полёта не повлиял на табу И. Т. Клеймёнова и Г. Э. Лангемака в отношении жидкостных баллистических ракет. Работу по развитию полётных качеств ракеты «АвиаВНИТО» не продолжали. По двигателю 12к формально да – он получил цифровое обозначение «205» – но у руководства этот научно-инженерный поиск не нашёл ни понимания, ни поддержки.

А вот двигатель на азотной кислоте и керосине ОРМ-65, разработанный под руководством В. П. Глушко, по показателю тяги стал в РНИИ только вторым. При массе в 14,26 кг он развивал тягу до 1670 Н. Создаваемая на нём «крылатая ракета» 212 (213) летать так и не захотела. При этом работам Валентина Петровича Глушко руководители РНИИ-НИИ-3 отдавали не только приоритет на словах и на деле, но предоставляли максимальные в работе удобства и оказывали всяческую поддержку.

ЖРД ОРМ-65Можно ещё для полноты картины сравнить по эффективности результаты, достигнутые главными двигателистами РНИИ-НИИ-3: Валентином Петровичем Глушко и Леонидом Степановичем Душкиным. Из добрых нескольких десятков двигателей и их модификаций, созданных под непосредственным руководством В. П. Глушко в 1929-1938 годах, то есть за 9-летний период, на реальные летательные аппараты был установлен только один – ОРМ-65. 212-я ракета, им оснащённая, летать «не захотела», с ракетоплана РП-318 этот же двигатель был снят ввиду недостаточной отработки его тепловых характеристик и возникающего вследствие этого сильного перегрева головки камеры.

На двигателях разработки коллектива, возглавляемого Л. С. Душкиным в 1933-1939 годах, успешно полетели ракеты ГИРД-X, «АвиаВНИТО», 604-я, 521-я, ракетоплан РП-318.

В марте 1938 года В. П. Глушко был арестован, а 15 августа 1939 года осужден на 8 лет исправительно-трудовых лагерей и был отправлен в Особое техническое бюро НКВД при авиамоторостроительном заводе №82 в Тушино. Позже группа Глушко оказалась в Казани. 10 января 1942 года ОКБ было реорганизовано в ОКБ-16, в состав которого вошло КБ-2 по разработке авиационных ЖРД во главе с главным конструктором В. П. Глушко.

К середине 1942 года в КБ-2 был создан однокамерный ЖРД РД-1 тягой 2940 Н, а к маю 1943 года на его базе группа С. П. Королёва разработала реактивную установку АРУ (РУ-1). Уже 1 октября 1943 года переоборудованный бомбардировщик Пе-2 совершил первый полёт с включенной АРУ. Всего серийно было изготовлено более 200 экземпляров двигателей РД-1 и РД-1ХЗ. За создание этого ЖРД в августе 1944 года В. П. Глушко был досрочно освобождён со снятием судимости.

7 декабря 1944 года ОКБ спецотдела НКВД было преобразовано в ОКБ-СД (специальных двигателей).

Двигатель 11Д14С июня по декабрь 1945 года и с мая по декабрь 1946 года В. П. Глушко находился в Германии, где занимался изучением конструкции и характеристик ЖРД ракеты А-4 (Фау-2). Руководитель Министерства авиационной промышленности М. В. Хруничев 7 июня 1946 года подписал приказ о налаживании производства этого ЖРД на авиазаводе №456, расположенном в подмосковном городе Химки. Вскоре В. П. Глушко был назначен руководителем ОКБ-456 при этом заводе (позднее НПО «Энергомаш»).

РД-100, созданный для ракеты Р-1, является копией немецкого двигателя, только изготовленного из отечественных материалов и по отечественной технологии. РД-101 и РД-103 для ракет Р-2 и Р-5М соответственно созданы в результате усовершенствования РД-100: применения горючего большей концентрации, форсирования рабочих параметров и т. д. Изменения претерпели многие системы и элементы ЖРД.

В 1954-1957 гг. 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.

На двигателях РД-216 с тягой 1480 кН, РД-219 с тягой в пустоте 892 кН и т. д. впервые было применено высокоэффективное самовоспламеняющееся горючее – несимметричный диметилгидразин (НДМГ). В 1961-1965 гг. был разработан шестикамерный двигатель РД-251, состоящий из трёх двухкамерных блоков. Здесь впервые в отечественной практике было применено азоттетроксидное топливо (азотный тетроксид и несимметричный диметилгидразин).

В 1961-1965 гг. был создан РД-253 для первой ступени РН «Протон», что явилось большим достижением отечественного ракетного двигателестроения. Это самый мощный однокамерный ЖРД на высококипящих компонентах топлива, выполненный по схеме с дожиганием окислительного газа. В последующие годы дальнейшее развитие получили двигательные установки с замкнутым циклом на высококипящих компонентах, которые были созданы для боевых ракет-носителей. Это двигатели РД-264 и РД-268, позволившие создать современные высокосовершенные боевые ракеты.

Двигатель 8Д420Тогда же, в шестидесятые годы прошлого века, в НПО «Энергомаш» велась разработка двух двигателей: фторно-аммиачного 11Д14 тягой 98 кН и двигателя 8Д420 тягой 6,28 МН, работающего по схеме «газ-газ». Оба двигателя не поступили в эксплуатацию в связи с закрытием тем. Но при их проектировании были найдены оригинальные конструкторские решения, часть из них была использована при создании других ЖРД.

ЖРД 11Д14 имел самый высокий из достигнутых в НПО «Энергомаш» удельный импульс тяги – 3920 м/с. В закритической части сопла камеры этого двигателя для уменьшения массы конструкции разработчики отказались от применения наружной стенки. Её роль выполняла гофрированная проставка, припаянная к внутренней стенке. Была разработана конструкция, обеспечивающая охлаждение днища всем расходом горючего, которое после этого поступало в газогенератор.

Разработка двигателей 8Д420 не была завершена, но полученный опыт проектирования и экспериментальных испытаний крупномасштабных двигателей и агрегатов, работающих при давлениях до 61,2 МПа, а также освоение технологии изготовления таких агрегатов создали неоценимый задел, использованный при создании последующих двигателей того же класса 11Д520 и 11Д521. Всё более высокие требования к характеристикам двигателей находили воплощение не только в новых конструкциях, но и при разработке новых методик расчётов параметров и математическом моделировании внутридвигательных процессов. Благодаря этим исследованиям сегодня НПО «Энергомаш» и другие ОКБ располагают достаточно совершенными математическими моделями.

Энциклопедия «Космонавтика»В 1974 году В. П. Глушко стал Генеральным конструктором и генеральным директором НПО «Энергия» (ныне ракетно-космическая корпорация «Энергия» имени академика С. П. Королёва). Он сменил на этой должности В. П. Мишина, бывшего первого заместителя С. П. Королёва.

Под редакцией В. П. Глушко были изданы энциклопедии «Космонавтика» (в 1968, 1970 и 1985 гг.) и многотомные справочники по термодинамическим свойствам продуктов сгорания и других веществ (в 1956 – 1982 гг.). Кстати, в энциклопедии «Космонавтика», так же, как и в книге «Развитие ракетостроения и космонавтики в СССР», автором которой также был В. П. Глушко, отсутствуют многие фамилии разработчиков ракетной техники 30-40-х гг. (Л. С. Душкин, Л. К. Корнеев, А. Г. Костиков, В. П. Мишин).

По инициативе В. П. Глушко на базе отдела химической термодинамики Института высоких температур в Москве был создан Центр данных о термодинамических свойствах индивидуальных веществ (Термоцентр РАН имени академика В. П. Глушко).

23 марта 1988 года В. П. Глушко провёл последнее заседание Совета главных конструкторов под своим председательством. Он скончался в больнице 10 января 1989 года и был похоронен на Новодевичьем кладбище.


 

7 сентября 1958 года – первый успешный пуск экспериментальной ракеты Black Knight (Великобритания).

Подготовка одноступенчатой ракеты Black Knight к стартуИстория создания английского космического носителя началась в 1955 г., когда Лондон решился на чрезвычайно дорогой и амбициозный проект тяжёлой баллистической ракеты среднего радиуса действия Blue Streak (обзор №2-22 1–10.06.2017), практически не имея опыта работ в этой области (если не считать трёх запусков трофейных А-4 в рамках операции «Backfire» сразу после окончания Второй мировой войны).

В качестве промежуточного этапа на пути к БРСД рассматривался «Чёрный рыцарь» (Black Knight) – первая крупная чисто английская баллистическая ракета на жидком топливе. Она была спроектирована Королевским авиационным исследовательским институтом RAE (Royal Aircraft Establishment, пригород Лондона – Фарнборо) специально для исследований движения в атмосфере боеголовок Blue Streak. Ракета оснащалась двигателем Gamma Мк.201 фирмы Bristol Siddley (обзор №1-17 21–30.06.2016) тягой около 71024 Н на уровне моря, заменённым в дальнейшем на модификацию Мк.301 тягой около 107 кН. ЖРД – четырёхкамерный, с турбонасосной подачей компонентов топлива (окислитель – концентрированная перекись водорода, горючее – керосин).

Схема двухступенчатой ракеты Black Knight

Схема двухступенчатой ракеты Black Knight:
1 – бак со сжатым газом системы отделения и закрутки второй ступени; 2 – РДТТ Cuckoo второй ступени; 3 – разрывные болты; 4 – макет головной части; 5 – переходник-обтекатель; 6 – отсек автопилота; 7 – бак горючего (керосин); 8 – межбаковый отсек; 9 – гаргрот, закрывающий кабели; 10 – детонатор системы аварийного прекращения полёта; 11 – бак окислителя (перекись водорода); 12 – отсек маршевой двигательной установки; 13 – аэродинамические стабилизаторы; 14 – блок передатчика; 15 – лампы-трассёры

Ракета управлялась гироскопическим автопилотом «постоянного курса» за счёт отклонения камер сгорания в кардановых подвесах. Четыре стабилизатора служили для повышения аэродинамической устойчивости на начальном участке полёта, снижая потребный угол отклонения камер ЖРД.

Пуски предполагалось проводить с испытательного полигона Вумера (Южная Австралия). Строительство полигона в пустыне, начатое в 1946 г., обошлось Великобритании и Австралии в 200 млн ф.ст.

Было осуществлено пять пусков Black Knight в одноступенчатом варианте. Для достижения расчётной скорости входа боеголовки в атмосферу предусматривалось дополнение ракеты второй ступенью на базе твердотопливного ускорителя Cuckoo («Кукушка») от высотной ракеты Skylark («Жаворонок»).

Вторая ступень монтировалась на «Чёрном рыцаре» в перевёрнутом положении, при этом боеголовка входила внутрь приборного отсека первой ступени. Отделение второй ступени (после прекращения работы ЖРД первой) происходило на восходящей ветви траектории, на высоте около 110 км. Ступень стабилизировалась вращением с частотой 150 об/мин посредством сопел в головном обтекателе, где располагался баллон со сжатым газом. Сопла, наклонённые «назад» под углом 45°, способствовали уводу второй ступени и предотвращению её соударения с первой ступенью.

Обычно при экспериментальных пусках вторая ступень снижалась свободно до высоты 112 км, и здесь включался её двигатель. На высоте 65 км боеголовка отделялась от пустой ступени и падала в заданном районе, удалённом на ~100 км от стартовой площадки.

Записывающее устройство, установленное в боеголовке, регистрировало на магнитной ленте её поведение вплоть до соприкосновения с землёй. Лента заключалась в спасаемую бронированную кассету, способную пережить жёсткое приземление. Поскольку рассеивание точек падения при управлении от автопилота «постоянного курса» оказалось чрезмерным, была разработана простая радиокомандная система управления, обеспечивающая движение Black Knignt по радиолучу, направленному по заданному азимуту и под нужным углом возвышения. Никакого сигнала об отсечке ЖРД радиокомандная система не подавала, и топливо в баках ракеты вырабатывалось полностью.

Двухступенчатая ракета Black KnightМетод, применённый англичанами на Black Knight, ограничил максимальную высоту подъёма ракеты 600 км, снизив тем самым разброс точек падения и одновременно обеспечив получение высокой (более 4,5 км/с) скорости входа боеголовок в атмосферу.

Программа Black Knight оказалась для своего времени достаточно удачной (15 из 22 полётов двухступенчатой ракеты были полностью успешными, остальные – частично успешными или аварийными). При этом каждый запуск стоил «всего» 41 тыс ф.ст.

Следует отметить, что при пусках исследовались (часто совместно с США) возможности сопровождения боеголовок ракет при движении их в атмосфере. Важнейшим результатом экспериментов стало то, что в Лондоне решили не разрабатывать собственную систему противоракетной обороны (ПРО), но предпринять меры, чтобы британские боеголовки были трудной задачей для перехвата.


 

При подготовке материалов были использованы следующие источники:

  1. Космонавтика. Энциклопедия. – М.: «Советская Энциклопедия», 1985.
  2. 75 лет НПО Энергомаш им. академика В. П. Глушко – лидеру ракетного двигателестроения. Вячеслав Рахманин. Журнал «Двигатель». – №4, 5, 2004.
  3. И. Б. Афанасьев, А. Н. Лавренов. Большой космический клуб. – М.: «РТСофт», 2006.
  4. И. Б. Афанасьев, Д. А. Воронцов. Золотой век космонавтики: мечты и реальность. – М.: Фонд «Русские витязи», 2015.

 


« »



Оставьте свой комментарий

Вы должны быть авторизованы чтобы оставлять комментарии.

Рейтинг@Mail.ru